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]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.

目的 探究生物等效均匀剂量(EUD)在非小细胞肺癌放疗调强计划应用中的剂量学意义和临床价值.方法 筛选本科已经接受调强放疗的ⅢB期非小细胞肺癌患者20例,其中内靶区(ITV)处方剂量66 Gy,计划靶区(PTV)处方剂量60 Gy.分成两组进行剂量优化分析对比,对照组(n=10)用物理优化方法进行剂量约束,观察组(n=10)把危及器官(食道、心脏、肺、脊髓)的剂量约束条件加入EUD函数优化的剂量约束,其他剂量约束条件不变.比较这两组是否具有剂量学差异.结果 观察组PTV和ITV的平均剂量较对照组有明显改善(P＜0.05).观察组和对照组的ITV和PTV的剂量CI、HI指标差异均无统计学意义(P＞0.05).观察组较对照组显著降低了全肺组织的低剂量区(P＜0.05).对于串行器官脊髓,观察组较对照组能显著降低最高剂量点Dmax的剂量(P＜0.05).对于串行器官食道,观察组较对照组显著降低了食道的高剂量区以及低剂量区(P＜0.05).两组全肺组织的高剂量区、平均剂量Dmean,以及心脏、食道的高剂量区比较差异均无统计学意义(P＞0.05).观察组和对照组的总有效率分别为90％和70％,差异无统计学意义(P＞0.05).观察组和对照组Ⅱ～Ⅳ级放射性肺炎发生率分别为30％(3/10)和80％ (8/10),差异有统计学意义(P＜0.05).观察组和对照组Ⅱ～Ⅳ级骨髓抑制的发生率差异无统计学意义(P＞0.05).结论 在保证疗效的前提下加入EUD函数优化的调强计划能更有效地提高靶区平均剂量,对正常组织的保护更有优势,在保护重要器官的同时还能有效降低放射性肺炎的发生率.

目的:探讨左侧乳腺癌根治术后调强放疗中广义等效均匀剂量的生物优化法的剂量学优势.方法:选取我院2020年01月到2020年12月30例接受调强放射治疗的左侧乳腺癌患者,每例患者计划靶区均采用剂量-体积的物理优化法;并行危及器官左肺和心脏采用单约束物理优化法(Plan1)、多约束物理优化法(Plan2)以及广义等效均匀剂量的生物优化法(Plan3),右肺、脊髓及其外放的约束条件保持不变,分别评价三组计划的优劣;串行危及器官脊髓及其外放仅采用单约束物理优化法(Plan3)以及广义等效均匀剂量的生物优化法(Plan4),左右肺、心脏的约束条件保持不变,分别评价两组计划的优劣.结果:采用不同优化方法的三组计划Plan1、Plan2和Plan3;以及采用不同优化方法的两组计划Plan3和Plan4靶区的适形度指数CI和均匀性指数HI差异均无统计学意义(P＞0.05).并行危及器官左肺和心脏的剂量Plan3最优,其次是Plan2,最差是Plan1;串行危及器官脊髓及其外放的剂量Plan4优于Plan3且差异均有统计学意义(P＜0.05).结论:广义等效均匀剂量的生物优化法可有效降低危及器官受量且不影响靶区的适形度指数CI以及均匀性指数HI,值得临床中推广使用.

针对调强放疗逆向计划过程中手动调整目标函数权重因子所需时间长、效率低的问题,利用定积分理论构造了各物理准则子目标函数权重因子调整策略,提出一种自动迭代调整权重因子的放疗优化方法.首先,根据基于定积分提出的权重因子调整策略自动迭代调整权重因子.迭代完成后,根据评价准则评估所得计划是否临床接受,如果可以接受,则结束优化过程,否则通过引入额外的补偿系数,赋予未满足剂量目标相关的子目标函数更高惩罚,然后重复上述步骤直到生成满意计划或者达到最大迭代次数.通过与同病例的人工计划相比,从剂量学和生物学两方面比较和评价,在10例前列腺癌病例上验证所提出方法的有效性.实验表明,就DVH曲线和剂量统计特性而言,自动计划较人工计划能够在保证靶区剂量覆盖特性相似的前提下,膀胱的平均剂量、V65、V70、正常组织并发症概率和广义等效均匀剂量分别降低了 0.53 Gy、4.6％、3.33％、0.37％和0.22 Gy;直肠的最大剂量、V50和V65分别降低了 0.54Gy、0.66％、1.64％.除膀胱V75有显著性差异外(P＜0.05),其它统计指标均无显著性差异(P＞0.05).采用自动优化方法1～3 min即可生成满足临床剂量要求的计划,而采用人工试误的方法则需1～3 h.总之,基于定积分的放疗权重因子自动优化方法能够提高放疗效率,生成满意的放疗计划.

目的:探讨广义等效均匀剂量(gEUD)的生物优化法在鼻咽癌(NPC)调强放射治疗(IMRT)保护听力的计划设计中剂量学优势.方法:选取医院收治并实施动态IMRT的12例NPC患者,每例患者计划靶区均采用剂量-体积物理优化法.根据调强计划优化条件将危及器官(OAR)耳蜗、内耳分为未限制计划(Plan-A组)、单物理优化法计划(Plan-B组)以及叠加gEUD的生物优化法计划(Plan-B+X组)3组计划方案,分别评价3组计划的双侧耳蜗、内耳接受的最小剂量(Dmin)、平均剂量(Dmean)、55 Gy剂量的体积百分比(V55)和最大剂量(Dmax).结果:3组计划的双侧耳蜗、内耳的受量均值Plan-B+X组和Plan-B组均低于Plan-A;Plan-B+X组左侧耳蜗的Dmin、Dmean、Dmax和V55均低于Plan-A组,差异均有统计学意义(t=1.545,t=1.909,t=1.045,t=1.909;P<0.05),右侧耳蜗Plan-B+X组Dmin、Dmean和Dmax均低于Plan-A组,差异均有统计学意义(t=1.273,t=1.727;t=1.818;P<0.05).Plan-B+X组左侧、右侧内耳的Dmean、V55和Dmax均低于Plan-A组,差异均有统计学意义(t左侧=1.727,t=1.636,t=1.636;t右侧=1.364,t=1.455,t=1.364;P<0.05).结论:基于广义等效均匀剂量的生物优化法可有效降低双侧耳蜗、内耳受量,从而改善放射治疗患者不良反应,对于指导NPC患者的放射治疗计划设计具有重要临床意义.