基于预测可行性DVH的肝癌VMAT自动计划方法研究韩飞 夏文龙 马攀 任雯廷 陈佳赟 门阔 陈波 戴建荣
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 08期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20210501-00183
目的
建立基于预测可行性剂量体积直方图(DVH)的肝癌容积调强弧形治疗(VMAT)自动计划方法,并评价其性能。
方法
回顾性随机选取10例放疗肝癌病例。采用Pinnacle Auto-Planning设计VMAT自动计划,通过PlanIQ剂量预测得到可行性DVH曲线,并根据其显示的可行性目标区间设置自动计划的初始优化目标。评价计划靶体积、正常肝和其他危及器官的剂量参数以及机器跳数,并与临床手工计划行配对t检验。
结果
自动计划和手工计划的计划靶体积D2%、D98%、Dmean和均匀度指数相近[(58.55±2.81) Gy∶(57.98±4.17) Gy、(47.15±1.58) Gy∶(47.82±1.38) Gy、(53.14±0.95) Gy∶(53.44±1.67) Gy和1.15±0.05∶1.14±0.07,P均>0.05],手工计划的计划靶体积适形指数略高于自动计划(0.77±0.08∶0.69±0.06,P<0.05)。自动计划的肝V30Gy、V20Gy、V10Gy、V5Gy和V<5Gy显著优于手工计划[(26.68±11.13)%∶(28.00±10.95)%、(29.96±11.50)%∶(31.89±11.51)%、(34.88±11.51)%∶(38.66±11.67)%、(45.38±12.40)%∶(50.74±13.56)%和(628.52±191.80) cm3∶(563.15±188.39) cm3,P均<0.05],自动计划的小肠、十二指肠、心脏Dmean以及全肺V10Gy低于手工计划[(1.83±2.17) Gy∶(2.37±2.81) Gy、(9.15±9.36) Gy:(11.18±10.49) Gy、(5.44±3.10) Gy∶(6.25±3.26) Gy以及(12.70±7.08)%∶(14.47±8.11)%,P均<0.05]。两种计划的机器跳数相近[(710.67±163.72) MU∶(707.53±155.89) MU,P>0.05]。
结论
基于预测可行性DVH的肝癌VMAT自动计划方法能提高计划质量,更好保护正常肝,对小肠、十二指肠、全肺和心脏的保护也有优势。
基于勾画内容检索方法的鼻咽癌危及器官结构标准化命名的研究麦秀滢 黄慎 钟震芳 郑万佳 陈淑娴 黄光森 周酥 黄思娟 夏云飞 黄晓延 等
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 08期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20200406-00159
目的
根据AAPM TG-263,提出基于内容的放疗结构命名标准化(CBSN),探索其用于鼻咽癌危及器官(OAR)标准化验证的可行性。
方法
回顾性收集2017—2019年经调强放疗的855例鼻咽癌患者的放疗结构文件(其中15例含临床异常结构)。通过Matlab自编程软件获取医师勾画OAR的图像位置、几何特征、一阶灰度直方图和基于灰度共生矩阵的纹理特征等,建立CBSN位置验证模型和CBSN知识库。采用Fisher判别分析建立CBSN的OAR分类模型,利用自身验证、交互验证和外部验证对模型评估。
结果
99%(69/70)的模拟异常结构在CBSN知识库90%参考值范围之外,不同OAR之间的特征参数不同(P<0.001)。CBSN的OAR分类模型的自身验证、交互验证和外部验证的准确率分别为92.1%、92.0%和91.8%。14例临床异常结构成功被CBSN检测,准确率为93%(14/15)。模拟测试中左右位置异常结构验证的准确率为100%,如检测到命名为Len_L的右晶体。
结论
CBSN可用于鼻咽癌OAR验证,为鼻咽癌多中心合作及标准化的放疗提供参考依据。
利用深度学习提升肺癌调强质子治疗笔形束剂量计算准确性吴超 蒲越虎 商海焦
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 08期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20200228-00079
目的
质子笔形束(PB)剂量计算可实现快速剂量计算,但在处理组织不均匀度大的区域时误差较大,而蒙特卡洛(MC)剂量计算是最精准的方法但非常耗时;深度学习技术可以通过学习PB和MC剂量分布之间的差异,将剂量计算准确度从PB水平提高到MC水平。
方法
基于HD U-Net神经网络,开发了一个可将肺癌调强质子治疗患者的PB剂量转换为MC剂量的模型。该模型以患者PB剂量和CT图像作为输入来预测MC剂量。27例非小细胞肺癌患者的射束剂量和CT图像在被旋转到同一角度并作归一化后被用于模型训练与测试。模型的准确性通过比较预测剂量与MC剂量的均方误差和1 mm/1%标准的γ通过率等评估。
结果
模型预测剂量与MC剂量相当吻合,测试病例1 mm/1%标准的平均γ通过率(剂量值超过最大MC剂量10%的体素)达到(92.8±3.4)%。模型预测所有测试病例的MC剂量所需平均时间为(6.72±2.26) s。
结论
成功开发了可以快速准确地从PB剂量和CT图像预测MC剂量的深度学习模型,并可用于提高肺癌调强质子治疗PB剂量计算精度。
基于AAPM-TG218报告对调强放疗计划剂量验证容差和干预限值的初步研究郭伟 毛荣虎 李兵 耿丹丹 程秀艳 雷宏昌
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 08期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20200330-00146
目的
基于AAPM-TG218号报告对河南省肿瘤医院的调强计划进行分类剂量验证,以了解剂量验证的现况,建立剂量验证的流程和确定限值。
方法
对河南省肿瘤医院不同肿瘤、加速器、计划系统和验证设备的组合进行验证比较,确定各项组合的容差限值和干预限值。测量要求按照报告进行,各项测量选取80例患者,测量流程按报告要求及临床经验建立的流程进行。
结果
本研究调强计划剂量验证临床干预限值基本能达到报告所建议范围,而容差限值稍低于报告所建议(3%/2 mm时为93.94%)。验证设备测量与敏感性有关,电子射野影像装置所测量的容差限值高于ArcCHECK,尤其在剂量/距离要求更加严格情况下(3%/2 mm时为94.12%和92.03%,P=0.074;2%/2 mm时为86.82%和74.61%,P=0.017)。
结论
通过AAPM-TG218号报告,建立了河南省肿瘤医院调强验证工作流程和限值范围,为以后临床剂量测量工作提供了指导。
分次间位置不确定性对宫颈癌调强放疗靶区结构累积剂量影响欧阳水根 陶娜 刘婷婷 郭晴 成坚强 魏玺仪 陶发利 牛瑞军 安永伟
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 08期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20200328-00138
目的
采用锥形束CT(CBCT)获取分次间宫颈癌调强摆位误差,分析摆位误差对靶区累积剂量偏差的变化。
方法
对48例宫颈癌调强患者,全程696次CBCT获取摆位误差。将误差值输入治疗计划系统中,由摆位误差剂量叠加得到累积摆位误差剂量,通过偏差公式与标准计划剂量计算偏差百分比。
结果
摆位误差造成等中心距离偏移0.58(0.36,0.80) cm。累积摆位误差剂量与标准计划剂量经WilCoxon检验存在不同的统计学差异。靶区剂量偏差均呈降低,在微分剂量体积直方图(DVH)呈负偏态,峰值降低。DVH图呈反S型向左偏移,斜率增大。靶区HI偏差由小到大为CTV1、CTV2、GTV/CTV、CTV3、CTVn、CTVall、GTVnd;靶区HI偏差均增大。
结论
宫颈癌调强摆位误差对靶区累积剂量影响存在统计学差异,靶区累积剂量均降低,靶区剂量均匀性变劣。分次间位置不确定性导致靶区分次剂量增高或降低,对肿瘤细胞的生物效应和肿瘤复发有待进一步探讨。宫颈癌调强放疗,每次治疗前需进行CBCT位置校准以保证靶区各结构剂量准确性。
容积调强弧形治疗技术全身照射的初次临床应用及剂量学验证蒋晓芹 苏宝锋 陈春想 许兆基 张健文
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 08期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20191225-00531
目的
介绍香港大学深圳医院初次使用容积调强弧形治疗技术(VMAT)行全身照射(TBI)患者的计划设计及剂量学验证方法。
方法
在头、脚位两套定位图像上共同确定全身计划靶体积,处方剂量12 Gy分6次,设计含5个中心15个全弧的TBI计划。优化时先在脚位图像中进行,并以此为剂量基础进行头位计划优化,最后两段综合剂量累加并评估。多种剂量学验证方式:Delta 4模体验证单等中心VMAT计划剂量;EBT 3胶片验证两相邻中心射野衔接处剂量分布;PinPoint电离室测量两段图像衔接区点剂量;MOSFET剂量仪实时监测患者体表剂量。另对计划结果参数、治疗时间等进行分析。
结果
患者两段靶区的平均剂量分别为12.45 Gy和12.37 Gy,肺平均剂量为10.8 Gy。每次治疗总机器跳数2 883 MU,出束时间平均约24.3 min,床旁平均总时间约121 min。与计划计算相比:单中心VMAT计划绝对剂量3%/3 mmγ通过率平均为(99.74±0.42)%;射野衔接区域绝对剂量5%/5 mmγ通过率平均为(90.11±2.72)%;头、脚位图像衔接区域点剂量平均偏差(3.6±0.4)%;实时监测患者体表8个点,各部位每次剂量在1.57~2.04 Gy范围内。
结论
基于多中心VMAT技术的TBI计划及剂量学验证结果显示能可靠实施于临床,但还需不断改进、改善剂量分布和测量结果,提高治疗效率。
乳腺癌术后调强放疗颈胸一体固定的摆位误差分析张彦新 郇福奎 朱耿强 周科 冯鑫 万宝 唐玉 景灏 王淑莲 戴建荣
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 08期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20200229-00081
目的
探讨使用颈胸一体架(膜)对乳腺癌术后放疗患者体位固定的效果。
方法
前瞻性入组32例乳腺癌术后放疗患者,均使用颈胸一体架(膜)进行体位固定,采用调强放疗技术照射乳腺/胸壁和锁骨上下区,并在放疗中进行锥形束CT(CBCT)位置验证,分别配准乳腺/胸壁靶区和锁骨上下区靶区。对239次CBCT图像的摆位误差和上下靶区位置一致性进行分析。
结果
左右、头脚、腹背方向乳腺/胸壁的平移摆位误差分别为(1.84±2.36)、(1.99±2.48)、(1.75±1.86) mm,锁骨上下区的平移摆位误差分别为(1.98±2.44)、(1.98±2.48)、(1.71±1.79) mm。每个病例每次CBCT扫描的乳腺/胸壁与锁骨上下区平移误差的差值在x、y、z方向分别为(0.38±0.66)、(0.07±0.41)、(0.45±0.92) mm。
结论
乳腺癌术后放疗患者采用颈胸一体架(膜)进行体位固定,摆位误差小,乳腺/胸壁和锁骨上下区靶区位置有很好的一致性。
铁钯纳米颗粒修饰的碳纳米管对人乳腺癌MCF-7细胞的放射增敏作用孔祥跃 吕梦 彭小清 向伊悰 全红
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 08期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20191010-00413
目的
探究铁钯纳米颗粒修饰的碳纳米管(FePd@CNTs)对人乳腺癌MCF-7细胞的放射增敏作用。
方法
用化学还原法制备FePd@CNTs,并通过透射电子显微镜、能谱仪进行表征。CCK-8法检测FePd@CNTs对人正常乳腺上皮MCF-10A细胞的相容性。CCK-8法、流式细胞术和克隆形成实验评估FePd@CNTs对人乳腺癌MCF-7细胞的放射增敏作用。
结果
FePd纳米颗粒成功地通过化学还原方法被修饰在CNTs的表面。FePd@CNTs对MCF-10A细胞显示低细胞毒性(IC50=738.3 μg/m),同时可有效增强X射线对MCF-7细胞的杀伤(增敏比为1.22)。
结论
FePd@CNTs具有对乳腺癌的治疗作用与放射增敏的潜力。
沉默lncRNA UCA1通过上调miR-873-5p表达对胶质瘤细胞放射敏感性影响袁金金 刘宗文 宋锐 刘俊启 樊锐太
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 08期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20191127-00490
目的
探讨lncRNA UCA1通过调控miR-873-5p表达对体外培养的胶质瘤SHG-44、U87、U251细胞放射敏感性的影响。
方法
采用克隆形成实验检测X线照射0、2、4、6、8 Gy SHG-44、U87、U251细胞存活情况,qRT-PCR检测SHG-44、U87、U251细胞中UCA1基因表达。以放射抵抗的U87、U251细胞为研究对象,沉默UCA1表达、过表达miR-873-5p后用克隆形成实验及流式细胞术检测细胞存活分数和细胞凋亡率。双荧光素酶报告基因实验和qRT-PCR检测验证UCA1和miR-873-5p的靶向关系。
结果
UCA1在U87、U251细胞中表达上调。沉默UCA1或过表达miR-873-5p可抑制U87、U251细胞存活,并促进细胞凋亡。miR-873-5p是UCA1靶基因,UCA1可负性调控miR-873-5p1的表达。抑制miR-873-5p表达可逆转沉默UCA1对胶质瘤细胞放射敏感性的影响。沉默UCA1增加射线对胶质瘤细胞U251移植瘤的抑制作用。
结论
沉默UCA1通过上调miR-873-5p表达,抑制胶质瘤细胞存活并促进其凋亡,从而提高胶质瘤细胞放射敏感性。