乳腺癌改良根治术后内乳淋巴结放疗患者VMAT与IMRT计划剂量学比较

目的 探讨容积调强弧形治疗(VMAT)和固定野动态调强放疗(IMRT)在左侧乳腺癌改良根治术后需辅助放疗并内乳淋巴结照射患者的剂量学差异。方法 对20例左侧乳腺癌患者制定VMAT和IMRT两种放疗计划。通过剂量体积直方图计算靶区和危及器官剂量学参数。对分类变量行χ²或Fisher′s精确概率法检验,连续变量根据正态性采用配对t检验或秩和检验。结果 IMRT靶区均匀性指数比VMAT高(P<0.05)。VMAT治疗时间较IMRT更短(P<0.01)。VMAT患侧肺V20Gy、V30Gy优于IMRT (P<0.05)。VMAT在冠脉左前降支Dmean、Dmax和心脏V30Gy、V40Gy、Dmean、Dmax优于IMRT (P<0.01)。食管DmeanVMAT优于IMRT (P<0.05),但健侧肺V5Gy、V10Gy和食管DmaxIMRT优于VMAT (P<0.05)。结论 VMAT可以显著减少心脏、健侧肺、脊髓、食管照射剂量,缩短治疗时间。对于左侧乳腺癌根治术后需辅助放疗并照射内乳淋巴结的患者,VMAT技术比IMRT技术可以更好保护正常组织。     

乳腺癌改良根治术后三种放疗技术的剂量学对比研究

目的 分析比较容积调强弧形治疗(VMAT)与固定野调强放疗(F_IMRT)、电子束联合VMAT (E&VMAT)技术在乳腺癌改良根治术后放疗中的剂量学差异,为临床选择治疗方案提供参考。方法 随机选择乳腺癌改良根治术后放疗的左乳腺癌患者 10例,靶区包括患侧胸壁和锁骨上淋巴引流区,处方剂量43.5Gy (2.9 Gy/次)。基于Pinnacle³计划系统为每位患者分别设计VMAT、F_IMRT、E&VMAT (胸壁靶区部分电子束照射、锁骨上区部分VMAT照射)计划。对比评价靶区剂量分布适形度与均匀性、危及器官受量以及治疗实施时间。结果 VMAT计划能改善靶区剂量分布,靶区剂量适形指数和均匀性指数均优于F_IMRT和E&VMAT计划(均 P<0.05)。VMAT计划患侧肺平均剂量 、V30Gy、V20Gy、V10Gy均优于F_IMRT和E&VMAT计划(均 P<0.05)。VMAT计划患侧 肺V5Gy优于F_IMRT计划(P<0.05),与E&VMAT计划 的V5Gy相近(P>0.05)。VMAT计划的心脏、健侧乳腺、健侧肺均能满足临床剂量限制要求。VMAT、F_IMRT、E&VMAT计划的治疗时间分别为(326±27)、(1082±169)、(562±48) s。结论 与F_IMRT和E&VMAT计划相比,VMAT计划质量更优,治疗时间更短,具有较高的临床应用价值。     

左侧乳腺癌改良根治术后胸壁调强放疗和三维适形放疗临床剂量学研究

目的探讨左侧乳腺癌改良根治术后胸壁调强放疗(IMRT)和三维适形放疗(3D-CRT的剂量学研究。方法选取2013年1月至2018年10月间梧州市人民医院和桂东人民医院收治的Ⅲ、Ⅳ期左侧乳腺癌改良根治术后需胸壁照射的18例患者,采用CT定位和Eclipse6. 5治疗计划系统对患者进行IMRT和3D-CRT放疗计划设计和剂量计算,处方剂量均为5000cGy/25次,比较两种计划的靶区剂量学分布及危及器官(心脏、肺健侧乳腺、脊髓等)受照剂量分布。结果 IMRT计划中PTV的Dmin、Dmean、D95和V95优于3D-CRT计划,Dmax、D5、V105和V110均低于3D-CRT计划,CI和HI优于3D-CRT计划,两者比较,差异均有统计学意义(均P <0. 05)。IMRT计划中,PTV低剂量照射体积左肺V5、V10和右肺Dmean均高于3D-CRTPTV,而高剂量照射体积IMRT计划中PTV左肺V20、左肺Dmean和全肺Dmean均低于3D-CRT的PTV,IMRT计划中PTV的心脏V10、心脏V30、心脏Dmean、右乳Dmean和脊髓Dmax均低于3D-CRT的PTV,两者比较,差异均有统计学意义(均P <0. 05)。结论左侧乳腺癌改良根治术后胸壁照射患者IMRT放疗计划在靶区剂量分布上较3DCRT有优势,能明显降低危及器官受照剂量与体积。     

左侧乳腺癌保乳术后VMAT与IMRT剂量比较的Meta分析

目的 对左侧乳腺癌保乳术后VMAT和IMRT靶区与OAR剂量行Meta分析。 方法 文献检索纳入相关研究,分析靶区和危及器官剂量参数。 结果 11项研究的154病例纳入Meta分析。PTV-全乳和PTV-瘤床的 Dmean、均匀性指数均相近(P>0.05),VMAT计划中PTV-全乳、PTV-瘤床适形性指数值较IMRT计划高(P=0.000、0.002)。当靶区平均体积≤634cm³时,心脏 Dmean、V5、V20、V30,左肺 Dmean、V5、V20,右肺、右侧乳腺 Dmean均无统计学意义(P>0.05);当靶区平均体积>634 cm³时,心脏 Dmean、V5、V20 IMRT计划优于VMAT (P=0.037、0.005、0.030),V30 VMAT计划优于IMRT (P=0.001)。左肺 Dmean、V5、V20及右肺Dmea IMRT优于VMAT (P=0.013、0.000、0.000及0.001)。右侧乳腺 Dmean也相近(P>0.05)。 结论 VMAT和IMRT靶区剂量分布无明显差异。对于危及器官,靶区平均体积≤634 cm³时,VMAT和IMRT受量无明显差异;靶区平均体积>634 cm³时,IMRT在心脏、肺的保护上有一定优势。     

乳腺癌保乳术后全乳及锁骨上下区三种调强剂量学分析

目的 比较乳腺癌保乳术后全乳及锁骨上下区同时照射的固定野静态IMRT、固定野动态IMRT (DMLC)与VMAT的剂量学差异。 方法 选择2012—2015年本院女性乳腺癌患者 14例,照射范围包括胸壁及锁骨上下区。每例患者分别设计3种计划并使用相同优化条件,以DVH为依据比较PTV及OAR剂量。采用单因素方差分析或非参数Wilcoxon符号秩检验。 结果 IMRT、DMLC、VMAT三者的 V₉₅、V₉₈、CI、HI值组间比较结果均为VMAT最优(P<0.009)。患侧肺 V₅、V₂₀及 D_mean值,健侧肺 V₅及 D_mean值VMAT计划值均最优(P<0.022)。脊髓平均剂量VMAT最低(P=0.004)。 结论 对于全乳及锁骨上下区的乳腺癌患者治疗方式首选VMAT,在能保证靶区剂量的同时有效控制正常组织受量,减轻放疗并发症的风险。     

左侧乳腺癌保乳术后3种放疗技术在同步推量中的剂量学研究

目的 探讨左侧乳腺癌保乳术后半弧容积动态旋转调强(VMAT)放疗、切线弧VMAT放疗和逆向调强放疗(IMRT)3种放疗技术在同步推量中的剂量学差异.方法 选取10例左侧乳腺癌保乳术后患者,使用MONACO 5.1计划系统,分别采用半弧VMAT、切线弧VMAT和IMRT三种放疗技术,处方剂量均为计划靶区(PTV)50 Gy/25 f、计划肿瘤靶区(PGTV)60 Gy/25 f,评估3种计划靶区剂量适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)以及周围正常组织器官的受照剂量.结果 半弧VMAT的PGTV靶区CI优于IMRT(P﹤0.05).切线弧VMAT放疗技术较IMRT放疗技术降低了左侧乳腺癌保乳术后患者患侧肺组织V10的照射范围(P=0.04).切线弧VMAT放疗技术较半弧VMAT放疗技术降低了左侧乳腺癌保乳术后患者健侧肺组织V5(P﹤0.001)、V10(P=0.04)、心脏的V10(P=0.01)、Dmean(P=0.01)及健侧乳腺组织V5(P﹤0.01)的剂量范围.而IMRT放疗技术降低了左侧乳腺癌保乳术后患者健侧肺组织V5、V10的剂量范围(P﹤0.05).结论 对于左侧乳腺癌保乳术后患者的同步推量放疗,VMAT放疗技术尤其是半弧VMAT放疗技术具有更好的靶区适形性;切线弧VMAT放疗技术可以降低周围大部分正常组织器官的照射剂量.     

乳腺癌保乳术后调强放疗与常规放疗的剂量学比较

 目的　探讨早期乳腺癌保乳术后全乳适形调强放射治疗（IMRT）的剂量学优势。方法　选择10例接受保乳手术的Tis~2N0M0早期乳腺癌病例,其中左侧乳腺癌6例,右侧乳腺癌4例,应用三维治疗计划系统（3D-TPS）为每位患者设计两种全乳放射治疗计划,即切线野常规计划与IMRT计划,处方剂量均为50 Gy／25次。用剂量体积直方图（DVH）来比较两种计划中计划靶体积（PTV）、危及器官（OARS）的剂量学差异。结果　靶区覆盖率在两种计划中相似,分别为97.83 %、97.61 %,与常规计划相比IMRT计划的PTV接受＜95 %处方剂量与＞103 %处方剂量的体积百分比之和（IHI） 从25.42 %减少到2.71 %,PTV接受至少105 %处方剂量照射的体积百分比（V105 %）从25.79 %减少到1.08 %,IMRT计划改善IHI和减少V105 %的平均值,在PTV较大的患者中更明显。左侧乳腺癌患者心脏的平均剂量（Dmean）从6.72 Gy减少到4.95 Gy、心脏接受30 Gy照射的体积百分比（V30）从7.23 %减少到1.04 %。所有患者同侧肺的Dmean从9.19 Gy减少到7.65 Gy、至少接受20 Gy 照射的体积百分比（V20）从22.34 %减少到20.18 %。对侧乳腺Dmean从5.12 Gy减少到3.52 Gy,对侧肺Dmean从2.76 Gy减少到1.79 Gy。右侧患者肝脏Dmean从7.23 Gy减少到1.04 Gy。结论　全乳IMRT的剂量学优势主要是在保证靶区覆盖率的前提下,显著改善了靶区剂量分布的均匀性,并在一定程度上降低OARS的受照剂量与容积,乳房体积大的病例可以通过IMRT获得更好的剂量学结果。     

食管癌VMAT与IMRT剂量比较的Meta分析

目的 对食管癌VMAT与IMRT靶区和OAR剂量比较行Meta分析。方法 文献检索纳入相关研究,分析靶区和OAR剂量参数、机器跳数及治疗时间。结果 17项研究的323病例纳入Meta分析。VMAT计划中GTV的D_mean、在总剂量≤50.4 Gy时PTV的D_mean和在总剂量>50.4 Gy时PTV的D_max优于IMRT (P=0.009、0.043、0.039)。心脏D_mean、V₃₀、V₄₀,脊髓D_max,肺V₅、V₁₀、D_mean差异均无统计学意义(P>0.05);VMAT计划中肺的V₁₅、V₂₀、V₃₀优于IMRT计划(P=0.001、0.000、0.023)。VMAT计划中单次照射1.8、2.0 Gy的机器跳数较IMRT计划分别减少275.4、134.2 MU (P=0.000、0.022);VMAT计划中单次照射1.8、2.0 Gy的TT比IMRT计划分别缩短323.5、193.7 s (P=0.000、0.009)。结论 VMAT计划能显著减少TT和机器跳数、提高设备使用率,降低肺受照剂量和RP发生风险。VMAT与IMRT相比在照射总剂量≤50.4 Gy时除PTV的D_mean和GTV的D_mean、D_max外,靶区其他剂量参数均无明显优势。对脊髓和心脏保护VMAT也无明显优势。     

基于危及器官剂量预测和射野角度优化的食管癌调强放疗自动计划研究

目的 在Raystation计划系统上实现基于危及器官剂量预测和射野角度优化的食管癌调强放疗(IMRT)计划自动设计。方法 选取50例食管癌IMRT计划数据作为训练集,训练危及器官剂量预测模型。另外选取20例病例应用RuiPlan自动计划脚本和人工方法分别进行计划设计,其中在自动计划中使用射野角度优化和危及器官剂量预测模型。配对t检验比较两组计划的剂量差异和工作效率。结果 人工计划和自动计划计划靶体积的适形指数、均匀性指数,全肺V5Gy与脊髓Dmax均相近(均P>0.05)。自动计划的左肺和右肺V20Gy、Dmean较人工计划下降1.1%、0.37Gy和1.2%、0.38Gy (均P<0.05),心脏V30Gy、V40Gy、Dmean较人工计划下降5.1%、3.0%、1.41Gy (均P<0.05)。自动计划的人工操作时间、计算机处理时间、机器跳数较人工计划分别减少了65.8%、14.1%、17.2%(均P<0.05)。结论 RuiPlan自动计划脚本能够通过危及器官剂量预测和射野角度优化的方法提高食管癌计划设计效率,为食管癌放疗计划设计提供了另一种可选途径。     

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。     

Dosimetric comparison between IMRT and VMAT in patients undergoing internal mammary lymph node radiotherapy after modified radical mastectomy

Objective To investigate the dosimetric differences in volumetric-modulated arc therapy (VMAT) and intensity-modulated radiation therapy (IMRT) in patients receiving adjuvant radiotherapy and internal lymph node irradiation after left-sided modified radical mastectomy. Methods VMAT and IMRT radiotherapy plans were established for 20 patients undergoing left-sided modified radical mastectomy. The dosimetric parameters of the target area and organs at risk were calculated by the dose volume histogram. The categorical variables were tested by χ² or Fisher′s exact probability test. The continuous variables with normal distribution were analyzed by paired-t test or rank-sum test. Results Among the two radiotherapy techniques, the homogeneity index of IMRT was significantly higher than that of VMAT (P<0.05). The time of VMAT treatment was significantly shorter than that of IMRT (P<0.01). VMAT was superior to IMRT in V20Gy and V30Gy of the affected lung (both P<0.05). VMAT was superior to IMRT in the left anterior descending coronary artery Dmean, Dmax, and heart V30Gy, V40Gy, Dmean and Dmax(all P<0.01). The esophageal Dmean in the VMAT group was superior to that in the IMRT group (P<0.05). The V5Gy and V10Gy of the contralateral lung and the Dmax of the esophagus in the IMRT group were significantly better compared with those in the VMAT group (all P<0.05). Conclusions VMAT can significantly reduce the dose of the heart, contralateral lung, spinal cord, esophagus and other vital organs, and shorten the treatment time. For patients who need adjuvant radiotherapy and internal mammary lymph node irradiation after left-sided modified radical mastectomy, VMAT technology can better protect normal tissues than IMRT.     

左乳腺癌保乳术后不同放疗方式的剂量学比较

目的:评价左乳腺癌保乳术后三种放疗方式（3DCRT,IMRT,VMAT）的剂量学特点。方法:选取本院2015年5月至2016年2月期间20例早期左乳腺癌保乳术后放疗患者,所有靶区及危及器官均由同一高级放疗医师勾画,包括临床靶区（CTV）、计划靶区（PTV）及危及器官（OAR）,并由同一高级放疗物理师分别设计3DCRT、IMRT、VMAT 三种治疗计划,处方剂量为50 Gy。比较三种计划的计划靶区（PTV）的靶区均匀性指数（HI）及适形度指数（CI）,最大剂量（Dmax）、平均剂量（Dmean）、最小剂量（Dmin）;肺、心脏的V5,V10,V20,V30,V40,Dmax,Dmean及Dmin等。结果:3DCRT、IMRT、VMAT三种放疗计划适形度指数（CI）分别为 0.75±0.08、0.84±0.04和0.89±0.04(P＜0.05),均匀性指数(HI)分别为 0.11±0.12、0.11±0.08 和0.10±0.09。VMAT与IMRT计划降低了危及器官高剂量区体积,但相应增加了低剂量区体积,尤其VMAT计划的心脏、患侧肺V5、V10明显增加(P＜0.05)。结论:IMRT计划不仅提高了靶区的适形度,而且降低了心脏和肺的低剂量受照体积及平均剂量。因此,IMRT计划更适用于左乳腺癌保乳术后的放射治疗。     

乳腺癌调强放射治疗和常规切线野治疗的三维剂量学研究

背景与目的:乳房保留治疗已在早期乳腺癌患者中逐渐推广应用,其中全乳根治性放疗的标准技术通常采用常规切线野技术。调强放射治疗(intensity-modulatedradiotherapy,IMRT)技术有望在保障相同疗效的同时进一步减少放疗并发症,提高生活质量。本研究利用三维计划系统评价全乳IMRT的剂量学优势与适应证。方法:选择10例接受保乳手术的Tis～2N0M0早期乳腺癌病例,利用三维治疗计划系统为每例患者设计两种全乳放射治疗计划,切线野常规计划与IMRT计划,处方剂量均为5000cGy。用剂量体积直方图(dosevolumehistograms,DVH)来比较各种计划中计划靶体积(planningtargetvolume,PTV)、危及器官(organsatrisks,OARs)的剂量学差异。结果:靶区覆盖率在两种计划中相似,分别为98.3%和97.7%。与常规计划比较,IMRT计划的PTV接受<95%处方剂量与>103%处方剂量的体积百分比之和(inhomogeneityindex,IHI)从29.9%减少到2.9%,PTV接受至少105%处方剂量照射的体积百分比(V105%)从28.2%减少到0.6%;IMRT计划改善IHI和减少V105%的平均值在PTV较大的患者中优势更明显。左侧患者中冠状动脉的最大剂量(Dmax)以及心脏的平均剂量(Dmean)分别从5057.1cGy减少到4832.9cGy和从629.8cGy到450.7cGy;右侧患者肝脏的Dmean从283.9cGy减少到172.0cGy;所有患者中同侧肺的Dmean、至少接受20Gy照射的体积百分比(V20)分别从925.2cGy减少到765.9cGy,从16.0%到15.3%,Dmean与V20的平均值在IMRT计划中减少的百分比在不同射野中心肺厚度(centrallungdistance,CLD)亚组中分别是14.7%与20.9%,7.0%与12.9%;对侧乳腺和对侧肺的Dmean也分别从75.4cGy减少到20.3cGy和从30.9cGy到16.1cGy。结论:全乳IMRT的剂量学优势主要在于保证靶区覆盖率的前提下,显著改善靶区的剂量分布均匀性并一定程度上降低OARs的受照剂量与容积。乳房体积和CLD较大的病例可以通过IMRT技术获得更好的剂量学结果。     

Study on dosimetric changes between initial and second treatment plans in IMRT for large volume NSCLC

Objective To evaluate the cumulative dose of the target volume and organs at risk (OARs) in intensity-modulated radiation therapy (IMRT) for large volume non-small cell lung cancer (NSCLC) based on rigid and deformation registration methods. The dosimetric changes between the initial and second treatment plans were compared. Methods Thirty patients treated with IMRT for large volume NSCLC with twice 4DCT scans acquired before radiotherapy and after 20 fractions of radiotherapy were recruited. The initial treatment plan (Plan1) based on the average density projection CT (CT1-avg) of the first 4DCT images and the second treatment plan (Plan2) based on the average density projection CT (CT2-avg) of the second 4DCT images were calculated. Then, the dose distributions of Plan1 and Plan2 were accumulated based on rigid and deformation registration methods to obtain Planrig and Plandef, respectively. Finally, the volume changes of gross tumor volume (GTV) and OARs between two CT scans were compared. The dose-volume parameters between Plan1 and other plans (including Plan2, Planrig and Plandef) were also statistically compared. Results Compared with the initial CT scan, the mean volume of GTV and heart on the second CT was decreased by 44.2% and 5.5%, respectively, while the mean volume of ipsilateral lung, contralateral lung and total lung was increased by 5.2%, 6.2% and 5.8%, respectively (all P<0.05). Compared with Plan1, the D95%, D98% and V100% of target volume IGTV (GTV fusion of 10 4DCT phases) and PTV in Plan2 did not significantly change (all P>0.05), and those in Planrig and Plandef were decreased (all P<0.05). The dose-volume parameters of spinal-cord, heart, ipsilateral lung and total lung in Plan2, Planrig and Plandef were significantly lower than those in Plan1(all P<0.05). Among them, the V30Gy and Dmean of heart were decreased by 27.3%, 16.5%, 15.3% and 15.2%, 6.6%, 5.6%, respectively. The V20Gy and Dmean of total lung were decreased by 15.6%, 4.5%, 3.7% and 15.7%, 6.2%, 5.1%, respectively. Some dose-volume parameters (including D95% and D98% of target volume, V40Gy of heart, V20Gy and Dmean of the ipsilateral lung and the total lung) of Plandef were higher than those in Planrig (all P<0.05). The Dice similarity coefficients (DSCs) of OARs after deformation registration were significantly higher than those after rigid registration (P<0.05). Conclusions The dose-volume parameters of OARs significantly differ between Plan1 and Plan2. Hence, all these parameters have a large degree of deviation in predicting radiation-induced injury of OARs. Nevertheless, the dose-volume parameters obtained by deformation registration can enhance the prediction accuracy.