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。     

乳腺癌术后放疗H-IMRT技术与H-VMAT技术剂量学比较

目的 比较基于IMRT的混合调强计划(H-IMRT)与基于VMAT的混合容积调强计划(H-VMAT)在左侧乳腺癌根治术后(胸壁+锁骨上+內乳区)放射治疗计划的剂量学参数,为复杂的乳腺癌术后放疗计划设计提供一定的参考。方法 选取我院2018年1月—2020年12月,20例左侧乳腺癌根治术后患者。所有患者胸壁、锁骨上淋巴结、内乳淋巴结均需要接受放射治疗,每个患者分别设计制作H-IMRT与H-VMAT两种放疗计划。CRT射野对胸廓方向进行2cm的多叶准直器(MLC)外放。靶区处方剂量50Gy,通过剂量计算比较靶区和危及器官的剂量参数。结果 H-IMRT计划靶区均匀性指数为(0.13±0.06),适形指数为(1.33±0.08)。H-VMAT计划靶区均匀性指数为(0.12±0.04),适形指数为(1.24±0.07)。H-VMAT计划中靶区均匀性指数和适形指数均高于H-IMRT计划(P＜0.05)。H-IMRT计划患肺V₅(48.99±2.91)%、V₂₀(24.5±1.1)%,H-VMAT计划患肺V₅(45.87±3.53)%、V₂₀(20.6±1.6)%,H-VMAT计划患肺V₅和V₂₀剂量均低于H-IMRT计划(P＜0.05)。H-IMRT计划心脏V₃₀(10.44±3.62)%、V₄₀(6.59±3.53)%,H-VMAT计划心脏V₃₀(5.87±1.53)%、V₄₀(4.9±2.8)%,H-VMAT计划心脏V₃₀和V₄₀均低于H-IMRT计划(P＜0.05)。H-IMRT计划心脏D_mean(7.43±1.78)Gy,H-VMAT计划心脏D_mean(9.7±0.7)Gy,H-VMAT计划略高于H-IMRT计划(P＜0.05)。结论 对于带有內乳淋巴结的乳腺癌术后放疗靶区,H-VMAT对比H-IMRT靶区适形度更好,危及器官受照剂量更低。     

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。     

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。     

基于预测可行性DVH的肝癌VMAT自动计划方法研究

目的 建立基于预测可行性剂量体积直方图(DVH)的肝癌容积调强弧形治疗(VMAT)自动计划方法,并评价其性能。方法 回顾性随机选取10例放疗肝癌病例。采用Pinnacle Auto-Planning设计VMAT自动计划,通过PlanIQ剂量预测得到可行性DVH曲线,并根据其显示的可行性目标区间设置自动计划的初始优化目标。评价计划靶体积、正常肝和其他危及器官的剂量参数以及机器跳数,并与临床手工计划行配对t检验。结果 自动计划和手工计划的计划靶体积D2%、D98%、Dmean和均匀度指数相近[(58.55±2.81) Gy∶(57.98±4.17) Gy、(47.15±1.58) Gy∶(47.82±1.38) Gy、(53.14±0.95) Gy∶(53.44±1.67) Gy和1.15±0.05∶1.14±0.07,P均>0.05],手工计划的计划靶体积适形指数略高于自动计划(0.77±0.08∶0.69±0.06,P<0.05)。自动计划的肝V30Gy、V20Gy、V10Gy、V5Gy和V<5Gy显著优于手工计划[(26.68±11.13)%∶(28.00±10.95)%、(29.96±11.50)%∶(31.89±11.51)%、(34.88±11.51)%∶(38.66±11.67)%、(45.38±12.40)%∶(50.74±13.56)%和(628.52±191.80) cm³∶(563.15±188.39) cm³,P均<0.05],自动计划的小肠、十二指肠、心脏Dmean以及全肺V10Gy低于手工计划[(1.83±2.17) Gy∶(2.37±2.81) Gy、(9.15±9.36) Gy:(11.18±10.49) Gy、(5.44±3.10) Gy∶(6.25±3.26) Gy以及(12.70±7.08)%∶(14.47±8.11)%,P均<0.05]。两种计划的机器跳数相近[(710.67±163.72) MU∶(707.53±155.89) MU,P>0.05]。结论 基于预测可行性DVH的肝癌VMAT自动计划方法能提高计划质量,更好保护正常肝,对小肠、十二指肠、全肺和心脏的保护也有优势。     

三种照射技术在髓母细胞瘤放射治疗中的剂量学分析

目的 探讨调强放射治疗(Intensity modulated radiation therapy,IMRT)、容积调强弧形放疗(Volumetric modulated arc therapy,VMAT)和螺旋断层放射治疗(Helical tomotherapy,TOMO)在髓母细胞瘤放射治疗中的剂量学差异。方法 选取10例髓母细胞瘤儿童患者,设计出IMRT(等分5野)、VMAT(双弧)、TOMO三组放疗计划。分析三种计划靶区的适形指数(CI)、均匀指数(HI)、1.07倍处方剂量线所包含的靶区体积(V₁₀₇)、靶区内最大剂量点剂量值(D_max)、危及器官(OAR)受量情况、机器跳数和治疗时间。结果 对于全脑全脊髓放疗,TOMO组计划靶区PTV的CI、HI、V₁₀₇、D_max和OAR受量都优于VMAT组和IMRT(5野)组计划(P＜0.05);TOMO组计划机器跳数最多(P＜0.05),且其治疗时间最长(P＜0.05);TOMO组可以一次完成全脑全脊髓照射,避免了VMAT和IMRT(5野)治疗时人为移床误差。结论 在髓母细胞瘤放射治疗中,TOMO组在剂量分布上优于VMAT组和IMRT(5野)组,但其治疗时机器跳数和治疗时间明显增加,它对临床上的影响有待于进一步观察与研究。     

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。     

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。     

左乳腺癌根治术后放疗动态调强和容积调强计划的剂量学对比

目的:分析6野的动态调强 (dIMRT)与双弧的容积旋转调强 (VMAT)两种不同的照射技术在左乳腺癌根治术后放疗中的剂量学差异。方法:选择接受放疗的左乳腺癌根治术后患者20例,采用Monaco 5.11计划系统分别设计6野（140°、100°、60°、20°、340°、310°）dIMRT与VMAT（双弧,140°~0°~300°,300°~0°~140°）两套计划,处方剂量均为50 Gy/25 f。比较靶区（锁骨上区、胸壁）和危及器官（心脏、肺）的剂量学差异。结果:两种计划均能满足靶区临床剂量分布要求。在dIMRT和VMAT计划中,左侧胸壁的平均剂量分别为5 319.64 cGy和5 288.21 cGy（P=0.041）;左肺V10、V20、V30分别为38.96%和36.68%、25.38%和23.64%、17.79%和16.61%（P=0.004、0.001、0.002）;右肺V5、V10、Dmean分别为36.24%和22.79%、6.67%和3.44%、472.6 cGy和386.9 cGy（P=0.001、0.019、0.002）,心脏的平均剂量:1 394.6 cGy、1 233.7 cGy（P=0.017）,总Mu:696.2、1 054.9（P=0.000）。结论:dIMRT与VMAT均可满足乳腺癌根治术后放疗的临床要求,VMAT可以明显减少高剂量照射,靶区剂量分布更均匀,并且显著减少肺的高剂量受照体积和心脏的平均剂量,但治疗的Mu增大,对于心肺功能差的患者使用VMAT技术可减少心肺的损伤。     

HyperArc与VMAT技术脑转移瘤应用比较

目的 比较新型脑转移瘤治疗技术HyperArc与容积调强弧形治疗(VMAT)技术在剂量学参数及计划复杂性方面差异。方法 选取 26例脑转移瘤患者,处方为9Gy 3次、6Gy 5次,分别采用HyperArc (HA)、共面(Cop)及非共面(Non-cop) VMAT技术进行计划设计。比较3种计划靶区(PTV) RTOG适形指数(RTOG CI)、Paddick CI、均匀性指数(HI)、梯度指数(GI),脑干 Dmax以及Brain-PTV的V2Gy-V26Gy。此外,对机器跳数以及计划复杂性参数(包括MCSv和ALPO)进行比较。结果 为了防止治疗时脱靶,所有计划RTOG CI都>1.1。对于Paddick CI,HA计划的高于Cop和Non-cop VMAT (0.89±0.019∶0.88±0.017,P=0.001和 0.89±0.019∶0.87±0.036,P=0.003)。对于GI,HA计划的跌落最快(3.35±0.64),其次为Non-cop VMAT (3.70±0.80),最差为Cop VMAT (4.90±1.85)。对于脑干 Dmax,HA计划低于Non-cop VMAT计划[(604.14±531.61) cGy∶(682.75±558.22) cGy),P<0.05]。对 于V12Gy和V24Gy,HA计划都低于VMAT计划(均 P<0.05)。对于机器跳数,HA计划低于Non-cop VMAT、Cop VMAT计划(2872.60±566.93∶3771.28±1022.38、2872.60±566.93∶4494.08±1323.09,均 P<0.05)。计划复杂性方面,Cop VMAT计划的MCSv最低,即复杂度最高(P<0.05);HA计划的ALPO较Non-cop更高,即HA计划复杂度较低(P<0.05)。结论 对于脑转移瘤治疗,HyperArc较VMAT技术有更好的靶区适形性和剂量跌落,对脑干及正常脑组织保护更好,且计划复杂性也较低。     

乳腺癌根治术后 VMAT技术对心脏受照剂量风险评估

目的：分析乳腺癌根治术后VMAT技术对心脏的物理剂量学和生物学的指标,评估心脏的受照风险。方法随机选取10例左侧乳腺癌根治术后患者,设计4种常用计划：①改良野中野调强计划FIF（8～10个子野）;②四野调强计划4F-IMRT;③五野（增加正对心脏射野）计划5F-IMRT;④包含心脏正对弧双弧VMAT计划。统计每个患者靶区、心脏和冠状动脉左前降支区LAD剂量体积参数,用NTCP-RSM模型计算放射性心脏病死亡率。统计分析VMAT技术的结果与其余技术之间的差异。结果患者心脏Dmean和V25在4种计划下平均值分别是：7．7 Gy,6．9 Gy,9．7 cGy,6．4 Gy;9．1％,7．9％,9．7％,4．9％;LAD的平均剂量分别是29．0 Gy,27．6 Gy,32．8 Gy,26．1 Gy;NTCP的平均值分别为2．7％,1．1％,1．3％,0．86％。靶区CI四套计划平均值为：0．44、0．56、0．61、0．71,HI为0．82、0．78、0．70、0．53,VMAT技术的CI和HI结果与另外3种的结果有统计学差异（ P＜0．05）。结论与常规调强技术相比,包含心脏正对弧的VMAT计划不会显著影响心脏的并发症概率（ NTCP）,同时VMAT计划靶区的CI、HI要优于静态IMRT计划,VMAT技术可以在提高靶区剂量的同时不明显增加心脏的受照风险。