目的:探究支气管镜智能导航下植入可回收金标在射波刀同步呼吸追踪的可行性。方法:在充气状态下获取经反腐处理的生物猪肺CT影像，利用智能导航软件在左、右肺叶分别设计8例模拟肿瘤病灶位点。设置多痰支气管环境组4例和湿润支气管环境组4例，根据射波刀金标植入原则，将智能规划后的32个可回收金标经支气管植入到每个模拟肿瘤病灶周围。模拟呼气末状态，再次扫描生物猪肺获取植入的金标CT影像，并记录成功植入金标数。利用射波刀计划系统(Multiplan v4.6)设计8个可执行的Synchrony治疗计划，对模拟呼吸运动的生物猪肺进行施照，记录可追踪金标数。施照后通过支气管镜取回已植入的可回收金标，记录成功回收金标个数。提取射波刀log文件中的治疗数据进行追踪数据整理分析，统计整个治疗过程的平移修正偏差、旋转修正偏差以及刚性误差。结果:实验过程中没有出现可回收金标滑脱、掉落等情况。支气管镜智能导航引导下成功植入与取出可回收金标32个，植入成功率与回收成功率均为100%。射波刀施照过程中金标追踪率为100%，刚性误差均<5 mm，治疗后统计射波刀log文件数据，多痰支气管环境组与湿润支气管环境组在左右方向平移偏差、左右方向旋转偏差、俯仰方向旋转偏差的差异均无统计学意义( P>0.05)。多痰支气管环境组在前后方向平移偏差( Z＝－3.57, P<0.01)及头脚方向平移偏差( Z＝－2.53， P<0.05)稍高于湿润支气管环境组，而平旋方向旋转偏差( Z＝－3.88， P<0.01)及刚性误差( Z＝－3.32， P<0.01)均低于湿润支气管环境组。 结论:经支气管镜智能导航植入可回收金标技术可行，可回收金标在体模支气管内稳定性好，且射波刀追踪精度可满足临床要求，有较好的临床应用与教学应用前景。

目的:探讨射波刀立体定向放疗中以膈肌为跟踪目标实施呼吸同步追踪与金标呼吸同步追踪的一致性和相关性。方法:选取2018年4月至2019年11月在华中科技大学同济医学院附属协和医院住院治疗的11例患者，包括肺癌8例、肝癌肺转移2例、结肠癌肺转移1例。所有入组患者均有采用金标追踪的计划（RT）和采用膈肌轮廓追踪的计划（DT）。对所有患者实施肿瘤可视化模拟测试。采用Bland-Altman法对两种跟踪方法在每个呼吸时相点进行可视化测试过程的偏移量进行一致性分析，采用 t检验比较两种追踪计划的最小公差距离、不确定性和最优模型状态下的平均标准偏差、最大标准偏差。 结果:与RT比较，DT追踪的头脚方向平移的标准偏差为（0.4±2.9）mm，左右方向为（0.3±4.4）mm，腹背方向为（-1.8±6.8）mm。经Bland-Altman法分析，RT和DT追踪之间在头脚方向和左右方向上一致性较好，在腹背方向上一致性较差；而同步性仅在头脚方向较好，在左右方向和腹背方向上均较差。模型质量比较结果示，RT追踪不确定性较DT追踪高，差异有统计学意义[（23±6）%比（9±4）%， t=-5.24， P=0.001]，而二者最小公差距离、平均标准偏差及最大标准偏差差异均无统计学意义（均 P>0.05）。 结论:以膈肌为跟踪目标实施呼吸同步射波刀立体定向放疗的患者，在头脚方向上一致性和同步性较好，而在左右方向和腹背方向上较差。在保证靶区在左右方向相应的边界余量下，对于膈肌附近的可视化测试不可见肿瘤采用膈肌作为跟踪目标实施呼吸同步立体定向放疗有潜在可行性，但对于左右方向和腹背方向运动幅度较大者需谨慎。

介绍了射波刀同步呼吸追踪放疗时患者准备、影像定位、呼吸建模和治疗各阶段应注意的问题,分析了问题产生的原因及可能造成的危害或弊端,提出了切实有效的处理方法,对射波刀同步呼吸追踪放疗的成功、顺利和精确实施具有重要意义.

目的:分析M6型射波刀立体定向放疗(stereotactic radiotherapy,SBRT)图像引导系统产生的照射剂量及影响因素,为接受M6型射波刀治疗肿瘤患者额外照射剂量提供参考依据.方法:回顾性分析天津医科大学肿瘤医院 2023年 1月 1 日至 2023年 5月 31日 216例采用M6型射波刀 SBRT的肿瘤患者,将患者按照图像引导方式和肿瘤靶区位置进行分类,分别统计患者肿瘤靶区的照射剂量、治疗分割次数、球管曝光参数、计算球管总曝光次数、累积的照射剂量,得出不同图像引导方式和治疗部位平均曝光次数、平均照射剂量,与患者肿瘤靶区的照射剂量相比较,并勾画ROC曲线取肿瘤体积及BED10 的cutoff值进行分层,利用多元线性逐步回归模型分析累积剂量的影响因素.结果:颅骨(6D-skull)追踪方式,椎体(x-sight)追踪方式,同步呼吸(sychrony)追踪方式,金标(fiducial)追踪方式,肺追踪(x-sight lung)肿瘤患者平均曝光次数、平均累积照射剂量(cGy)、累积照射剂量/靶区照射剂量(%)分别为 131次、1.6 cGy、0.02%～0.18%;212次、8.0 cGy、0.05%～0.45%;322次、12.2 cGy、0.06%～0.62%;237次、10.1 cGy、0.07%～0.36%;411次、12 cGy、0.20%～0.21%.颅脑、胸部、腹部、盆腔肿瘤患者的平均曝光次数、累积照射剂量(cGy)、累积照射剂量/靶区照射剂量(%)分别为131次、1.6 cGy、0.02%～0.18%;258次、9.6 cGy、0.05%～0.62%;191次、7.7 cGy、0.08%～0.44%;209次、8.5 cGy、0.07%～0.36%.ROC曲线中按照肿瘤体积(cutoff值 30 mL)和 BED10(cutoff值60 Gy)进行分类,发现肿瘤部位、靶区体积、BED10 均为累积照射剂量的影响因素.当肿瘤体积≥30 mL、BED10＞60 Gy、肿瘤位于胸、腹、盆腔时,累积剂量增大.结论:采用颅骨(6D-skull)追踪方式颅脑肿瘤患者平均曝光次数、累积照射剂量最低,采用其余 4种图像引导方式对应的胸部、腹部、盆腔肿瘤患者平均曝光次数、累积照射剂量接近.肿瘤部位、靶区体积、BED10 均为累积照射剂量的影响因素.M6型射波刀SBRT系统能够对患者治疗过程中进行实时位置精度验证,患者接受的辐射剂量较小.

目的 评价射波刀在肝门区肿瘤治疗中的疗效及安全性.方法 回顾分析2009-2015年间天津医科大学肿瘤医院收治的接受射波刀SBRT的36例肝门区肝癌患者的病历资料.36例患者(37个病灶)的肿瘤直径为15～55 mm(中位数30 mm),其中20例患者(21个病灶)采用金标呼吸同步追踪技术,16例患者(16个病灶)采用椎体追踪技术.通过增强CT和(或)MRI评价肿瘤进展,Kaplan-Meier法计算LC、OS并Logrank检验和单因素分析.结果 中位随访时间为12.7个月.术后1、2年LC率分别为90％、76％,术后1年OS、PFS分别为63％、39％,中位OS、PFS时间分别为15.2、10.0个月.3级不良反应为11％.结论 射波刀SBRT是肝门区肝癌的一种安全有效的治疗方式.

目的:分析射波刀Synchrony同步追踪系统的质量保证验证方法是否符合临床肿瘤三维运动的要求,以保证射波刀临床治疗的质量.方法:利用改进的Synchrony模体采集CT影像信息,制订同步呼吸追踪的E2E(end to end)治疗验证计划.执行治疗计划,将装有EBT胶片的球方模体放在治疗床上,球方在不同运动条件下执行模拟验证计划,利用E2E软件对照射后的胶片进行分析,得出同步追踪的治疗误差.结果:射波刀Synchrony同步追踪系统在一维、二维、三维方向的治疗误差分别为0.91、1.03、0.90 mm.结论:射波刀Synchrony同步追踪系统的质量保证验证方法满足临床肿瘤精确治疗的要求.

目的 研究一种对非规则呼吸运动更精确的预测算法,更有效地补偿放疗系统的时间延迟,提高胸腹部肿瘤图像引导跟踪或门控放射治疗的靶点精度.方法 提出了一种基于自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的对非规则呼吸运动的预测算法.该ANFIS模型结构利用呼吸运动的位置和速度作为输入参数,构造一个结合位置和速度的N×N模糊集,并通过历史数据建立训练集.在预测过程中,如最新输入信号的位置或速度超出当前训练集的幅度范围,则对位置或速度进行相应的幅度调整,然后作为ANFIS模型的输入参数进行预测.本研究采集了20例CyberKnife治疗的胸腹部患者的非规则呼吸临床数据,通过回顾性离线分析,对ANFIS、神经网络(NN)、支持向量机(SVM)、CyberKnife系统的Synchrony呼吸同步追踪系统这4种典型预测算法精度进行对照比较.结果 比较4种预测算法对20例患者数据的结果,证实笔者提出的ANFIS算法预测结果的归一化均方根误差(nRMSE)、最大误差(Max)、大于1 mm误差个数均小于NN、SVM和Synchrony.结论 ANFIS预测算法的精确性和鲁棒性均优于其他3种算法,能更好地预测非规则呼吸信号.

目的 探讨纵向收缩峰值应变(GLS)、 峰值应变离散度(PSD)在评价阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSAS)患者左心室心肌同步性及收缩功能中的价值.方法 选取经多导睡眠仪监测呼吸暂停指数(AHI)≥5次/h确诊为OSAS的男性患者70例(病例组)及男性健康志愿者26例(对照组),并根据AHI将OSAS患者分为轻度组 、 中度组 、 重度组.比较各组的左室射血分数(LVEF)、 舒张压 、 收缩压 、 左心室舒张末期内径(LVDd)、 左心室收缩末期内径(LVDs)、 左房内径(LAD)、 室间隔厚度(IVST)、 左心室后壁厚度(LVPW)及GLS、PSD,并进行GLS、PSD与AHI之间的相关性分析.结果 ①OSAS中轻度组 、 中度组 、 重度组及对照组组间年龄 、 身高 、 体重 、 体质指数(BMI)、LVEF、 舒张压 、 收缩压 、LVDd、LVDs、LAD、LVPW差异无统计学意义(P>0.05),重度组IVST较对照组增加(P<0.05).② 中 、 重度组分别与对照组 、 轻度组比较,PSD增加,GLS降低,差异有统计学意义(P<0.05);重度组与中度组比较,GLS下降,差异有统计学意义(P<0.05);其他参数各组间差异无统计学意义(P>0.05).③Pearson相关分析显示AHI与GLS(r 2=0.5026)、PSD(r2=0.6845)相关(P<0.05).结论 GLS、PSD能够早期评价OSAS患者左心室心肌同步性及收缩功能变化.

目的:探讨X射线模拟机和射波刀立体定向放射治疗同步呼吸模型中左右下肺肿瘤的运动幅度及相关性,为射波刀立体定向放射治疗提供参考.方法:选取57例射波刀治疗的原发或转移下肺肿瘤患者,在CT引导下将纯金标记(金标)置入肿瘤体内或邻近位置,于X射线模拟定位机下测量左右下肺金标(肿瘤)左右(X轴)、胸前背后(Y轴)及头脚(Z轴)方向的运动幅度.通过建立同步呼吸模型,测量左右下肺肿瘤金标的3个方向运动幅度,并进行统计比较.结果:X射线模拟定位机下测量左下肺金标(肿瘤)X轴、Y轴和Z轴的运动幅度分别为(0.339±0.166)cm、(0.491±0.202)cm和(1.467±0.421)cm;右下肺分别为(0.317±0.100)cm、(0.412±0.145)cm和(1.483±0.565)cm.在射波刀立体定向放射治疗过程中,通过建立同步呼吸模型,测量金标(肿瘤)的左下肺肿瘤3个方向上的运动幅度分别为(0.388±0.150)cm、(0.509±0.211)cm和(1.468±0.415)cm;右下肺肿瘤分别为(0.379±0.977)cm、(0.446±0.150)cm和(1.500±0.550)cm.X射线模拟机下与射波刀同步呼吸模型左下肺肿瘤运动幅度在X轴和Y轴上的差异有统计学意义(t=2.965,t=-1.139;P<0.05),右下肺肿瘤运动幅度在X轴和Y轴上的差异有统计学意义(t=-3.021,t=2.563;P<0.05);左右肺在Z轴上差异无统计学意义(t=0.239,t=1.282;P>0.05).结论:虽然配对样本t检验X轴和Y轴上有统计学差异,但均值差别<1 mm,在Z轴上无统计学差别.X射线模拟定位机下测量的左右肺金标(肿瘤)运动幅度与同步呼吸模型中测量金标(肿瘤)左右肺运动幅度大小基本一致.

目的:研究一种方法精确预测胸腹部肿瘤放射治疗中的非规则呼吸运动.方法:提出基于小波分解和自适应神经模糊推理系统的呼吸运动预测方法(WANFIS),利用小波分解将呼吸信号分成基线、低频和高频三部分,并分别采用线性拟合、自适应神经模糊推理系统(ANFIS)、简单移动平均进行预测,然后综合三部分预测值作为呼吸运动预测结果.基于30例临床数据回顾性分析,将WANFIS算法与神经网络(NN)、CyberKnife放射外科系统的Synchrony呼吸同步追踪系统、ANFIS这三种典型预测算法进行对照比较.结果:本文提出的WANFIS算法的归一化均方根误差(nRMSE)平均值为0.09,小于NN的0.17、Synchrony的0.11以及ANFIS的0.11.结论:WANFIS能更好地预测非规则呼吸信号,更有效地补偿放疗系统时间延迟.