食管癌静态调强放疗与容积调强放疗计划的剂量学比较

目的研究食管癌患者应用静态调强放疗(s IMRT)和容积调强弧形治疗(VMAT)的计划剂量学差异。方法 65例食管癌单纯放疗患者分别设计s IMRT、VMAT 2组计划,比较2组的剂量学参数。结果与s IMRT比较,VMAT计划的GTV的D99、D95、Dmean的剂量较低(P<0.05);PTV的99%、95%的覆盖度、最大剂量较高(P<0.05);PTV的105%覆盖度较低(P<0.05);适形指数、不均匀指数相似(P>0.05)。危及器官比较中,VMAT的双肺V20、V30、平均剂量明显低于s IMRT(P<0.05)。脊髓、心脏照射量2组相似(P>0.05)。s IMRT、VMAT的射线数分别为572.33±97.9、754.95±177.6,s IMRT相比于VMAT降低了24%(P<0.05)。结论与s IMRT相比较,VMAT可以改善靶区剂量,减少照射时间,在食管癌的治疗中可能会有较好的疗效。     

基于蒙特卡罗实现容积调强弧形治疗计划独立剂量验证的应用研究

目的 开发基于蒙特卡罗(MC)的验证平台实现容积调强弧形治疗(VMAT)计划的独立剂量验证。方法 利用EGSnrc/BEAMnrc构建Varian TrueBeam医用直线加速器的机头和准直器模型,并基于机头模型和自编程序搭建患者VMAT计划的独立剂量验证平台,通过平台模拟不同射野大小百分深度剂量(PDD)曲线和离轴比、两个不规则野以及头颈部、胸部和盆腔各1例患者剂量分布。比较不同射野大小PDD曲线和离轴比与蓝水箱测量结果差异,不规则射野与ArcCHECK实测的差异,再通过γ分析法、剂量体积直方图对比分析患者MC模拟剂量、计划系统计算剂量、ArcCHECK实测剂量之间差异,验证平台是否可用于独立剂量验证。结果 对4cm×4cm~40cm×40cm的PDD曲线和离轴比,MC模拟结果和测量结果一致性较好。不规则射野MC模拟结果与ArcCHECK实测相比,在3%/2mm、3%/3mm下γ通过率都在98.1%、99.1%以上;3例不同部位VMAT患者MC模拟剂量和ArcCheck实测剂量在3%/2mm、3%/3mm下γ通过率均好于93.8%、95.9%。通过三维γ分析计划系统计算剂量和MC模拟剂量在3%/3mm下鼻咽癌、肺癌、直肠癌的γ通过率分别为95.2%、98.6%、98.9%;在3%/2mm下依次为90.3%、95.1%、96.7%。结论 基于MC开发的验证平台模拟结果与实际测量结果一致性较好,其模拟结果更接近于患者体内真实剂量分布,初步结果显示可用于VMAT计划的精准独立剂量验证。     

乳腺癌容积调强弧形治疗的射野边界外放方法

目的 针对乳腺癌容积旋转调强(VMAT)计划设计,建立射野边界自动外放方法,并评价其效果。方法 在Pinnacle³ 9.10计划系统制定乳腺癌边界外放的VMAT计划(E-VMAT):在计划CT图像的乳腺表面中间位置设置虚拟组织补偿物(P-bolus),将它作为靶区的一部分,进行VMAT计划优化计算,实现射野边界自动外放,然后保持优化得到的射野参数,去除P-bolus后进行最终计划剂量分布计算。选取10例乳腺癌患者,对比E-VMAT计划与常规VMAT计划的剂量学参数和计划执行效率。结果 在射野方向观图上,能观察到E-VMAT方法实现射野钨门和MLC叶片在胸廓方向上的位置外放到皮肤以外。两类计划的靶区和危及器官的剂量学参数相似,计划执行效率一致(P>0.05)。结论 本研究建立的方法可以有效地实现VMAT射野边界自动外放,防止由患者呼吸运动和(或)摆位误差引起的靶区漏照;方法不需要编程实现,适用于不同计划系统。     

鼻咽癌容积弧形调强放疗(RapidArc)与常规调强放疗的剂量学比较研究

目的:比较研究鼻咽癌容积弧形调强放疗(RapidArc)与常规调强放疗(IMRT)的剂量学差异.方法:选取15例初诊的鼻咽癌患者纳入研究,应用Varian的Eclipse治疗计划系统进行计划设计,每例患者均设计RapidArc和常规IMRT两种放疗计划.比较两种治疗计划的靶区和危及器官剂量参数、加速器跳数、治疗时间.结果:两种计划的各靶区剂量的平均值、最大值、最小值、均匀指数均相似,但适形指数方面RapidArc优于常规IMRT.两种计划的危及器官剂量学比较无差异.与常规IMRT相比较,RapidArc的总机器跳数减少了57.8％,RapidArc的治疗时间缩短80.1％.结论:RapidArc与常规IMRT的剂量分布相似,危及器官受量相似,但靶区适形度方面RapidArc优于常规IMRT.RapidArc最大优势在于可明显缩短治疗时间,减少总机器跳数,提高了治疗效率.     

宫颈癌术后容积弧形调强与固定野动态调强放疗技术的剂量学比较

目的 比较宫颈癌术后放疗中容积弧形调强放射治疗(VMAT)与固定野动态调强放射治疗(dIMRT)的靶区剂量分布、危及器官受照剂量及治疗时间,为临床治疗选择放疗技术提供依据。方法 选取10例宫颈癌术后患者,在Monaco5.11计划系统中分别对每例患者进行容积弧形调强和7野固定野动态调强放疗计划设计,比较两种技术的靶区和危及器官的剂量分布,机器跳数和治疗时间的差异。结果 VMAT技术靶区的平均剂量为46.86Gy,略高于dIMRT技术的46.68Gy(P＜0.05),直肠的V₁₀,V₂₀和小肠V₃₀受照剂量VMAT比dIMRT技术分别高了0.63%,3.34%和4.14%(P＜0.05),靶区的均匀性、适形度和其他危及器官的受照剂量相比,两者没有统计学意义,机器跳数和治疗时间VMAT比dIMRT计划分别减少13.4%和50.6%(P＜0.05)。结论 VMAT技术与dIMRT技术相比剂量分布相当或略优,机器跳数和治疗时间明显减少,在临床应用上对于宫颈癌术后患者建议使用VMAT技术。     

直肠癌术前五野静态调强和容积弧形调强放疗剂量学的比较研究

目的 探讨直肠癌术前五野静态调强（5F-IMRT）和容积弧形调强（VMAT）放疗计划的剂量学特点。方法 应用CMS monaco治疗计划系统分别对23例术前同期放化疗的直肠癌患者行5F-IMRT和 VMAT放疗计划设计,比较两种放疗技术的靶区剂量分布特点以及小肠、膀胱、双侧股骨头等正常组织的受照射剂量及体积。结果 5F-IMRT计划的适形指数（CI）为0.810±0.043,VMAT计划的CI为0.822±0.062,两者均能很好满足95％等剂量曲线对100％ PTV体积的完全覆盖;5F-IMRT计划中GTV、CTV和PTV的均匀指数（HI）分别为1.052±0.019、1.063±0.016、1.075±0.020,VMAT计划分别为1.037±0.008、1.047±0.008、1.072±0.018,差异均无统计学意义。5F-IMRT和VMAT计划中重要的危及器官如小肠、膀胱和股骨头等的关键剂量评价指标（D₅、D_min、D_mean和D_max）差异均无统计学意义（P＞0.05）。小肠、膀胱和股骨头等受照射体积的关键评价指标（V20、V₃₀、V₄₀和V₅₀）在两种放疗计划中差异均无统计学意义（P＞0.05）。结论 5F-IMRT和VMAT计划靶区的剂量分布均较理想,对小肠、膀胱、双侧股骨头等正常组织均有很好的保护作用。     

容积调强弧形治疗技术全身照射的初次临床应用及剂量学验证

目的:介绍香港大学深圳医院初次使用容积调强弧形治疗技术(VMAT)行全身照射(TBI)患者的计划设计及剂量学验证方法。方法:在头、脚位两套定位图像上共同确定全身计划靶体积,处方剂量12 Gy分6次,设计含5个中心15个全弧的TBI计划。优化时先在脚位图像中进行,并以此为剂量基础进行头位计划优化,最后两段综合剂量累加并评...     

乳腺癌改良根治术后容积调强弧形治疗与调强放疗剂量比较的Meta分析

目的 比较乳腺癌改良根治术后容积调强弧形治疗(VMAT)与调强放疗(IMRT)对计划靶区(PTV)和危及器官(OAR)的剂量学差异,为临床提供循证学依据。方法 根据纳入和排除标准,计算机检索PubMed、Cochrane Library、FMRS、中国知网、万方数据库及维普全文期刊数据库,筛选所有乳腺癌改良根治术后VMAT与IMRT剂量学比较的文献纳入研究。检索时间从建库至 2020年3月。应用Stata14.0软件进行Meta分析。结果 13项研究的 281例纳入Meta分析。与IMRT计划相比,VMAT计划明显提高PTV剂量 (D95%,P<0.001),明显改善PTV剂量均匀性(P<0.001)和适形性(P=0.004)。VMAT计划较IMRT计划有效降低患侧 肺V20Gy (P=0.027)和健侧 肺V10Gy (P=0.003);而患侧肺 Dmean、V5Gy、V10Gy、V30Gy,健侧肺 Dmean、V5Gy,心脏 Dmean、V10Gy、V30Gy两组计划均相近(均 P>0.05)。IMRT计划较VMAT计划降低心 脏V5Gy (P=0.001),但对心 脏V5Gy纳入文献进行敏感性分析,显示结果稳定性较差。VMAT计划比IMRT计划明显减少治疗时间(P<0.001)和机器跳数(P<0.001)。结论 乳腺癌改良根治术后放疗中VMAT比IMRT在靶区剂量覆盖、均匀性和适形性,对患侧肺和健侧肺保护,以及治疗效率方面均更具剂量学优势。     

容积调强弧形治疗冠矢状面剂量验证的初步探讨

目的 初步探讨容积调强弧形治疗(VMAT)在冠状面和矢状面的剂量验证意义。方法 选取 12例癌症患者的VMAT计划,在多插孔圆柱形体模内插入2个0.125 cm³的电离室探头进行点剂量测量。采用平面二维矩阵电离室及其组合体模,分别在冠状面和矢状面摆位方式下进行γ通过率的剂量验证。结果 在高剂量区域(>最大剂量的80%)和低剂量区域(≤最大剂量的80%)内,点剂量测量与计算结果平均误差分别为1.5%和1.7%。在冠状面和矢状面下二维电离室矩阵中心探头测量的点剂量与计算结果的平均差异为1.7%和1.8%。采用2%/2 mm、3%/3 mm标准的平均通过率分别为93.7%、97.2%。 结论 冠状面和矢状面VMAT剂量验证为临床VMAT计划提供了有意义的数据。     

容积调强弧形治疗与质子调强放疗在室性心动过速放射消融中的计划对比研究

目的 模拟室性心动过速(VT)患者行立体定向消融体部放疗,探索质子调强放疗(IMPT)的剂量学优势。方法 对资料完整的5例患者的胸部定位CT图像均分别勾画左心室的心尖部、心前壁、间隔壁、下壁、外侧壁心肌全层共25个大体靶体积(GTV)。GTV三维外扩5 mm为ITV,ITV外扩3 mm为PTV。每个靶区均分别设计容积调强弧形治疗(VMAT)与IMPT计划。处方剂量为单次25 Gy (RBE)。比较两种计划靶区及危及器官剂量参数。结果 中位ITV体积45.40cm³(26.72~67.59 cm³),所有计划均达到足够的靶区覆盖(ITV V95%Rx≥99%)。相比VMAT计划,IMPT组全心、心包及靶区外心脏组织Dmean分别降低44.52%、44.91%、60.16%,左前降支D0.03 cm³降低17.58%(P<0.05)。按病灶部位分析后发现,IMPT仍可降低绝大多数危及器官剂量,但当病灶位于前壁及心尖时左前降支D0.03 cm³两者相近,病灶位于前壁或下壁时左回旋支D0.03 cm³也相近(P>0.05)。结论 模拟VT患者立体定向消融体部放疗时,VMAT与IMPT计划均满足临床剂量学要求;而IMPT可降低正常心脏组织受量,具有降低缺血性心脏病、心包炎或心包积液等并发症的潜在获益。     

260例肿瘤患者VMAT计划验证结果的误差分析

目的 总结 260例肿瘤患者VMAT计划剂量验证结果,分析VMAT计划验证的γ通过率及其影响因素。方法 回顾2010—2012年期间 260例肿瘤患者采用2种探测器矩阵(美国MapCheck₂和瑞典Delta₄)对2台直线加速器进行VMAT前的剂量验证结果。采用γ通过率(2%/2 mm、3%/3 mm、5%/3 mm标准,阈值10%)比较验证结果与TPS计算结果之间差异,并行独立样本t检验。分析3%/3 mm标准下MLC走位精度对γ通过率的影响。结果 2%/2 mm、3%/3 mm和5%/3 mm标准下总验证结果的γ通过率平均值分别为91.7%、98.5%和99.7%,其中 3例重新进行了计划设计和优化以达到临床治疗的通过率标准。2%/2 mm标准下2种测量工具测量结果的γ通过率平均值稍有不同(90.0%∶93.5%,P=0.000),而3%/3 mm标准下2种测量工具和2台加速器之间的γ通过率均相近(98.5%∶98.5%,P=0.926和98.5%∶98.6%,P=0.670)。3%/3 mm标准下MLC校准前计划的γ通过率为61.1%,校准后的为94.9%。结论 除少数治疗计划需要重新进行设计和优化,绝大多数治疗计划的测量结果均能达到临床治疗的验证标准。在较严格的通过率标准(2%/2 mm)下臂架旋转对VMAT计划的γ通过率有一定影响。MLC校准对VMAT计划的实施非常必要。     

Axesse加速器实施VMAT的主要性能测试

目的 测试Axesse加速器实施VMAT的准确性和可靠性。方法 按照由简单到复杂、从系统组成部分到系统过程测试对Axesse实施VMAT的准确性和可靠性测试。系统组成部分测试包括剂量输出稳定性测试和MLC到位精度测试;系统过程测试包括VMAT剂量率和机架速度调制能力测试、MLC速度和剂量率调制能力测试,以及患者剂量验证测试。结果 与固定机架照射相比,旋转照射、包括MLC动态滑动旋转照射剂量输出差异<1.0%。Axesse EPID iViewGT 3.40测试MLC到位精度肉眼观察能发现MLC 0.5 mm位置误差,固定机架照射和旋转照射MLC到位精度<1 mm。在临床应用剂量率范围内,VMAT变剂量率和机架速度、变剂量率和MLC速度测试结果不同条形野射束强度差异<2.0%。宫颈癌、前列腺癌和乳腺癌患者VMAT剂量验证的3 mm 3%标准γ通过率分别为96.52%、95.72%和98.83%。结论 Axesse系统VMAT能准确控制MLC运动、变剂量率和机架速度,Axesse系统能准确可靠实施VMAT。     

两套TPS之间VMAT计划优化质量评价研究

目的 探讨两套商用TPS实施VMAT优化的性能特点。方法 随机选取本院宫颈癌和前列腺癌患者各10例,分别利用瓦里安Eclipse和飞利浦Pinnacle TPS设计VMAT计划(宫颈癌2Arc、3Arc,前列腺癌1Arc、2Arc),采用瓦里安Clinac iX加速器配备RapidArc技术实施照射。从剂量分布、实施效率、治疗照射参数等方面评价治疗计划质量的差异。对组间比较行配对t检验。     

Radiotherapy for unresectable sinonasal cancers: Dosimetric comparison of intensity modulated radiation therapy with coplanar and non-coplanar volumetric modulated arc therapy

Background and purposeTo compare volumetric modulated arc therapy (VMAT) and intensity modulated radiation therapy (IMRT) plans for treatment of unresectable paranasal sinuses cancers (PNSCs) with different clinical presentations.Material and methodsFour patients treated for primary target volume only (group 1), four requiring elective nodal irradiation (group 2) and four with positive nodes in macroscopic disease (group 3) were selected. For each patient were generated 7 fields IMRT, coplanar VMAT (c-VMAT) and non-coplanar VMAT (nc-VMAT) treatment plans. Total doses were 70 Gy and 54 Gy to high dose planning target volume (HD-PTV) and low-dose-PTV, respectively. Dose–volume histogram, conformity and homogeneity index (CI and HI), and monitor units (MUs) per Gy were evaluated.ResultsVMAT provided significantly better target coverage, in terms of V_100% (Volume encompassed by the isodose 100%), than IMRT, in particular when nc-VMAT was used. In general, organ at risk sparing is similar with the three approaches, although nc-VMAT can allow a statistically significant reduction of dose to contralateral parotid gland and cochlea for all three groups.ConclusionsVMAT can offer significant improvement of treatment for all unresectable PNSCs over existing IMRT techniques. In particular, nc-VMAT may be a further advantage for those patients with sinonasal cancers and involvement of the nodes in whom large volumes and complex/irregular shape have to be irradiated, even if clinical benefits should be established in the future.     

早期NSCLC无均整器模式VMAT计划剂量比较研究

目的 通过对比传统均整器(FF)模式剂量分布,研究无均整器(FFF)模式下VMAT计划对早期NSCLC的剂量分布特点,及通过三维剂量验证系统来验证TPS对FFF模式的剂量计算精度。方法 采用美国瓦里安公司TrueBeam加速器和Eclipse TPS,对2015年间收治的20例接受SBRT的早期NSCLC病例,采用4DCT模拟定位和平均密度法重建三维结构并勾画轮廓;基于同样设备参数进行FF和FFF模式VMAT的计划设计,比较靶区和OAR剂量体积参数。采用ArcCheck的DVH进行三维剂量验证和中心点绝对剂量验证,并进行两种模式计划验证结果的配对t检验。结果 两种模式CI_100%基本一致(P=0.82),FFF模式CI_80%、CI_50%低于FF模式(P=0.02、0.01)。患侧肺、全肺受量FFF模式明显减少(P均<0.01)。两种模式机器跳数相近(P=0.34),但FFF模式出束时间明显少于FF模式(P<0.01)。两种模式的DVH总通过率、γ通过率、中心点绝对剂量偏差值均相近(P=0.05、0.16、0.26)。结论 对早期NSCLC患者VMAT计划采用FFF模式比FF模式能改善剂量分布适合度,减少肺受量及患者治疗中体位变化对靶区及OAR受量的影响。通过DVH三维剂量验证证明Eclipse TPS对基于FFF的VMAT剂量计算精度能满足临床要求。     

EPID在VMAT技术验收测试中的应用研究

目的 采用EPID实现直线加速器VMAT技术的验收研究。方法 采用Shaper及Eclipse TPS编辑并利用EPID对TrueBeam加速器VMAT技术中MLC到位精度、临床剂量等核心内容进行测试。测试例:TA:机架在0°、90°、270°时分别曝光0.5 cm×20.0 cm狭缝野;TB:不同剂量率及机架角速度组合时射野平坦度稳定性;TC:静态及旋转状态下MLC到位精度;TD:静态及旋转状态下MLC变速控制准确性;TE:加速器同时变剂量率及机架旋转速度的准确性;TF:临床病例。利用Matlab对测试结果进行分析。结果 0°、90°、270°测得狭缝叠加后半高宽与零度时半高宽差别均为0.39 mm。TB结果显示射野平坦度差别<0.5%。TC测试显示EPID测得的狭缝中心与TPS设定的中心最大偏差为0.45 mm。TD测试显示MLC位置实测值与TPS设定值差别最大为0.69 mm。TE结果显示各狭缝相互间差别最大为0.42 mm。临床病例以3%/3 mm标准评价时γ通过率最低为96.4%。结论 利用EPID能准确、便捷的完成VMAT技术验收,此方法为减轻物理师工作负担提供了一个良好选择。     

摆位稳健性对IMRT与VMAT剂量学影响研究

目的 比较摆位稳健性对头颈部肿瘤IMRT与VMAT剂量分布的影响程度,评价两者对图像引导需求。方法 纳入30例IMRT鼻咽癌患者按临床上剂量要求设计VMAT计划,AAA法计算剂量。每患者两计划分别沿原始x、y、z轴各移动等中心±1.0、±3.0、±5.0 mm模拟左右、上下、前后方向摆位误差对剂量分布影响,分析60个参考计划与1080个再计划DVH参数。配对t检验差异。结果 误差为1 mm时,GTV D₉₈、CTV D₉₅、HI、PGTV V₉₅平均偏差<0.5%;误差为3 mm时,GTV与CTV剂量平均变化<1.0%,且VMAT高于IMRT (GTV D₉₈,P=0.00;CTV D₉₅,P=0.00),PGTV剂量偏差要大,IMRT与VAMT中PGTV_nx与PGTV_nd V₉₅平均偏差分别为[1.64% 比1.95%(P=0.01)]、[1.73% 比2.63%(P=0.00)]。误差增大各指标偏差变大,且VMAT高于IMRT (GTV D₉₈,P=0.00;CTV D₉₅,P=0.00;CTV HI,P=0.00;PGTV V₉₅,P=0.01)。相比靶区,脊髓、脑干D_max变化更大,但IMRT与VMAT间差异不明显。结论 误差较小时(<3 mm),IMRT与VMAT计划均较稳健。VMAT对摆位误差更敏感,主要体现在靶区剂量,随摆位误差增加两者间差异变大。建议行VMAT患者增加图像引导频次。