剂量学参数计算方法对治疗计划评估结果的影响分析

目的:分析不同算法对同一个治疗计划进行评估时剂量学参数的变化。 方法:以两种计划系统设计的66例鼻咽癌计划为研究对象,对自主编写评估软件和治疗计划系统读取的剂量学参数结果做比较,研究不同算法下剂量学参数的变化,分析D2和Dmax的差异,并研究D0.01 cc代替Dmax的可行性。 结果:Pinnacle与XiO中读取的剂量学参数与评估软件读取的数据之间存在类似的差异。当器官的体积减小时,Dmax以及Dmean的绝对值偏差都会变大,Dmax的偏差要更大。所有计划中5%的Dmax差值高于292 cGy,5%的Dmean差值高于55 cGy。除PTVnx外,D2的差值平均值都要小于Dmax。相应器官D0.01 cc对应的剂量差值为（45.5±30.4） cGy,Dmax对应的剂量差值为（107.6±56.8） cGy。且除BRAINSTEM_PRV2外,D0.01 cc的剂量差值均小于100 cGy。 结论:用不同的剂量学算法计算同一个治疗计划,Dmax的差异要大于Dmean,体积越小,计算差异一般也越大。用D2代替Dmax可以显著降低计算算法间的差异。用D0.01 cc代替Dmax可以将计算误差显著降低。     

外扩胃和十二指肠轮廓提高放射治疗自动勾画安全性的效果

目的 探讨自动勾画的危及器官(Organs at risks, OAR)的外扩对各类型剂量评估参数的影响。方法 收集50例在2019年至2021年内接受过上腹部放疗的患者CT图像,自动和人工勾画胃和十二指肠的轮廓。Mann-Whitney U检验用于评估胃和十二指肠自动勾画结果在戴斯相似系数(Dice Similarity Coefficient, DSC)和95%豪斯多夫距离(95% Hausdorff Distance, HD95)方面的差异。结合临床使用的剂量分布,计算胃和十二指肠自动勾画引起的剂量差异。采用Wilcoxon秩和检验评估不同的外扩距离引起的剂量评估参数差异的变化。采用bootstrap法计算各差异均值95%置信区间的下限。寻找所需的最小外扩距离,使得外扩后的结构所对应的剂量评估参数大于或等于手动勾画OAR的剂量评估参数。结果 胃的DSC和HD95均优于十二指肠,Mann-Whitney U检验提示差异显著。外扩操作对最高剂量差异影响显著,采用Wilcoxon秩和检验比较任何相邻组之间的结果,p值均为0。外扩操作对平均剂量差异或V₃₀差异没有影响。在DSC大于0.8的情况下,外扩大约7mm时,可以保证外扩结构的最高剂量大于或等于手动勾画的OAR；外扩5mm时,可以保证即使外扩结构的最高剂量低于人工勾画的OAR,其差异也不会超过1Gy。结论 随着自动勾画OAR的外扩,最高剂量会发生变化,而平均剂量和DVH参数不会发生变化。研究证实,外扩一定距离,可以保证外扩后的结构所对应的最高剂量大于等于人工勾画OAR对应的最高剂量。     

肝癌放射治疗中自动计划技术的普适性验证

目的:探讨放射治疗中基于知识的肝癌自动计划应用于4种Varian模型的可行性。方法:将基于知识的自动计划约束条件应用4种加速器模型,4种模型涉及不同的机器类型、能量、叶片对数和调强技术,分别在每种模型上应用20例患者,并分别完成手动和自动计划,通过靶区和危及器官的剂量比较评估计划质量。结果:Step-and-shoot技术结合自动计划能得到更优的计划(P0.05)。在所有4种机器模型中,手动计划和自动计划的靶区适形性从0.83～0.84提高到0.86～0.87,而正常肝的平均剂量和左肾平均剂量分别从1 587.5～1 782.5 cGy、299.8～362.3 cGy降低至1 480.1～1 669.0 cGy、138.3～209.4 cGy,正常肝的V_(15)从420.7～493.4 mL降低至383.2～455.2 mL,差异有统计学意义(P0.05)。结论:基于知识的自动计划在多种机器模型中均有效。     

全身皮肤电子线放疗中快速确定机架角度的方法

目的:为双机架角多野全身皮肤电子线放疗技术提供一种快速确定机架角度的方法。方法:引入一个与治疗时辐射场几何条件关联的新因子F，F与机架角度、准直器大小和源皮距相关。查阅以往相关文献，归纳总结出不同几何条件下因子F的规律，然后建立根据F快速推算机架角度的方法，再用两组试验验证该方法的有效性。结果:分析以往文献中的数据后发现，因子F的值稳定在一个固定值左右，F的平均值为0.79，标准差为0.05。新建立的快速计算方法可将机架角度搜索范围从一般方法推荐的15°缩小到5°左右。在两组试验中，最佳照射时的机架角度均能快速而准确地确定。结论:在双机架角多野全身皮肤电子线放疗技术中，因子F的引入和新的计算方法能够有效提高确定照射机架角度的效率。     

以戴斯相似系数作为评估参数的自动勾画技术用于胃和十二指肠的可靠性

目的 研究不同类型的剂量限值与评估自动勾画结果的戴斯相似系数(Dice similarity coefficient,DSC)的关系,分析将自动勾画技术用于放疗的可靠性。方法 收集2019年3月至2021年3月内43例接受过上腹部放疗的患者图像,基于RTOG指南以及AccuContour系统,分别对胃和十二指肠进行人工和自动勾画,共得到40例胃部和38例十二指肠的勾画结果。统计各样本的DSC,分析其与剂量体积直方图曲线(dose volume histogram,DVH)参数的差异及平均剂量差异及最大剂量差异的关系。结果 DVH参数差异和平均剂量差异随着DSC的增加而减小。DSC>0.95以后,DVH参数和平均剂量的差异将分别缩小至5%和2 Gy。DSC对最大剂量差异大小的预测结果较差。结论 DSC本身不足以保证自动勾画技术用于放疗的可靠性,需要进一步评估该技术导致的各类型剂量参数差异。