全面的调强适形放射治疗质量保证概念

调强适形放射治疗的质量保证是一个重要的研究课题.其内容非常广泛,文章主要介绍全面的调强适形放射治疗质量保证的概念.     

调强适形放射治疗在临床的应用

目的：介绍调强适形放射治疗（intensity modulated radiation therapy,IMRT）在美国Stanford大学医学中心放疗科的临床应用情况。方法：详细描述制作Corvus IMRT治疗计划、质量控制和质量监测的整个过程;利用该IMRT,联合外照射和X-刀根治性治疗T4NOMO鼻咽癌1例,及单纯IMRT治疗胸椎体转移癌1例。结果：从靶区各个剖面可见高剂量等剂量曲线按计划设计紧扣靶区,重要器官和敏感组织受到保护,治疗计划统计表显示靶区、重要器官和敏感组织的最高及最低受量和受照射体积,而剂量体积直方图则直观地提示肿瘤组织和周围器官的受量比较。结论：IMRT靶区剂量分布均匀,正常组织及敏感器官受到最大限度的保护,可对某些病种的肿瘤组织施以高剂量放疗。     

调强放射治疗计划

调强放射治疗（IMRT）作为一种新近发展起来的先进放射治疗技术。在一些发达国家已经应用于临床,其优势在于肿瘤靶区三维剂量分布的适形程度及其均匀性较标准的适形放疗更好,从而在减少或不增加正常组受高剂量照射的前提下增加肿瘤组织的受照剂量,这样就可以提高肿瘤的局部控制率,降低正常组织并发症的发生率,本文对调强放疗的计划过程、剂量计算及优化方式等进行了综述。     

调强适形放射治疗计划的优化目标与临床评价

调强适形放射治疗(intensitymodulatedradiationtherapy,IMRT)计划的设计过程非常复杂。在患者的CT图像上勾画靶区和危及器官(organatrisk,OAR)并确定与照射野有关的物理、几何参数后,还需要进行的关键环节主要有:(1)定义优化标准,包括目标函数和约束条件;(2)使用优化算法;(3)临床评价。其中,合理定义优化目标并进行临床评价是IMRT成功的前提。因此,如何定义优化标准以及如何从多个计划中筛选出符合临床要求的计划是IMRT技术中关注的热点问题之一。笔者拟对IMRT计划优化的目标函数类型与计划的临床评价方法的现状做一综述,并在此基…     

适形调强放射治疗技术

适形调强放射治疗(intensity modulated radiation therapy，IMRT)是近年来发展起来的一项新技术，是按设计好的强度分布在治疗机上采用某种调强方式而实施的治疗。IMRT精确定位、精确计划、精确照射使靶区接受的剂量最大，靶区周围正常组织受量最小，增加肿瘤控制率；减少正常组织的损伤，改善病人的生存质量。全文介绍。IMRT的特点，调强方式的实现，调强治疗实施过程以及调强靶区位置和治疗剂量学的验证、适应证。     

鼻咽癌放射治疗IMRT与Arc调强计划的剂量学比较

目的分析鼻咽癌放射治疗IMRT与Rapid Arc调强放疗计划方案,为临床提供参考。方法 10例鼻咽癌CT增强扫描模拟定位后勾画CTV,按统一标准外扩PTV;实施均分9野IMRT计划和单弧、双弧、3弧Arc调强计划;以PTV处方剂量70Gy,分析各治疗计划靶区剂量分布和危及器官受限剂量,进行剂量学对比研究并比较治疗时间的长短。结果 IMRT调强计划适形指数及不均匀指数明显优于单弧,与双弧和3弧没有明显区别;各计划之间危及器官受量均低于参考受限剂量;照射体积(irradiation volume,IV)未见明显区别;机器跳数(monitor unit,MU),Arc调强计划明显低于IMRT调强计划;治疗时间上Arc调强计划更短。结论目前虽IMRT计划更符合鼻咽癌的治疗剂量要求,但Arc计划在缩短治疗时间、降低治疗时的机器跳数上有明显优势。     

调强适形放射治疗原发性肝癌初步研究

笔者自1999年1月至2002年6月应用美国NOMOS公司的多叶调强准直器及CORVUS3.0逆向治疗计划系统,调强适形放射治疗原发性肝癌20例,现报道结果如下。一、材料与方法1.临床资料:20例中男16例,女4例;年龄40～77岁(中位年龄65岁);4例为术后病理证实,10例经肝穿活检证实,6例依据临床、影像学、实验室检查诊断。既往患乙型肝炎12例,丙型肝炎2例;甲胎蛋白>500μg/L14例。卡氏评分≤70者8例,>70者12例。肿块位于肝右叶15例,肝左叶5例。按UICC1987年肝癌分期标准,T2期4例,T3期10例,T4期6例。所有病例均为肝功能代偿期,无腹水及远地转移。2.治疗…     

二十一世纪的放射治疗——调强适形放疗

放射治疗是重要的局部治疗手段,提高肿瘤的放射剂量能够增加肿瘤的局部控制率,并进一步改善生存率,但是严重的正常组织损伤限制了放射剂量的进一步提高。调强适形放疗具有高剂量区剂量分布的三维形状与靶区形状一致,靶区内剂量能够按照处方要求分布的优点,能够在不增加正常组织损伤的前提下,提高肿瘤的放射剂量,具有重要的临床意义,并已经在头颈癌、前列腺癌等的治疗中取得了较好的疗效。     

ADAC逆向调强放射治疗计划的验证

目的：验证ADAC逆向调强治疗计划系统的物理精度。方法：用胶片和电离室，检测IMRT的MLC形状、空间点的绝对吸收剂量和等剂量曲线。结果：IMRT的MLC形状符合度误差1mm,空间点绝对吸收剂量与计划计算的误差3．6％，等剂量曲线分布的胶片测量结果与计划计算的很接近。结论：ADAC逆向治疗计划系统符合临床要求。     

适形调强放射治疗在头颈肿瘤中的临床应用

目的:介绍适形调强放射治疗在头颈肿瘤中临床使用的方法和初步结果。方法:2001年1月至2月我院用适形调强放射治疗头颈肿瘤15例,其中初治鼻咽癌4例,未控或复发鼻咽癌8例,第6颈椎神经鞘瘤,脑膜瘤,肺癌脑转移瘤各1例。照射靶区和敏感器官按ICRU50号文标准勾划。用孔雀系统的CORVUS做逆向治疗计划设计,用MIMiC作共面旋转照射。照射野每5°变换一次,从105°～255°旋转照射。常规外照射+后程IMRT6例,全程IMRT9例。全部病例按常规分割照射,200cGy/次,每周5次。常规外照射剂量20～70Gy。IMRT处方剂量:全程IMRT60～76Gy,后程IMRT30～50Gy。结果:尽管全部病例肿瘤体积的目标剂量是10～76Gy,但最后靶区的平均剂量可达到11.42～78.04Gy。敏感器官照射的平均剂量为,晶体3.26Gy0.30c.c视神经19.13Gy0.90c.c颞颌关节20.55Gy5.54c.c腮腺19.07Gy13.32c.c垂体21.98Gy0.76c.c脑干20.60Gy21.21c.c脊髓19.14Gy9.28c.c。结论:孔雀系统对头颈肿瘤的适形调强放疗能较好地适形照射肿瘤体积和有效地保护邻近敏感器官。     

不同病种IMRT计划验证通过率差异分析

目的 研究不同病种IMRT计划通过率之间差异性及在确定通过率阀值的应用。方法 连续选取已验证过的食管癌、鼻咽癌、乳腺癌、宫颈癌、肺癌IMRT计划各35例,使用一维方差分析方法检验通过率差异性。分析采用单一通过率阀值检验各种IMRT计划,并依据正态分布规律计算不同肿瘤IMRT计划验证通过率阈值。结果 5组数据的组间平均值差异有统计学意义(F=35.83,P<0.01),其中鼻咽癌组与其他四组之间统计结果均为P=0.000;乳腺癌组与食管癌组、肺癌组之间统计结果分别为P=0.001、P=0.033。使用单一阀值检验所有计划是不合适的,应使用各自阀值,各组阀值计算结果分别为93.37%、89.34%、97.68%、95.99%、95.42%。结论 不同病种计划应使用不同阀值,正态分布规律可以计算各自阀值。     

CadPlan/Helios系统中散射半径参数变化对调强计划结果的影响

目的 研究在使用CadPlan／Helios系统进行调强计划的逆向优化过程中散射半径参数的变化对计划结果的影响。方法 采用均质水等效矩形体模，在不同散射半径条件下观察靶区和正常组织界面上的剂量梯度随散射半径的变化。另取一鼻咽癌病例的CT资料，采用七野照射技术，比较在不同散射半径条件下靶区、脑干等器官经逆向优化后的剂量数据。结果 用大散射半径优化可提高靶区与正常组织界面上的剂量梯度，采用动态MLC照射的剂量梯度甚至可以高于主光栏的剂量梯度。在用不同散射半径优化同一病例计划时，使用短散射半径将使优化界面上的实时DVH与最终三维剂量计算的DVH结果相差较大，说明采用大散射半径得到的优化结果能使靶区剂量更接近处方剂量和更好地保护靶区外组织。结论 在逆向调强优化中应采用尽可能大的散射半径以获得更好的结果。     

鼻咽癌调强放疗的剂量学研究

 【摘要】目的 分析鼻咽癌调强放疗各个靶区和周围正常组织器官的剂量学特点。方法 2005年1月-2006年6月住院的30例初治鼻咽癌进行调强放疗，将鼻咽和颈部的靶体积勾画为鼻咽大体肿瘤体积（GTVnx）、颈部大体肿瘤体积(GTVnd)、临床靶体积1（CTV1）和临床靶体积2(CTV2)，处方剂量分别为70、66、60、60Gy/30F，鼻咽和上颈部靶体积采用IMRT技术照射、下颈部靶体积采用下颈前野常规照射。研究GTV、CTV的最大、最小、平均剂量和颞叶、脑干、脊髓、视神经、晶体、眼球的最大受照剂量及腮腺、颞下颌关节的50%体积受照剂量。结果 GTVnx的最大、最小、平均剂量（均值）分别为79.2、59.5、71.9Gy, GTVnd的最大、最小、平均剂量分别为77.1、63.6、72.1Gy，CTV1、CTV2的最小剂量分别为47.6、49.7Gy，颞叶、脑干、脊髓、视神经、晶体、眼球的最大受照剂量及腮腺、颞下颌关节的50%体积受照剂量63.2、48.6、44.7、59.3、6.9、25.9Gy和34.0、36.3Gy。结论 调强放疗可以使各个靶区得到足够的、均匀的剂量分布，周围正常组织器官得到较好的保护，但是要注意CTV的低剂量区。鼻咽癌调强放疗剂量分布优于常规放疗。     

用放射性铬胶片进行调强放疗剂量验证的研究

目的研究新型放射性铬胶片(RCF)的剂量响应特性,探讨其用于个体化调强放疗(IMRT)平面剂量验证的临床应用方法和剂量精度,简化传统胶片剂量测量系统的质控过程,建立更可靠易行的调强放疗剂量分布验证系统。方法采用阶梯式剂量-光密度刻度方法校正RCF和传统胶片(EDR2),比较两者剂量学特性与测量精度差别及过程的质控要求。采用模体内剂量实测方法,以RCF和EDR2胶片分别测量验证IMRT计划在同一平面的剂量分布,并与治疗计划系统计算的剂量注量分布、离轴剂量分布曲线、等剂量曲线等进行比较,评价RCF用于IMRT剂量分布验证的效果。结果在0～500 cGy外照射剂量范围内,RCF/VXR-16和EDR2/VXR-16胶片剂量系统的测量离散度均不超过0.70%,平均不确定度分别为0.37%和0.68%。IMRT剂量分布验证的RCF测量和严格执行冲片质控的EDR2胶片测量结果十分相近,两者在模体内同一平面与计划计算的最大离轴剂量偏差分别为3.1%和3.6%,相同DTA与△D设定值的γ像素符合率分别为94.28%和92.92%。结论RCF的剂量系统应用于临床个体化IMRT平面剂量验证,有较高可靠性和可信度,且操作和质控过程与传统剂量胶片相比大大简化,可以在临床推广应用。     

非共面射野在鼻咽癌调强放疗中的应用

目的　通过对非共面调强放疗计划与共面调强放疗计划的比较,探讨非共面调强放疗在鼻咽癌调强放疗中的剂量学特点。方法　选择２０例经临床病理检查证实为鼻咽癌患者,其中１０例有颅底侵犯,１０例无颅底侵犯,采用ＣＭＳ逆向调强计划系统分别设计非共面调强计划（５个共面野和２个非共面野）和共面调强计划（７野共面）,同一患者两个治疗计划采取相同的物理目标函数。用剂量体积直方图（ＤＶＨ）、靶区覆盖度、靶区适形度、机器跳数、子野数目等物理参数作为计划评价指标。结果　对于剂量不均匀度、适形指数,非共面野调强均要好于共面野。对于有颅底侵犯的病例,眼球、晶体受量非共面野调强要明显低于共面野,其他正常组织无明显差别。对于无颅底侵犯病例,非共面野正常组织的受量无优势,反而可能增加眼球的受量。非共面调强和共面调强在子野数目和机器跳数均无统计学差异;与共面调强放疗计划相比,非共面调强计划并未延长治疗时间。结论　非共面射野在调强放疗计划可以改善剂量分布,提高计划优化的结果。     

A comparison of the quality assurance of four dosimetric tools for intensity modulated radiation therapy

Background

This study was designed to compare the quality assurance (QA) results of four dosimetric tools used for intensity modulated radiation therapy (IMRT) and to suggest universal criteria for the passing rate in QA, irrespective of the dosimetric tool used.

Materials and methods.

Thirty fields of IMRT plans from five patients were selected, followed by irradiation onto radiochromic film, a diode array (Mapcheck), an ion chamber array (MatriXX) and an electronic portal imaging device (EPID) for patient-specific QA. The measured doses from the four dosimetric tools were compared with the dose calculated by the treatment planning system. The passing rates of the four dosimetric tools were calculated using the gamma index method, using as criteria a dose difference of 3% and a distance-to-agreement of 3 mm.

Results

The QA results based on Mapcheck, MatriXX and EPID showed good agreement, with average passing rates of 99.61%, 99.04% and 99.29%, respectively. However, the average passing rate based on film measurement was significantly lower, 95.88%. The average uncertainty (1 standard deviation) of passing rates for 6 intensity modulated fields was around 0.31 for film measurement, larger than those of the other three dosimetric tools.

Conclusions

QA results and consistencies depend on the choice of dosimetric tool. Universal passing rates should depend on the normalization or inter-comparisons of dosimetric tools if more than one dosimetric tool is used for patient specific QA.     

局部晚期喉癌3DCRT与IMRT放疗计划的剂量学对比

目的 利用ECLIPSE计划系统对局部晚期喉癌适形放疗(3DCRT)和逆向调强适形放疗(IMRT)计划作剂量学比较,评估不同照射方法的优缺点。方法 选择6例病理证实的局部晚期喉癌患者,用ECLIPSE对每例患者分别作出3DCRT和IMRT计划。根据靶区V95%、D5%、D95%、靶区最大值、最小值及平均值和正常组织受量D50、D33、D5、Dmax和Dmean来比较这两种计划剂量学的差异。结果 两种不同计划中的靶区分布中,GTV和GTVnd差别不大,但对于亚临床区CTV和某些正常组织有统计学差异。结论 对局部晚期喉癌原发灶及阳性淋巴结,3DCRT和IMRT计划均有较好覆盖。但在亚临床病灶方面,IMRT比3DCRT包含靶区更好一些,且IMRT减少了腮腺正常组织的照射剂量。     

调强放疗中小野剂量学特性研究

目的对加速器小野的剂量学特性进行研究,以指导调强放疗在临床上的应用。方法计算西门子primusM加速器小野条件下的总散射因子并比较相对剂量分布的测量和计算结果。结果在小野测试中,当治疗计划系统计算精度优于0.2 cm时,>2 cm×2 cm射野的总散射因子的计算值误差<3%,所有射野的计算与测量的相对剂量分布均较为吻合,但<2 cm×2 cm的射野在边缘低剂量区有一定的偏差。结论对于治疗计划系统计算的小射野剂量分布的误差在调强计划设计上应加以考虑,多叶准直器的到位精度对小射野剂量影响不容忽视。     

基于等效均匀剂量的目标函数在调强放疗计划优化中的应用

目的 介绍基于等效均匀剂量（EUD）的目标函数在调强放疗计划中的应用。方法 分别用基于EUD和基于剂量的目标函数优化6例肺癌病例治疗计划。选择遗传算法，种群规模101，迭代次数100，交叉概率0．8，变异概率0．008。对其中1例病例，在保持照射条件不变情况下，改变基于EUD目标函数中的参数，通过试验结果来分析参数对目标函数的影响。算法由C#语言编程实现，采用了基于三维光子笔射束的剂量计算模型。结果 与基于剂量的目标函数相比，采用基于EUD的目标函数，肿瘤区域剂量分布的适形效果更好、肿瘤剂量分布均匀且危险器官受照射剂量明显减少。结论 基于EUD的目标函数表达式简单，提供了广阔的解空间，具有良好微分性和凸性，可更好模拟生物效应。     

模拟IMRT模式的生物效应研究初探

目的模拟临床调强适形放疗的照射模式对人大肠癌细胞系HT-29进行生物效应变化的初步研究。方法采用指数生长期的HT-29细胞制成单细胞悬液,于接种后12h内进行不同模式和剂量的照射。分成3个照射组：（1）急速照射组（包括0、1、2、3、5、7、10Gy共7个剂量点）,剂量点的照射完成时间为0～5min,剂量率为6Gy／min;（2）IMRT照射模式组（包括15min完成照射组及30min完成照射组）,剂量率同上,每组所含照射剂量点同急速照射组,其中15min和30min照射组指各剂量点完成照射时间分别是15min和30min。采用成克隆分析法计算存活分数,运用多靶单击数学模型拟合曲线,求出Do、Dq等参数值。结果急速照射组、15min照射组和30min照射组的Dq值分别为1．54、1．74和1．72Gy;Do值分别为0．82、0．89和1．00Gy;SF2分别为0．448、0．548和0．558。结论IM-RT模式下随分次照射时间的延长,相对剂量率降低,从而导致生物效应下降。