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多种三维剂量验证系统在肺癌VMAT剂量验证中的联合应用
编辑人员丨6天前
目的:联合应用两种商用及一种自行开发的基于加速器轨迹日志(LFB)的三维剂量重建系统验证肺癌VMAT计划。方法:编程实现读取TrueBeam轨迹日志中误差并导入计划系统生成重建剂量。选18例肺癌双弧VMAT计划,用ArcCheck测量并利用3DVH重建,同时使用LFB和Compass计算模式重建。其中5例4 h内由ArcCheck测2次,检测加速器重复性。将18例计划移植到建成5 cm、背散4 cm、中心放置有FC65-G电离室的固体水模上计算电离室平均剂量并与实测及3种重建系统重建点剂量比对。结果:加速器重复性稳定。LFB、3DVH、Compass及FC-65 G实测与计划点剂量偏差≤2%。ArcCheck曲面二维,3DVH、Compass整体及LBF所有器官三维γ通过率在所有比对标准下均>90%,3DVH及Compass个别器官γ通过率低。重建剂量与原计划相比,LBF差异最小,除肺之外器官Compass差异居中、3DVH最大。结论:LBF、3DVH、Compass 3种系统能从不同方面反映肺癌VMAT剂量验证结果,联合应用三者进行剂量验证能更直观的展现出验证结果,便于后续分析。
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编辑人员丨6天前
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联影直线加速器放疗在体剂量验证的应用研究
编辑人员丨6天前
目的:研究基于联影直线加速器电子射野影像装置(EPID)在体剂量验证方法在临床中的应用。方法:选取河南省人民医院收治的68例行容积旋转调强放疗(VMAT)的肿瘤患者,其中,头颈部32例、胸部16例和腹盆部20例。每位患者均执行治疗前Arccheck剂量验证(Pre Arccheck)、治疗前EPID剂量验证(Pre EPID),以及治疗中前3次和随后每周1次的扇形束计算机断层成像(FBCT)位置验证和在体EPID剂量验证(In vivo EPID)。当任一方向摆位误差(左右 x、头脚 y和垂直 z)均<3 mm时实施治疗,并根据 x、 y和 z计算三维摆位偏差 d;否则,执行位置校正。 结果:68例患者Pre EPID和In vivo EPID γ通过率分别为(99.97±0.1)%和(94.15±3.84)%,与Pre Arccheck的(98.86±1.48)%相比,差异有统计学意义( t=-6.12、9.43, P<0.05)。胸部、腹盆部和头颈部的In vivo EPID γ通过率相比,差异无统计学意义( P>0.05)。Pre EPID γ通过率和首次In vivo EPID γ通过率的差值(5.56±3.72)%与对应的三维摆位偏差 d(1.46±1.51)mm之间无相关( P>0.05)。随着治疗进行,In vivo EPID γ通过率由第1周的(94.15±3.84)%逐步减小到第5周的(92.15±3.24)%;从第3周开始至第5周,In vivo EPID γ通过率与第1周的相比,差异均有统计学意义( t=2.48、2.75、3.09, P<0.05)。 结论:3 mm内摆位误差不影响在体剂量验证的γ通过率,在体剂量验证γ通过率临床可接受阈值的确定仍需进一步的研究,同时在体剂量验证可为自适应放疗的临床应用提供一定的支持。
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编辑人员丨6天前
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基于3D U-net的宫颈癌近距离治疗剂量分布预测
编辑人员丨6天前
目的:基于三维(3D)U-net深度学习模型,建立预测CT引导下宫颈癌近距离治疗计划的3D空间剂量分布。方法:2021年4-9月收集114例宫颈癌患者三维近距离放疗计划(处方剂量6 Gy)组成数据集,按84∶11∶19划分为训练集、验证集、测试集。利用3D U-net模型进行500次(epoch)训练,分别评估测试集病例体素级的平均剂量偏差(MDD)与绝对剂量偏差(MADD)、等剂量面包围体积的戴斯系数(DSC)、处方剂量适形度指数(CI)、高危临床靶区(HRCTV)的 D90和平均剂量 Dmean、膀胱、直肠、小肠、结肠的 D1 cm 3与 D2 cm 3剂量学参数。 结果:测试集中19例患者的3D剂量矩阵MDD与MADD分别为-0.01±0.03和(0.04±0.01)Gy。50%到150%处方剂量的DSC在0.89到0.94之间,处方剂量CI为0.70±0.04。HRCTV的 D90的平均偏差为2.22%, Dmean的偏差为-4.30%。膀胱、直肠、小肠、结肠的 D1 cm 3与 D2 cm 3最大偏差分别为2.46%和2.58%。模型预测平均耗时2.5 s。 结论:本研究实现了一种基于3D U-net的预测宫颈癌3D剂量分布的深度学习模型,为宫颈癌近距离治疗自动化设计奠定基础。
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编辑人员丨6天前
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体表覆盖干燥棉织物对放疗剂量的影响
编辑人员丨6天前
放射治疗时,由于体位固定及体表标注摆位中心三维坐标的需要,患者通常需要裸露身体某一部位进行治疗,而直线加速器对治疗室温度有要求(一般25℃左右),肿瘤患者大多年老体弱免疫力低下,在此温度条件下常感觉体凉,严重者出现发热、咳嗽等症状而影响治疗的正常进行。最简便的方法就是在患者身上盖薄毯或棉被等干燥棉织物,然而,体表覆盖干燥棉织物是否影响治疗剂量,迄今鲜见文献报道。本文通过测量固体水模和三维调强验证矩阵上覆盖不同厚度的干燥棉织物对绝对剂量值和实际野真实合成剂量分布的影响,探讨放疗时体表覆盖干燥棉织物的可行性。
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编辑人员丨6天前
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河南省肿瘤放射治疗现状调查分析
编辑人员丨6天前
目的:了解2023年度河南省放射治疗人员、设备与技术开展情况。方法:采用统一设计的调研问卷,于2023年3月至4月进行在线调查。问卷由河南省肿瘤诊疗质量控制中心下发到全省各医疗机构,调研内容包括各放疗开展单位的人员、放疗设备、质控设备、影像设备配备情况以及放疗技术开展情况。对调研数据进行统计描述。结果:截至2023年4月30日,河南省从事放射治疗的单位共168家;从事放射治疗的医师共956人、物理师共365人、技师共680人。全省医用直线加速器共212台、钴60治疗机1台、后装治疗机32台、射波刀4台、CT模拟定位机173台、磁共振模拟定位机2台、常规模拟定位机94台,放疗设备以直线加速器为主,人均保有量为2.15台/百万人。开展二维放疗的单位11家、三维适形放疗24家、静态调强放疗130家、旋转调强放疗41家、立体定向放疗33家。关于物理质控设备,全省共有16家单位配备三维水箱,162家单位配备辐射剂量仪,114家单位配备晨检仪,60家单位配备胶片剂量仪,108家单位配备调强计划验证系统。结论:2023年河南省放疗从业人员配备不足,放疗设备配置存在地区间发展不均衡的情况。在放疗技术开展方面,调强放射治疗已经成为河南省放射治疗的主流技术,放疗质控设备的配置以及标准化质控工作需要进一步提高。
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编辑人员丨6天前
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3D打印组织补偿物对浅表肿瘤X射线照射补偿效果的实验研究
编辑人员丨6天前
目的:探索3D打印组织补偿物在不规则部位浅表肿瘤放疗中的优势。方法:构建裸鼠前列腺癌皮下移植瘤模型,按单纯随机抽样法分为无组织补偿物组、普通组织补偿物组及3D打印组织补偿物组,每组6只。采集3D打印组织补偿物组的裸鼠CT图像,使用聚乳酸(PLA)制作补偿物模型,通过测量电子密度评估材料的性能。获取覆盖对应组织补偿物后的3组定位CT图像,勾画大体肿瘤区(GTV)。使用6 MV X射线,按照处方剂量对3组裸鼠照射。3组的处方剂量均为1 500 cGy,使用Eclipse 13.5治疗计划系统各项特异性分析算法(AAA)计算并比较3组GTV的剂量分布,金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)验证裸鼠皮肤表面实际接收剂量。结果:使用3D打印组织补偿物的空气间隙为(0.20±0.07)cm 3,普通组织补偿物的空气间隙为(0.37±0.07)cm 3( t=4.02, P<0.01);无组织补偿物组、普通组织补偿物组、3D打印组织补偿物组的靶区 D95%分别为(1 188.58±92.21)、(1 369.90±146.23)和(1 440.29±45.78)cGy( F=9.49, P<0.01), D98%分别为(1 080.13±88.30)、(1 302.76±158.43)和(1 360.23±48.71)cGy( F=11.17, P<0.01), Dmean分别为(1 549.08±44.22)、(1 593.05±65.40)和(1 638.87±40.83)cGy( F=4.59, P<0.05);实测浅表剂量分别为(626.03±26.75)、(1 259.83±71.94)和(1 435.30±67.22)cGy( F=263.20, P<0.001)。普通组织补偿物组与3D打印组织补偿物组裸鼠照射后肿瘤体积增长百分比变化不明显,差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:3D打印组织补偿物与体表的贴合性好,减少了空气间隙,提高了靶区临近体表的剂量,为一些不规则部位的浅表肿瘤放疗提供思路。
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编辑人员丨6天前
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基于卷积神经网络的立体闪烁光三维剂量重建研究
编辑人员丨6天前
目的:基于卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)对多视角闪烁光处理,重建放射治疗中三维相对剂量分布。方法:利用互补金属氧化物半导体(CMOS)成像传感器捕获正交三视角的荧光图像,将荧光图像转化为三维图像,输入已训练的卷积神经网络中进行剂量重建,分别评估不同射野重建剂量的伽马通过率、均方误差(MSE)、百分深度剂量(PDD)曲线和横向剂量分布(CBP)曲线。卷积神经网络模型为3D-Unet,其预先在虚拟数据集上进行训练。结果:以50%最大剂量为阈值,3%/3 mm为标准,所有射野重建分布中心层面伽马通过率和立体平均伽马通过率均超过90%,均方误差维持在1%以下。所有射野重建分布的PDD曲线均方误差在1‰以下,CBP曲线均方误差在1%以下。结论:本研究实现了一种基于深度学习的三维闪烁光重建方法,完善了基于塑料闪烁体的瞬时三维相对剂量验证。
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编辑人员丨6天前
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基于蒙特卡罗实现容积调强弧形治疗计划独立剂量验证的应用研究
编辑人员丨6天前
目的:开发基于蒙特卡罗(MC)的验证平台实现容积调强弧形治疗(VMAT)计划的独立剂量验证。方法:利用EGSnrc/BEAMnrc构建Varian TrueBeam医用直线加速器的机头和准直器模型,并基于机头模型和自编程序搭建患者VMAT计划的独立剂量验证平台,通过平台模拟不同射野大小百分深度剂量(PDD)曲线和离轴比、两个不规则野以及头颈部、胸部和盆腔各1例患者剂量分布。比较不同射野大小PDD曲线和离轴比与蓝水箱测量结果差异,不规则射野与ArcCHECK实测的差异,再通过γ分析法、剂量体积直方图对比分析患者MC模拟剂量、计划系统计算剂量、ArcCHECK实测剂量之间差异,验证平台是否可用于独立剂量验证。结果:对4 cm×4 cm~40 cm×40 cm的PDD曲线和离轴比,MC模拟结果和测量结果一致性较好。不规则射野MC模拟结果与ArcCHECK实测相比,在3%/2 mm、3%/3 mm下γ通过率都在98.1%、99.1%以上;3例不同部位VMAT患者MC模拟剂量和ArcCheck实测剂量在3%/2 mm、3%/3 mm下γ通过率均好于93.8%、95.9%。通过三维γ分析计划系统计算剂量和MC模拟剂量在3%/3 mm下鼻咽癌、肺癌、直肠癌的γ通过率分别为95.2%、98.6%、98.9%;在3%/2 mm下依次为90.3%、95.1%、96.7%。结论:基于MC开发的验证平台模拟结果与实际测量结果一致性较好,其模拟结果更接近于患者体内真实剂量分布,初步结果显示可用于VMAT计划的精准独立剂量验证。
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编辑人员丨6天前
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基于深度学习的直肠癌术后调强放疗剂量分布预测
编辑人员丨6天前
目的:建立一种深度学习模型预测调强放疗(IMRT)的三维剂量分布。方法:收集直肠癌术后IMRT患者共110例,随机数表法选择其中90例作为训练验证集并作9折交叉验证,剩下20例作为测试集。构建3D U-Res-Net模型,以CT影像、靶区和危及器官(OARs)的解剖结构以及射束信息作为输入,IMRT剂量作为输出训练该模型,并用来预测测试集病例的剂量分布。采用三维剂量分布以及剂量—体积直方图(DVH)剂量参数评估预测精确性。结果:在三维剂量分布上,体素剂量的平均预测偏差为-2.12%~2.88%、平均绝对误差为2.55%~5.75%;等剂量面的Dice系数均在0.9以上,平均霍夫距离(HD 95)和平均表面距离(MSD)分别0.61~1.54 cm和0.21~0.45 cm。对于DVH剂量参数,除膀胱 Dmean ( P=0.048)以外,其他剂量学参数差异均无统计学意义( P>0.05)。 结论:基于3D U-Res-Net模型可以实现直肠癌术后IMRT剂量分布预测,为自动计划设计奠定基础。
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编辑人员丨6天前
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基于锥形线束CT图像剂量计算准确度的实际测量验证研究
编辑人员丨6天前
目的:采用实际测量的方法探讨CBCT图像用于剂量计算的准确度。方法:回顾性分析苏州大学附属第二医院自2021年9月至2022年5月60位患者的锥形线束CT(CBCT)图像。利用Varian OBI系统获取模体的头部全扇面、头部半扇面、胸部半扇面、盆腔半扇面4种扫描模式的CBCT图像,以CIRS电子密度模体建立对应扫描条件的CT值-电子密度(HU-ED)曲线,在CBCT图像上设计放疗计划并对检测点的剂量计算结果与电离室测量结果进行比较,分析剂量误差。然后利用三维剂量验证系统对60名患者基于CBCT图像放疗计划实施过程的准确度进行检测,根据靶区D 99%、D mean、D 1%和危及器官D mean、D 1%,以及γ通过率来验证剂量计算的准确性。 结果:在模体点剂量检测中,上述4种扫描模式CBCT图像的剂量计算误差分别为-1.06%±0.87%、-1.67%±0.86%、0.91%±0.73%、-1.54%±0.90%。患者基于CBCT图像治疗计划剂量学验证中,各扫描模式下靶区(PTV)的D mean、D 99%及D 1%差异均值均不超过2%,除头部患者的晶状体外,其他危及器官的D mean和D 1%差异不超过3%。各计划的靶区PTV及危及器官平均γ值在3%/2 mm标准下均<0.5。 结论:在正确建立HU-ED曲线的条件下,基于CBCT图像的调强放射治疗(IMRT)/容积弧形调强放射治疗(VMAT)计划,可用于适应性放射治疗(ART)中对靶区和危及器官实际受照剂量的估算与安全监控。对于头部患者,采用全扇面扫描模式来获取图像能进一步提高剂量计算的准确度。
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编辑人员丨6天前
