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基于先验知识的宫颈癌自动计划模型泛化的可行性研究
编辑人员丨4天前
目的:设计一种基于先验知识的宫颈癌自动计划模型并将其应用于子宫内膜癌及直肠癌的病例,探讨模型的泛化性。方法:收集179例盆腔部位不同处方剂量下的双弧容积旋转调强放射治疗临床计划,其中处方剂量50.4 Gy的99例宫颈癌临床计划作为训练集建立RapidPlan模型,剩余80例临床计划分为4个验证组(处方剂量50.4 Gy的宫颈癌和子宫内膜癌临床计划各20例,为A、B组;处方剂量45 Gy的子宫内膜癌和直肠癌临床计划各20例,为C、D组),利用模型分别对4组中的临床计划进行重新优化设计并得到自动计划,对比自动计划与临床计划靶区(PTV)和危及器官(OAR)的剂量学参数。结果:A、B、C、D组中自动计划靶区的适形度指数(CI)与临床计划相当,且差异均无统计学意义( P>0.05)。A、B、C组中自动计划的均匀性指数(HI)和 D2%均小于临床计划,且差异有统计学意义(HI: Z=-3.248、-3.360、-2.329, P<0.05; D2%: Z=-2.987、-3.397、-2.442, P<0.05)。D组自动计划的HI和 D2%与临床计划相当,且差异无统计学意义( P>0.05)。在保证PTV受量的同时,所有组中自动计划的OAR剂量学参数的平均值均低于临床计划。 结论:由宫颈癌临床计划建立的RapidPlan模型能够完成对不同处方剂量下子宫内膜癌及直肠癌的自动计划设计,初步证明了RapidPlan模型泛化的可能性。
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编辑人员丨4天前
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3种不同放疗技术在左侧乳腺癌保乳术后全乳腺放疗中的剂量学比较
编辑人员丨4天前
目的:比较3种调强放疗技术在早期左侧乳腺癌保乳术后全乳腺放疗中的剂量学差异。方法:回顾性分析2019年3月至8月在西安交通大学第一附属医院治疗的12例早期左侧乳腺癌保乳术后女性患者,年龄32~50(42.4±6.8)岁。分别设计基于固定角度适形调强放疗的混合调强(3DCRT+IMRT)、容积旋转调强放疗的混合调强(3DCRT+VMAT)和切线弧容积旋转调强放疗计划(t-VMAT),并比较3种放疗计划的计划靶区、危及器官剂量参数以及治疗效率的差异。组间数据比较采用配对 t检验。 结果:3种调强放疗计划的靶区剂量分布和危及器官受量均能满足临床要求。3DCRT+IMRT和t-VMAT两种计划相比,3DCRT+VMAT的靶区剂量学指标适形性指数(0.84±0.05对0.74±0.06对0.79±0.06)和均匀性指数(0.10±0.03对0.14±0.03对0.13±0.03)最优,差异均有统计学意义( t=-9.01~6.47,均 P<0.05);3DCRT+IMRT对患侧(左)肺的V 5[(35.92±8.01)%对(49.33±12.05)%对(60.58±12.94)%]、V 10[(25.50±6.91)%对(26.92±7.23)%对(41.25±10.37)%]、D mean[(10.14±2.43)Gy对(11.07±2.88)Gy对(14.52±3.32) Gy]和健侧(右)肺的V 5[(0.50±1.45)%对(2.17±3.76)%对(3.00±4.94)%]、D mean[(0.55±0.21)Gy对(1.79±0.58)Gy对1.75±0.70)Gy]及健侧(右)乳腺的V 5[(0.17±0.58)%对(1.92±4.10)%对(8.25±8.61)%]、D mean[(0.86±0.38)%对(1.65±0.45)%对(2.46±0.86)%]的保护最好。3DCRT+ VMAT的心脏V 30[(4.50±2.88)%对(5.00±3.25)%对(8.42±2.78)%]、V 40[(2.50±2.11)%对(3.25±2.53)%对(4.58±2.07)%]明显优于3DCRT+IMRT和t-VMAT,且差异均有统计学意义( t=-17.11~3.45,均 P<0.05 )。3DCRT+IMRT的平均机器跳数最小(280.90±52.18),t-VMAT的治疗时间最短。 结论:3DCRT+IMRT在低剂量区(<20 Gy)对健侧肺、患侧肺,健侧乳腺等危及器官的保护比较好,3DCRT+VMAT在提高靶区的均匀性和适形性方面有明显优势,且在高剂量区(>20 Gy)对患侧肺及心脏保护更好,t-VMAT缩短了治疗时间,提高了治疗效率和患者舒适度。
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编辑人员丨4天前
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基于海马保护的2种儿童中枢神经系统生殖细胞肿瘤放疗技术的剂量学研究
编辑人员丨4天前
目的:比较容积旋转调强放射治疗(VMAT)和调强适形放射治疗(IMRT)2种技术在儿童中枢神经系统(CNS)生殖细胞肿瘤(GCT)放疗中的海马保护和剂量学差异。方法:回顾性分析2020年6月至2021年6月在解放军联勤保障部队第九〇〇医院接受全CNS放疗的12例GCT患儿的影像学资料,其中男性患儿4例、女性患儿8例,年龄7~14岁,中位年龄11岁。对所有患儿进行靶区及周围危及器官的勾画,分别设计VMAT计划和IMRT计划,处方剂量30 Gy,每次3 Gy,共照射10次。通过剂量体积直方图获取各剂量学参数并进行配对 t检验,比较靶区及周围危及器官的剂量学差异,通过比较机器跳数和治疗时长评估计划实施效率。 结果:VMAT和IMRT 2种技术均能得到较好的靶区剂量学分布。VMAT技术的靶区均匀性略优于IMRT技术,均匀性指数分别为0.11±0.02和0.14±0.01,且差异有统计学意义( t=-5.392, P<0.001)。VMAT和IMRT2种技术的左海马最大照射剂量分别为(15.99±0.70)Gy和(21.21± 1.07)Gy、右海马最大照射剂量分别为(16.13±0.58)Gy和(21.35±0.69)Gy,且差异均有统计学意义( t=-17.622、-21.628,均 P<0.001),VMAT技术在海马保护上达到了剂量限制要求。VMAT技术在周围危及器官保护方面较IMRT技术优势明显,除双肺外,在眼晶状体、甲状腺、肾脏保护方面VMAT技术全面优于IMRT技术,且差异均有统计学意义( t=-8.198~-2.231,均 P< 0.05 )。VMAT技术在治疗效率方面同样优于IMRT技术,VMAT的机器跳数为1 749±95、治疗时长为(354±31)s,均仅为IMRT技术的40%左右,且差异均有统计学意义( t=-20.883、-22.790,均 P<0.001)。 结论:在儿童CNS GCT放疗中,VMAT技术能够在保护海马的情况下实现更好的靶区均匀性,同时在周围危及器官保护和治疗效率上具有明显优势。
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编辑人员丨4天前
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Halo-Vest支架对颈椎原发恶性肿瘤放疗剂量分布的影响
编辑人员丨4天前
目的:探讨Halo-Vest支架对颈椎原发恶性肿瘤不同放疗技术剂量分布的影响。方法:选择10例曾接受Halo-Vest支架手术后进行放射治疗的颈椎原发恶性肿瘤患者进行回顾性研究,使用Monaco计划系统,在勾画Halo-Vest支架结构外轮廓的CT序列图像上设计调强放疗(IMRT)和容积旋转调强放疗(VMAT)计划,然后复制相同射野参数的IMRT和VMAT计划到不勾画Halo-Vest支架结构外轮廓的CT序列图像上重新计算剂量分布,比较靶区、危及器官和正常组织的剂量分布差异。结果:对于VMAT计划,两组计划的计划靶区(PTV)和计划肿瘤靶区(PGTV)的剂量学参数除PGTV 107%外的各参数平均差异均< 1%。相比外轮廓勾画Halo-Vest支架,外轮廓不勾画支架的图像计算的脊髓和脊髓-PRV平均最大剂量分别增加0.38和0.42 Gy( Z=-2.803、-2.803, P<0.05),脊髓和脊髓PRV Dmean分别增加0.35和0.37 Gy( Z=-2.703、-2.801, P<0.05)。黏膜、甲状腺、腮腺、下颌骨、下颌关节和正常组织的 V5、 V30和 Dmean最大差异为0.74%。对于IMRT计划,两组计划的PTV和PGTV间剂量学参数差异较VMAT技术的差异增大,大部分差异超过1%,最大差异为4.55%。相比外轮廓勾画Halo-Vest支架,外轮廓不勾画支架的图像计算的脊髓平均最大剂量和脊髓-PRV最大剂量分别增加0.48和0.59 Gy( P>0.05),脊髓和脊髓PRV的平均 Dmean分别增加0.57和0.59 Gy( Z=-2.293、-2.293, P<0.05)。其他危及器官的最大差异为1.98%。 结论:CT图像外轮廓勾画或不勾画Halo-Vest支架结构,VMAT计划间剂量差异很小,临床上可以忽略,但IMRT计划间剂量差异偏大,需要考虑忽略或部分勾画Halo-Vest支架结构的外轮廓时对剂量分布带来的影响。
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编辑人员丨4天前
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胰腺癌质子调强与光子容积旋转调强计划的剂量学比较
编辑人员丨4天前
目的:比较质子调强和光子容积旋转调强在胰腺癌大分割放射治疗计划中的剂量学差异。方法:回顾性选取10例胰腺癌患者临床资料,分别使用Eclipse和RayStation进行容积旋转调强治疗(VMAT)和质子调强治疗(IMPT)的计划设计。完成计划后的剂量文件统一导入MIM软件以提取评估参数。主要评估参数包括计划靶区(PTV)的 Dmin、 Dmean、 Dmax、适形指数(CI)和新适形指数(nCI)、均匀指数(HI)、梯度指数(GI)、覆盖率(coverage)和危及器官的受照剂量。 结果:靶区方面两组的适形性差异无统计学意义( P>0.05),VMAT组取得了更高的PTV Dmin、 Dmax、D 98%、D 2%、HI和覆盖率以及更优的剂量梯度GI和 D2 cm( t/ Z=-4.63~5.32, P<0.05),IMPT组则获得了更低的10%_PD( t=-7.47, P<0.05)。危及器官方面,两组的空回肠最大剂量 Dmax、胃 Dmax、十二指肠 Dmax以及左肾的平均剂量 Dmean差异无统计学意义( P>0.05)。IMPT组在空回肠的体积剂量 D5 cm3、胃的 D10 cm 3、十二指肠的 D5 cm 3及 D10 cm 3、左肾的 D2/3、右肾的 Dmean及 D2/3上均低于VMAT组( t/ Z=-8.12~-2.60, P<0.05),但是IMPT组脊髓的 Dmax和 D0.35 cm 3均高于VMAT组( t=7.30、6.77, P<0.05)。 结论:VMAT和IMPT都能实现满足临床要求的胰腺癌大分割放射治疗计划。二者在在毗邻胰腺靶区的胃肠道组织最大受量上的保护无差异,在胃肠道的体积受量保护上IMPT拥有更大优势,但对射束肿瘤靶区前缘的危及器官保护上可能弱于VMAT。
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编辑人员丨4天前
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宫颈癌卵巢移位术后VMAT与IMRT卵巢放疗剂量的比较
编辑人员丨4天前
目的:比较行卵巢移位术后的宫颈癌患者固定野调强(IMRT)和容积旋转调强(VMAT)计划中卵巢的剂量学差异。方法:31例接受宫颈癌根治术和卵巢移位术,术后需放射治疗的患者,设计9野均分IMRT计划和双弧VMAT计划,在保证靶区处方剂量及危及器官限量的情况下,尽量降低卵巢剂量。分析两种技术卵巢平均剂量的差异,以及卵巢-靶区间的位置与卵巢剂量间的关系。结果:31例患者中共有54个卵巢进行了有效的移位(移至靶区外)。其中9个卵巢位于宫颈癌靶区上边界以上即射野外,IMRT和VMAT的卵巢平均剂量分别为(177.8±90.7)和(166.7±70.6) cGy,差异无统计学意义( P>0.05)。45个卵巢与靶区处于相同的层面,IMRT和VMAT的卵巢平均剂量为(459.1±239.9)和(428.3±238.2) cGy( z=3.11, P=0.002);卵巢平均剂量与卵巢体心到靶区最近距离高度负相关(IMRT: r=-0.922, P=0.001;VMAT: r=-0.865, P=0.001);为将卵巢平均剂量降低至500 cGy,IMRT与VMAT计划中卵巢体心到靶区最近距离应分别大于3.6和3.3 cm。 结论:卵巢位于靶区上边界以上时IMRT与VMAT卵巢剂量无差异;卵巢与靶区处于相同层面时,VMAT计划对于卵巢剂量和治疗效率上均优于IMRT;卵巢剂量可通过卵巢体心到靶区的最近距离预测。
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编辑人员丨4天前
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左侧乳腺癌保乳术后全乳腺有无均整器模式下容积旋转调强放疗计划的剂量学比较
编辑人员丨4天前
目的:比较左侧乳腺癌保乳术后全乳腺有均整器(FF)与无均整器(FFF)模式下容积旋转调强放疗(VMAT)计划的剂量学差异。方法:采用随机数字表法选择2017年8月至2018年8月在徐州市中心医院行左侧乳腺癌保乳术的20例患者,获取定位CT检查资料。FF-VMAT计划与FFF-VMAT计划均采用美国Varian公司ECLIPSE 10.0.4治疗计划系统(TPS)设计。计划靶区(PTV)的处方剂量为50 Gy(2.0 Gy/次),局部瘤床电子线补量照射10 Gy/5次。比较两种计划的剂量学参数差异。结果:所有患者两种计划均达到处方剂量要求。与FF-VMAT计划相比,FFF-VMAT计划的适形度(适形指数:0.87±0.04比0.77±0.05)及均匀度(均匀指数:7.36±0.88比10.89±3.00)均较好(均 P<0.01);FFF-VMAT计划心脏的平均剂量[(7.73±1.44)Gy比(9.16±4.24)Gy]及对侧肺的平均剂量[(3.61±0.74)Gy比(8.42±0.45)Gy]均低(均 P<0.01),对侧乳腺的平均剂量[(3.92±1.08)Gy比(2.02±1.42)Gy]高( P<0.01),心脏V 2 Gy[(79.27±1.18)%比(58.94±21.25)%]和同侧肺V 5 Gy[(44.89±2.17)%比(37.86±8.33)%]均高(均 P<0.01)。FF-VMAT计划的机器跳数为(973±89)MU,低于FFF-VMAT计划的(1 356±201)MU( P<0.01)。 结论:FFF-VMAT计划可以有效降低左侧乳腺癌保乳术后放疗的心脏剂量,但是以轻度增加危及器官低剂量区为代价。
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编辑人员丨4天前
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探讨靶区处方剂量50%生成区域的平均γ值在Compass三维剂量验证中的应用
编辑人员丨4天前
目的:探讨Compass剂量验证系统在基于模型计算剂量和基于测量重建剂量的容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划验证中,使用50%靶区处方剂量区平均γ值作为计划验证参考指标的应用价值。方法:基于Compass剂量系统用两种方法对70例患者的VMAT计划进行剂量验证,得到每例VMAT计划验证中50%靶区处方剂量区的平均γ值和γ通过率,评估50%靶区处方剂量区的平均γ值在剂量验证中的应用价值。先将计划系统(TPS)计算得到的计划信息导入到Compass系统中,进行基于加速器数据模型的独立核算剂量计算,得到基于模型独立核算的三维剂量。再将每例患者的治疗计划在加速器下实测得到的计划通量通过Compass系统进行剂量重建,得到基于测量重建的三维剂量。将两种方法得到的三维剂量分布结果与TPS计算得到的结果进行比较。结果:结合γ分析误差设定条件为3%/3 mm标准的γ通过率结果,对50%靶区处方剂量区的平均γ值进行评估,γ≤0.4为通过,0.4<γ≤0.6为临床可接受结果,γ>0.6为不通过。70例VMAT计划验证结果显示,基于模型独立核算和TPS计算结果具有较好的一致性,γ值均<0.6,其中γ≤0.4的67例,0.4<γ≤0.6的3例,γ通过率均>92%;基于测量重建体内三维剂量的结果略差于基于模型的计划结果,γ值均<0.6,其中γ≤0.4的35例,0.4<γ≤0.6的35例,γ通过率均>88%,其中68例通过率>90%,2例<90%,但都符合临床剂量验证要求。基于模型的独立核算剂量分布结果优于基于测量重建剂量的结果,差异有统计学意义( t=15.20、10.71, P<0.05)。 结论:50%靶区处方剂量区的平均γ值可作为临床计剂量验证参考指标判断临床计划的可执行性,平均γ值结合γ通过率的综合结果共同对剂量验证进行评估更有说服力;基于模型的剂量验证省时省力,但需要与基于测量的验证方式相结合进行综合考虑,作为一种可靠的剂量验证方法应用到临床。
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编辑人员丨4天前
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体电子密度对术后宫颈癌放射治疗计划剂量精确度的影响研究
编辑人员丨4天前
目的:通过在放疗计划系统手动赋予以CT图像为基础的肿瘤组织及危及器官准确的均匀体电子密度,研究其对剂量精确性的影响。方法:回顾性选取20例术后宫颈癌放疗计划,从国际辐射单位与测量委员会(ICRU)46号报告导出相应器官的体电子密度,转化为相对电子密度后植入计划系统(Monaco5.11, Sweden)的危及器官模块,包括膀胱、直肠、小肠、肾脏、脊髓、股骨头、髂骨,其他组织以人体的平均电子密度代替。原始计划为双弧容积旋转调强(360° VMAT,采用蒙特卡罗算法,计算网格为0.3 cm×0.3 cm×0.3 cm,最小子野宽度为0.6 cm。保持原始计划通量不变,重新计算剂量生成新计划。通过剂量学参数以及剂量-体积直方图(DVH)二维曲线比较两种计划的区别。结果:植入体电子密度后生成的计划中(Plan RED),患者绝大部分的靶区剂量参数与原始计划(Plan ref)之间的偏差<2%,所有靶区 D2、 D98、 Dmean的平均偏差<0.7%,180个数据中只有2个数值在2%~3%。膀胱、直肠、小肠的 V20、 V30、 D1 cm 3、 Dmean、Plan ref的平均偏差<0.6%,240个数据中有4个数值>2%。Plan RED的平均跳数比Plan ref高0.9%,子野总数不变。手动赋予电子密度生成的计划剂量偏高,但符合临床要求。DVH图中靶区、危及器官的二维曲线几乎完全重合。两组计划剂量参数的差异无统计学意义( P>0.05)。 结论:通过在计划系统中手动赋予人体电子密度来生成的术后宫颈癌计划与原始计划剂量整体偏差<2%,符合临床要求,为实现MRI直接用来进行放疗计划设计和剂量计算提供了参考。
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编辑人员丨4天前
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Monaco计划系统一野多弧的通量拆分方式研究
编辑人员丨4天前
目的:研究Monaco计划系统采用1野多弧设置时,通量的具体拆分方式。方法:(1)模拟计划:选用密度均匀的圆柱形Delta4模体,在模体的CT图像上分别勾画2、3、4个横向整齐排列的圆柱形结构,模拟3例分别采用1野多弧照射2、3、4个孤立靶区的肿瘤患者,观察每个射野形状与靶区的位置关系,分析其规律性。(2)患者投照:采用完全随机法选取吉林省肿瘤医院经过放射治疗的3例患者,包括全脑预防性照射、鼻咽癌、宫颈癌患者,对每例患者分别设计3个容积旋转调强治疗计划,均为一个360°的射野,分别采用1野2、3、4弧进行治疗。所有计划的机架角度均归0°后,在加速器上执行计划,并使用Matrixx剂量验证系统分别测量每个计划的总剂量和每个弧的剂量,比较每个计划的总剂量与其每个弧剂量间的位置关系。结果:模拟计划和患者投照研究结果均显示,在射野方向观(BEV)上,通量沿着 x轴进行分割,通量分割的份数与计划中弧的数量相等;且各弧是按照先后顺序,在BEV上由左至右进行照射。 结论:了解Monaco计划系统的通量拆分方式,可为其在临床中的实际应用提供指导。
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编辑人员丨4天前
