目的:分析Monaco系统不同剂量计算网格尺寸对T 4期鼻咽癌靶区及靶区周围重要危及器官（OAR）的物理和生物剂量学的影响。 方法:选取2020年10月至2022年4月在云南省肿瘤医院放疗科进行放疗的18例T 4期鼻咽癌患者，在Monaco 5.11.03系统中完成靶区和OAR的勾画，以靶区优先的优化模式在3 mm网格制定容积弧形调强放疗（VMAT）计划；复制3 mm网格组计划，不改变其他的任何参数，分别在1、2、4和5 mm网格重新制定物理计划，再将5个计划归一到处方剂量包绕95%的靶区体积。比较各网格组靶区的计划时间、D 2%、D 50%、D 98%、适形度指数（CI）、均匀性指数（HI）、靶区梯度指数（GI）、计算靶区的肿瘤控制率（TCP）以及靶区周围重要OAR的D 2%、D mean值。 结果:计划大体肿瘤靶区（PGTVp）：1、2、3、4、5 mm组的D 2%分别为（76.94±0.66）、（75.98±0.76）、（75.56±0.67）、（75.67±0.73）、（75.94±0.85）Gy，差异有统计学意义（ F=9.86， P<0.001）；1、2、3、4、5 mm组的CI分别为0.75±0.05、0.78±0.04、0.78±0.05、0.79±0.04、0.78±0.04，差异有统计学意义（ F=2.61， P=0.041）；各分组间D 50%、D 98%、HI、等效均匀剂量（EUD）和肿瘤控制率（TCP）的差异均有统计学意义（ H=17.14， P=0.002； F=9.35， P<0.001； H=25.43， P<0.001； F=5.85， P<0.001； H=17.65， P=0.001），各分组间GI差异无统计学意义（ P>0.05）。两两比较发现，2、3、4、5 mm组D 2%与1 mm组相比，5 mm组D 50%与2、3 mm组相比，4 mm组D 98%与1、2 mm组相比，5 mm组D 98%与1、2、3 mm组相比，5 mm组CI与1 mm组相比，2、3、4、5 mm组HI与1 mm组相比，3 mm组EUD与1 mm组相比，5 mm组EUD与2、3 mm组相比，3 mm组TCP与1 mm组相比，5 mm组TCP与3 mm组相比，差异均有统计学意义（均 P<0.05）。计划大体肿瘤淋巴结靶区（PGTVn）：1、2、3、4、5 mm组的D 2%分别为（76.36±0.59）、（75.36±0.62）、（75.04±0.68）、（75.25±0.72）、（75.39±0.77）Gy，差异有统计学意义（ F=10.32， P<0.001）；1、2、3、4、5 mm组的HI分别为1.08（1.08，1.08）、1.07（1.06，1.07）、1.06（1.06，1.07）、1.06（1.06，1.07）、1.06（1.06，1.08），差异有统计学意义（ H=22.00， P<0.001）；各分组间D 50%、D 98%和EUD的差异均有统计学意义（ H=11.79， P=0.019； H=20.49， P<0.001； F=12.14， P=0.016）；各分组间CI、GI差异均无统计学意义（均 P>0.05）。两两比较发现，2、3、4、5 mm组D 2%与1 mm组相比，4 mm组D 98%与1 mm组相比，5 mm组D 98%与1、2 mm组相比，2、3、4 mm组HI与1 mm组相比，3 mm组EUD与1 mm组相比，差异均有统计学意义（均 P<0.05）。计划原发肿瘤临床靶区1（PCTVp1）：1、2、3、4、5mm组的D 2%分别为（76.59±0.63）、（75.64±0.65）、（75.64±0.98）、（75.41±0.70）、（75.71±0.84）Gy，差异有统计学意义（ F=9.53， P<0.001）；1、2、3、4、5 mm组的D 50%分别为（72.09±0.34）、（71.85±0.39）、（71.82±0.45）、（72.04±0.56）、（72.43±0.66）Gy，差异有统计学意义（ F=4.20， P=0.019）；其余各指标组间差异均无统计学意义（均 P>0.05）。两两比较发现，2、3、4、5 mm组D 2%与1 mm组相比，5 mm组D 50%与2、3 mm组相比，差异均有统计学意义（均 P<0.05）。计划淋巴结临床靶区1（PCTVn1）：各指标组间差异均无统计学意义（均 P>0.05）。计划临床靶区2（PCTV2）：1、2、3、4、5 mm组的D 2%分别为（75.57±0.50）、（74.87±0.67）、（74.51±0.51）、（74.61±0.63）、（75.00±0.74）Gy，差异有统计学意义（ F=8.27， P<0.001）；其余指标各组间差异均无统计学意义（均 P>0.05）。两两比较发现，2、3、4 mm组D 2%与1 mm组相比，差异均有统计学意义（均 P<0.05）。1、2、4、5 mm组物理计划计算时间分别为987.00（848.00，1 091.00）、120.50（99.75，134.00）、26.00（24.00，34.25）、21.50（18.75，34.75）s，差异有统计学意义（ H=61.62， P<0.001），两两比较发现，4 mm组与1、2 mm组，5 mm组与1、2 mm组的计划计算时间相比，差异均有统计学意义（均 P<0.05）。靶区周围OAR的剂量学参数各指标组间差异均无统计学意义（均 P>0.05）。 结论:T 4期鼻咽癌在制定放疗物理计划时，靶区及靶区周围重要OAR的物理剂量和生物剂量随剂量计算网格尺寸的改变而改变。综合考虑物理计划质量及计算时间，在Monaco系统制定T 4期鼻咽癌患者的VMAT计划时，可先在3 mm计算网格进行计划优化，并将计划复制到1 mm计算网格重新计算。

目的:探索等效均匀剂量(EUD)在宫颈癌腔内联合插植近距离治疗(BT)计划中的应用。方法:随机选取在天津医科大学肿瘤医院接受腔内联合插植BT的宫颈癌患者20例，分别进行基于EUD和混合EUD (h-EUD)计划的优化设计，分析比较计划结果与预先的混合逆计划优化(HIPO)计划间剂量学差异。为进一步评估EUD目标在优化设计中的作用，对所有病例增加了虚拟的均匀组织间插植实验。结果:3种优化计划具有相似的适形指数，与HIPO计划相比，EUD计划的膀胱、直肠、小肠平均D 2cm 3分别减少了0.22、0.23、0.28 Gy，平均EUD分别减少了0.14、0.20、0.15 Gy；h-EUD计划的膀胱、直肠、小肠平均D 2cm 3分别减少了0.16、0.22、0.24 Gy，平均EUD分别减少了0.20、0.13、0.16 Gy ( P均<0.05)。在虚拟插植实验中，EUD目标能对危及器官提供更加显著的剂量改善。 结论:宫颈癌腔内联合插植BT采用EUD优化方法能在保证靶区剂量基本一致，并有效降低正常组织受量、改善治疗计划。

目的:在宫颈癌腔内联合组织间插植近距离治疗(IC/ISBT)中，基于剂量学及生物学模型的帮助，进行图形优化(GO)、模拟退火逆向计划优化算法(IPSA)和混合逆向计划优化算法(HIPO)的比较分析，为宫颈癌IC/ISBT治疗优化方法的选择提供依据。方法:选取65例接受影像引导下IC/ISBT的宫颈癌患者。所有患者后装治疗计划分别采用GO、IPSA、HIPO优化的方式制定3次，处方剂量高危临床靶区体积(HRCTV) D90均为6 Gy。针对3种优化方案的用时、剂量-体积参数及放射生物学差异，采用非参数Friedman检验以及非参数Wilcoxon秩检验进行比较分析。 结果:逆向计划优化耗时均较正向计划耗时短，时间分别是GO 135.03 s、IPSA 46.53 s、HIPO 98.36 s，肿瘤靶区剂量中高剂量照射的 V150%(53.66%)在HIPO计划中略高，而高剂量照射的 V200%(30.29%)在GO计划中更高。GO的适形度指数( CI)(0.91)较其他计划更好，差异具有统计学意义( χ2＝69.98， P<0.001)。HIPO计划的膀胱与直肠的 D1 cm 3、 D2 cm 3受照射量较低，小肠受照射量与其他计划差异无统计学意义( P>0.05)。HIPO计划中HRCTV的等效均匀生物有效剂量(EUBED)(12.35 Gy)比GO(12.23 Gy)、IPSA(12.13 Gy)高，膀胱处的EUBED在GO(2.38 Gy)计划中最低，直肠处的EUBED在HIPO(3.74 Gy)计划中最低，小肠的EUBED 3种优化方式未见明显差异( P>0.05)。3种优化计划预测的肿瘤控制率(TCP)差异无统计学意义( P＝0.055)，HIPO计划预测膀胱与直肠的正常组织并发症概率(NTCP)比GO、IPSA计划低( χ2＝12.95~38.43， P<0.01)，小肠的NTCP未见明显区别( P>0.05)。 结论:3种优化方法中，两种逆向优化方式均较正向优化耗时短。GO计划较IPSA、HIPO计划更适形。HIPO计划可以增加靶区生物学覆盖剂量，减少膀胱与直肠处的最大物理或生物受照射量和NTCP。推荐优先使用HIPO作为宫颈癌IC/ISBT的优化算法。

目的:评估通过最小化基于等效均匀剂量（EUD）的损失函数优化放疗计划中危及器官（OAR）剂量体积直方图（DVH）预测方法的实用性。方法:随机选取2020—2021年在中国医学科学院肿瘤医院深圳医院完成鼻咽癌容积调强弧形治疗（VMAT）的66例患者的治疗计划，其中50例用于训练循环神经网络（RNN）模型，其余16例用于测试模型。研究基于RNN构建了DVH预测模型，并为66例患者均设计了一个9野等权重的三维适形计划。训练时将OAR每个分野对应的DVH作为模型输入，VMAT计划的DVH为预期输出，通过最小化基于EUD的损失函数计算的预测误差训练模型。预测准确度用预测值和真实值之间的平均偏差和标准偏差表示。根据DVH预测结果为测试病例重新优化计划，使用Wilcoxon配对检验和箱线图比较新计划和原计划OAR的EUD和感兴趣DVH参数（如脊髓等串型器官的最大剂量）的一致性和差异性。结果:基于EUD的损失函数训练得到的神经网络能够得到更好的DVH预测结果。根据预测DVH得到的新计划与原计划具有很好的一致性：在绝大多数情况下，两组计划的计划靶区（PTV）的D 98%都大于95%处方剂量，脑干、脊髓和晶状体的最大剂量和EUD的差异均无统计学意义（ P>0.05）。相较于原计划，新计划在视交叉、视神经和眼球的最大剂量平均减少1.56 Gy以上，EUD平均减少1.22 Gy以上，颞叶的最大剂量和EUD分别平均增加了0.60 Gy和0.30 Gy。 结论:基于EUD的损失函数提高了DVH预测的准确性，确保预测的DVH能够在治疗方案优化中给出适当的剂量目标，并提高计划质量的一致性。

目的 研究食管癌容积调强计划中基于剂量体积(Dose-Volume,DV)目标优化的基础上添加不同的广义等效均匀剂量(Generalized Equivalent Uniform Dose,gEUD)优化参数a值再进行优化对剂量分布的影响.方法 回顾性选择16例胸中下段食管癌患者为研究对象,为每例患者设计6种食管癌容积调强(Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT)计划,其中仅使用DV进行优化的命名为DV,基于DV给心脏添加a=1,全肺a=1,脊髓a=20进行优化,命名为DV_a1;基于DV为心脏和全肺添加mean目标参数,脊髓a=20进行优化,命名为DV_mean;基于DV为心脏添加a=1,全肺a=0.1,脊髓a=20进行优化,命名为DV_a0.1;基于DV为心脏添加a=3,全肺a=3,脊髓a=20进行优化,命名为DV_a3;基于DV为心脏添加a=1,全肺a=1,脊髓a=40的目标函数进行优化,命名为DV_a40.所有计划均满足靶区目标剂量覆盖靶区体积达到95%以上.比较靶区的适形性(Conformity Index,CI)和均匀性(Homogeneity Index,HI),双肺的V5、V10、V20、V30和平均剂量,心脏的V30、V40和平均剂量,脊髓的最大剂量.结果 计划DV、DV_a1、DV_a3、DV_mean之间的CI无显著性差异(P＞0.05),DV_a3的HI显著低于DV和DV_a1(P<0.001和P=0.016),且低于DV_mean,但没有显著性差异(P=1.000).DV_a0.1相比DV、DV_mean、DV_a3可以显著降低全肺V5(P＜0.05),但比DV_a1、DV_mean、DV_a3显著增加V20(P<0.003),DV_a3可以显著降低全肺的V30(P<0.02)和心脏的V40(P<0.001).DV_a1相比DV_mean可以降低全肺和心脏的平均剂量,但差异不显著(P=0.189和P=1.000).DV_a40相比DV_a1和DV可以显著降低脊髓最大剂量(P=0.014和P<0.001).结论 在基于剂量体积计划的基础上对危及器官添加gEUD upper优化目标可以在保证靶区剂量覆盖的同时显著降低危及器官受照射剂量.gEUD upper优化目标参数a的不同取值可以实现危及器官不同程度剂量体积大小的降低,使用a=1的目标优化往往比添加平均剂量目标函数优化更能降低危及器官的平均剂量.

目的 探讨广义等效均匀剂量优化(gEUD)在胸部恶性肿瘤放疗中的应用价值.方法 选取自2021年10月-2022年6月在安徽省池州市人民医院肿瘤放疗中心治疗的60例胸部恶性肿瘤患者为研究对象,对每位患者进行常规固定CT扫描定位,分2组在Varian Eclipse 15.6计划系统中采用相同射野方向和相同权重.第1组计划采用常规剂量-体积物理目标函数加Upper gEUD目标函数,并使用Varian Eclipse 15.6计划系统推荐的EUD值对危及器官进行优化;第2组仅采用常规剂量-体积物理目标函数对危及器官进行优化.观察并比较2组危及器官的照射剂量.结果 采用常规剂量-体积物理目标函数加Upper gEUD目标函数较仅使用常规剂量-体积物理目标函数在肺V5Gy差异无统计学意义、V20Gy和平均剂量有显著降低;心脏V30Gy、V40Gy和平均剂量有一定降低;脊髓最大剂量有明显降低.结论 gEUD目标优化可以有效地保护胸部恶性肿瘤放疗中的正常组织,建议在放疗计划优化中使用gEUD目标函数.

目的:评估基于危及器官分区约束的等效均匀剂量优化在直肠癌容积调强放疗中的剂量学和生物学优势.方法:随机选取临床批准的经过剂量-体积优化的直肠癌容积调强放疗计划10例(PHY计划).以PHY计划为基础,分别根据小肠,膀胱与靶区的位置关系,将危及器官进行分区并根据组织特性参数(a值)对剂量热点敏感性的不同,给予不同的a值进行等效均匀剂量优化(EUD计划).根据a值越大对剂量热点越敏感这一特点,靶区与危及器官重叠部分的剂量相对其它区域来说较高,热点出现概率较大,取较大的a值进行等效均匀剂量优化(a=10).重叠部分外扩9 mm且与小肠和膀胱相交区域的剂量热点出现概率相对重叠区域较低,a值取8和5;同理,其余小肠和膀胱区域由于远离高剂量的靶区,a值分别取6.7和2.3.最后对EUD计划和PHY计划的剂量学以及生物学进行比较,并且通过SPSS 22软件对所得数据的差异性进行分析.结果:EUD计划的靶区情况与PHY计划基本一致.进行分区处理的EUD计划中危及器官的剂量参数和正常组织并发症概率均有不同程度降低,其数据差异均具有统计学意义(P<0.05).其中,小肠和膀胱的平均剂量分别下降4.5、6.8 Gy;正常组织并发症概率下降40.0％和6.6％.结论:基于危及器官分区约束的等效均匀剂量优化在直肠癌容积调强放疗中能够在保持靶区不受影响的情况下显著降低危及器官的受照剂量以及放疗并发症概率,对改善计划质量具有一定意义.

目的:比较基于广义等效均匀剂量(gEUD)优化的容积旋转调强和固定野调强技术直肠癌放疗的生物学参数和剂量学特点,为临床选择提供一定依据.方法:选取10名经过医生勾画靶区的直肠癌患者,对每位患者分别设计5野调强计划(5FIMRT)、7野调强计划(7FIMRT)和容积旋转调强计划(RapidArc),处方剂量为50 Gy/25 F.比较3组计划的平均剂量体积直方图和机器跳数,靶区适形度、均匀性,危及器官的正常组织并发症概率(NTCP)及靶区和危及器官的gEUD和物理剂量.结果:3组计划的靶区剂量均能达到临床要求.在适形度与均匀性上,RapidArc优于5 FIMRT和7 FIMRT(P<0.05).在小肠和膀胱保护方面,7FIMRT和RapidArc无差异(P>0.05),且均优于5FIMRT(P<0.05);对于双侧股骨头,RapidArc优于7FIMRT(P<0.05),7FIMRT优于5FIMRT(P<0.05).RapidArc的机器跳数远小于5FIMRT和7FIMRT(P<0.05).结论:在基于gEUD优化的计划中,容积旋转调强计划和7野调强计划均优于5野调强计划.容积旋转调强计划和7野调强计划相比,在靶区适形度与均匀性,以及股骨头受量和效率方面具有优势.

目的 比较等效均匀剂量(EUD)优化与剂量-体积(DV)优化在旋转容积调强(VMAT)技术上对鼻咽癌放疗计划设计与剂量验证的差异性,选择更为优质的计划设计方式,为鼻咽癌临床治疗提供参考.方法 选择接受放疗的Ⅱ～Ⅲ期鼻咽癌患者35例,分别采用EUD优化+双弧VMAT计划设计和剂量-DV优化+双弧VMAT计划设计,对靶区及部分危及器官(OAR)行剂量比较,分析两种优化方式对肿瘤控制概率(TCP)贡献,同时分别对两类计划行剂量验证.结果 在保证95％的靶区体积达到95％的处方剂量的情况下,基于EUD优化的靶区均匀性指数为(0.87±0.02)％,DV优化结果为(0.96±0.03)％;基于EUD优化靶区适形性指数为(1.06±0.04)％,DV优化结果为(1.12±0.1)％,差异有统计学意义(P＜0.05).EUD与DV优化下OAR的剂量对比发现,晶体(左)为(382±46)cGy、(583±34)cGy,晶体(右)为(353±62)cGy、(540±41)cGy,视神经的D1分别为(2 396±168)cGy、(2 794±201)cGy,脑干和脊髓的Dmax分别为(4 824 ±235)cGy、(5 179±421)cGy,(4 136±297)cGy、(4 208±315)cGy.对于腮腺,其平均剂量分别为(2 835 ±211)cGy和(3 109±312)cGy.剂量验证结果,两种优化方式的γ 绝对剂量与相对剂量统计结果达到90％,仅EUD优化下DAT的绝对剂量为(89.6±2.17)％.结论 对于鼻咽癌放疗计划设计,EUD方法结合VMAT技术能够更好地提高靶区的适形度和均匀性,提高了肿瘤局部控制率.同时能够降低主要OAR的接受剂量,起到更好的保护作用.

[目的]探讨患者的心胸比(cardiothoracic ratio,CTR),肺脏最大距离(central lung distance,CLD),心脏最大距离(maximum heart distance,MHD),计划靶区体积(VPTV)对乳腺癌保乳术后两种调强放疗计划结果的各个目标参数值的预测.[方法] 2016年6月至2017年3月在我院接受全乳调强放疗的48例女性乳腺癌保乳术后患者(31例左侧,17例右侧),患者PTV处方剂量为50Gy,分割剂量2Gy/次.PTV达到95％的处方剂量为满足临床要求.每个患者设计两个治疗计划,P1为三维适形+逆向调强的混合计划(3DCRT+IMRT),三维适形计划为两野切线野,剂量为80％处方剂量;IMRT为四野的逆向静态调强计划,剂量为20％处方剂量,P2为6野全切线野的逆向静态调强计划,P1和P2计划子野都是24个.调强计划同时使用物理参数和等效生物剂量(EUD)对目标函数进行优化.预测影响因子与适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)、危及器官(OAR)的剂量体积关系采用单因素和多元线性回归进行分析.[结果](1)MHD是左侧乳腺癌P1计划VHeart30、VHeart10、DmeanHeart的独立预测影响因子.P1计划的预测公式:VHeart30-P1=-1.3+4.5MHD,MHD、CTR是左侧乳腺癌P2计划VHeart30的独立预测影响因子,P2计划的预测公式:VHeart30-P2=-13.7+ 1.89 MHD+30.53CTR.(2)CLD是左侧乳腺癌P1、P2计划Vlung20、Vlung10、Dmeanlung的预测影响因子和独立预测影响因子,预测公式:Vlung20-P1=10.6+3.9CLD,Vlung20-P2=12.7+3.2CLD.(3)VPTV是左侧乳腺癌P1计划CI的独立预测因子,VPTV、CTR是左侧乳腺癌P2计划CI的独立预测因子,VPTV的B值系数均为0,预测公式:左侧CIP1-左=0.54,CIP2-左=0.38+0.32CTR;MHD是左侧乳腺癌P1计划HI的独立预测因子,CLD左侧乳腺癌P2计划HI的独立预测因子,预测公式:左侧乳腺癌HIP1-左=1.08+0.006MHD,HIP2-左=1.06+0.015CLD;CTR是右侧乳腺癌P1计划CI的独立预测影响因子,VPTV是右侧乳腺癌P2计划CI的独立预测影响因子,预测公式:右侧CIP1-右=0.23+0.85CTR,CIP2-右=0.48.[结论]预测因子CTR、CLD、MHD更适用于左侧乳腺保乳术后的全切线野的逆向静态调强计划结果的初步预测.预测公式可以快速计算计划的CI值、HI值、肺V20和心脏V30的预测值,有助于物理师或剂量师快速选择治疗计划的设计方案,提高临床治疗计划设计的有效性.