左侧乳腺癌患者根治术后靶区分割式计划和常规调强计划的剂量学比较研究

目的 比较左侧乳腺癌患者根治术后靶区分割式放射治疗计划（target segmented plan,TSP）、与TSP优化参数相同但未分割靶区计划（Non-TSP）与常规8野调强计划（8fields IMRT,8F-IMRT）的剂量学差异。方法 选择2017年6月至2018年11月于武汉大学人民医院放疗科收治的30例左侧乳腺癌根治术后患者资料,所有胸壁靶区两侧后界连线切肺最大深度均>2 cm。将连线切肺最大深度按照<3 cm、3~4 cm、>4 cm分组。所有患者均采用美国Varian Eclipse治疗计划系统设计3种（TSP、Non-TSP和8F-IMRT）治疗计划,然后对比分析3种方式计划的剂量学参数差异。结果 所有患者的治疗计划都达到了处方剂量要求。TSP的D_98%明显低于Non-TSP和8F-IMRT （Z=-3.294,-3.266,P<0.05）;3种计划的均匀指数（HI）和适形指数（CI）比较,差异均无统计学意义（P>0.05）;Non-TSP的加速器治疗的跳数（monitor unit,MU）明显高于TSP和8F-IMRT （Z=-3.04,-2.669,P<0.05）。TSP的D_mean高于8F-IMRT （Z=-3.181,P<0.05）。对于危及器官（Organs at risk,OARs）,TSP较Non-TSP和8F-IMRT计划明显降低了所有患者患侧肺和心脏的V_{5 Gy}、V_{10 Gy}、V_{20 Gy}和D_mean（肺：V_{5 Gy}：Z=-3.408、-3.408,V_{10 Gy}：Z=-3.408、-3.408,V_{20 Gy}：Z=-3.408、-3.124,D_mean：Z=-3.408、-3.408,P<0.05;心脏：V_{5 Gy}：Z=-3.408、-3.408,V_{10 Gy}：Z=-3.408、-3.408,V_{20 Gy}：Z=-2.499、-3.067,D_mean：Z=-3.408、-3.408,P<0.05）。Non-TSP健侧乳腺的D_mean明显高于TSP和8F-IMRT （Z=-2.954、-2.215,P<0.05）,但D_max的比较差异无统计学意义（P>0.05）。3种计划的脊髓D_max差异无统计学意义（P>0.05）;8F-IMRT肱骨头D_mean明显高于TSP和Non-TSP （Z=-3.01、-2.442,P<0.05）。分组的患侧肺V_{5 Gy}、V_{10 Gy}、V_{20 Gy}和心脏的V_{5 Gy}、V_{10 Gy}、D_mean的Non-TSP和8F-IMRT计划与TSP的幅度差均值均满足D （N-T,A）< D （N-T,B）< D （N-T,C）和D （8F-T,A）< D （8F-T,B）< D （8F-T,C）。结论 TSP能在保持原有靶区剂量充分的同时,在不增加高剂量照射体积的前提下,有效地减小左侧乳腺癌患者根治术后放疗患侧肺和心脏的低剂量区照射体积;随着靶区后界连线切肺最大深度的增加,TSP对患侧肺和心脏的低剂量保护优势愈明显。     

应用放射组学和剂量学特征预测食管癌放射治疗后的两年生存情况

目的:使用放射组学与剂量学特征参数,建立机器学习预测模型,预测食管癌患者放射治疗后两年的生存情况。方法:回顾性分析2013年1月至2017年12月在天津医科大学肿瘤医院接受放射治疗的食管癌患者共579例。从食管癌患者的放射治疗计划中提取GTV的放射组学和剂量学的特征,使用最大相关最小冗余与人工方法对特征参数进行筛选,分别选取14项放射组学和14项剂量学特征,并将特征变量进行标准化归一至[0,1]范围。建立支持向量机、逻辑回归和随机森林等机器学习模型,先使用14项放射组学特征,再使用28项放射组学和剂量学混合特征参数进行训练和测试,来预测食管癌放射治疗患者的两年生存情况。结果:仅使用放射组学特征预测放射治疗后两年生存情况时,支持向量机、逻辑回归和随机森林模型的准确率分别为84.98%、85.92%和84.51%。使用放射组学和剂量学的混合特征参数进行预测时,支持向量机、逻辑回归和随机森林模型的准确率分别为86.32%、83.02%和90.01%。在放射组学特征参数基础上,增加剂量学特征,支持向量机和随机森林模型的预测准确性得到有效提高。结论:针对支持向量机和随机森林模型,使用放射组学和放...     

立体定向放射外科Zap-X与CyberKnife治疗单发脑转移瘤的剂量学比较

目的评价立体定向放射外科(SRS)的Zap-X系统和射波刀(CK)G4系统治疗单发脑转移瘤的剂量学特性。方法回顾性选取12例已行CK治疗的单发脑转移瘤患者, 计划靶区(PTV)的处方剂量为18～24 Gy, 治疗1～3次。PTV为0.44～11.52 cm3。应用Zap-X计划系统以相同的处方剂量和危及器官限量对该12例患者进行重新计划, 且Zap-X和CK的PTV处方剂量均归一到70%。将两组计划的计划参数、靶区和危及器官相关参数进行比较并评价。所有数据均在MIM Maestro读取。应用配对Wilcoxon符号秩检验进行统计分析, P<0.05为差异有统计学意义。结果靶区的覆盖率方面, CK显著高于Zap-X(99.14%±0.57%∶97.55%±1.34%, P<0.01), 但Zap-X的适形指数更高(0.81±0.05∶0.77±0.07, P<0.05), Paddick梯度指数较CK低(2.98±0.24∶3.15±0.38, P=0.117), 剂量梯度评分指数(GSI)更高。Zap-X的总机器跳数(MU)显著低于CK(11 627.63±5 039...     

宫颈癌术后IMRT和VMAT放疗技术剂量学研究

目的 我国是宫颈癌的高发地区,放疗是治疗宫颈癌的主要治疗方式之一.本研究旨在分析宫颈癌术后患者,采用逆向调强放疗技术(intensity modulated radiotherapy,IMRT)和旋转容积调强技术(volumetric modulated arc therapy,VMAT)放疗的剂量学分布特征.方法 分析四川省肿瘤医院2014-05-01-2015-10-31接受宫颈癌术后辅助放疗的43例患者临床资料,在同一套CT图像上设计共面七野均分IMRT和共面二弧VMAT计划,处方剂量均为45 Gy/25次,危及器官限量参考临床要求,并基于MATLAB平台编程获取计划统计结果,在靶区95%的体积达到处方剂量的条件下,分析比较两种计划的靶区相关参数、危及器官剂量分布、机器跳数和治疗时间等.结果 VMAT技术对危及器官的保护差异较大,小肠V30和V20、膀胱V40、股骨头V20和V30、骨盆V20和V30、马尾Dmax均优于IMRT计划(P<0.05),所有器官的Dmax和Dmean(除直肠偏高外)也均有不同程度的降低,P<0.05;VMAT计划体内>15 Gy左右剂量覆盖的体积较小,<15 Gy左右剂量覆盖的体积较大,P<0.05.两种治疗计划对整个骨盆受照射剂量分布影响最大的是髂骨和髋骨,骶骨的平均剂量Dmean均高于髂骨和髋骨,P<0.05.VMAT技术放疗的机器平均跳数(558±8) MU和平均治疗时间(2.6±0.3) min明显偏少,平均分别减小了71%和73%,P<0.05. 结论 宫颈癌术后患者采用IMRT和VMAT两种治疗计划,靶区均能获得较满意的剂量分布,但VMAT计划对特定危及器官的保护更好,靶区适形度和均匀度更佳,且放疗机器跳数和治疗时间明显降低.从剂量学角度分析,VMAT技术更具优势.     

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。     

早期非小细胞肺癌治疗计划中IMRT与VMAT单双拉弧的剂量学对比

目的:研究容积旋转调强治疗的单双照射技术与静态固定野调强技术在早期非小细胞肺癌治疗计划的剂量学比较。方法:随机选取14例早期非小细胞肺癌患者,分别设计IMRT、双弧（Plan-d）和单弧（Plan-s）三种放疗计划,在靶区95%的体积达到处方剂量的条件下,反复优化并对比分析三种计划的同侧肺、对侧肺、心脏和脊髓的剂量学分布,以及治疗时间的长短等。结果:靶区适形度指数（CI）和不均匀性指数（HI）Plan-d要优于IMRT（P＜0.05）,而Plan-s与IMRT并没有太大差异（P＞0.05）;Plan-d对同侧肺V20、V10和对侧肺V30、V20、V5的保护均优于IMRT有统计学差异（P＜0.05）,而Plan-s与IMRT并没有太大差异（P＞0.05）;对于食管和心脏的保护,三种治疗技术并没有太大差异,但对脊髓的保护Plan-d和Plan-s却要优于IMRT;治疗总跳数（MU）和治疗时间（T）Plan-d和Plan-s也要少于IMRT（P＜0.05）。结论:早期非小细胞肺癌患者的治疗,VMAT的Plan-d技术较IMRT无论是靶区剂量分布、OAR的保护还是治疗时间（T）都有着明显的优势,采用Plan-d能够极大的提高放疗增益比;若是由于其他原因没法用Plan-d技术,Plan-s和IMRT技术也是完全能够满足临床要求的。     

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.     

陡脉冲对离体牛肝损伤效应的剂量学初探

目的 研究不同剂量的陡脉冲对离体牛肝的损伤效应.方法 不同作用时间、不同电压、不同频率的陡脉冲作用于新鲜离体牛肝组织,测量最大坏死直径,运用B超监测作用前后灰度变化,TTC染色和HE染色观察损伤效应,同时测量组织前后温度.结果 陡脉冲对离体牛肝组织的损伤为凝固性坏死,坏死直径随作用时间的延长而增大;随电压的升高而增大;随频率的增加而增大,作用后B超灰度增强,作用前后的温度变化无统计学差异(P＞0.05).结论 陡脉冲致牛肝组织的凝固性坏死有明显的量效关系,其值随剂量的增加而增加.     

旋转调强与固定野调强治疗肝癌的剂量学比较

目的 比较旋转调强(RapidArc)与固定野调强放疗(IMRT)在肝癌治疗计划中的剂量学差异。方法 选择10例肝癌患者的CT数据,分别设计IMRT计划与单弧(RA1)和双弧(RA2)计划,比较设计计划的靶区剂量分布、危及器官受量、正常组织受量、机器跳数以及治疗时间。结果 RA1和RA2计划靶区剂量的最大值都低于IMRT(Z=-2.090、-2.666,P＜0.05),计划90%的处方剂量的适形指数低于IMRT(Z=-2.805、-2.809,P＜0.05);危及器官胃与小肠的V40也比IMRT计划低。但IMRT左肾平均剂量低于RapidArc计划组(Z=-1.988、-2.191,P＜0.05);正常组织的V₅、V₁₀和V₁₅IMRT计划低于RapidArc计划组,V20、V25和V30IMRT计划高于RapidArc计划组。RapidArc计划机器跳数是IMRT计划的40%和46%,治疗时间是IMRT计划30%和40%。结论 两种技术设计的计划剂量分布均能满足临床要求,并且剂量分布基本一致。RapidArc计划的适形指数优于IMRT,危及器官剂量也比IMRT计划略有降低,正常组织的低剂量区RapidArc计划组与IMRT相比有先高后低的趋势,并且机器跳数少,治疗时间短。