基于危及器官剂量预测和射野角度优化的食管癌调强放疗自动计划研究娄朝阳 雷宏昌 毛荣虎 郭伟 李兵 葛红
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 12期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20200826-00441
目的
在Raystation计划系统上实现基于危及器官剂量预测和射野角度优化的食管癌调强放疗(IMRT)计划自动设计。
方法
选取50例食管癌IMRT计划数据作为训练集,训练危及器官剂量预测模型。另外选取20例病例应用RuiPlan自动计划脚本和人工方法分别进行计划设计,其中在自动计划中使用射野角度优化和危及器官剂量预测模型。配对t检验比较两组计划的剂量差异和工作效率。
结果
人工计划和自动计划计划靶体积的适形指数、均匀性指数,全肺V5Gy与脊髓Dmax均相近(均P>0.05)。自动计划的左肺和右肺V20Gy、Dmean较人工计划下降1.1%、0.37 Gy和1.2%、0.38 Gy (均P<0.05),心脏V30Gy、V40Gy、Dmean较人工计划下降5.1%、3.0%、1.41 Gy (均P<0.05)。自动计划的人工操作时间、计算机处理时间、机器跳数较人工计划分别减少了65.8%、14.1%、17.2%(均P<0.05)。
结论
RuiPlan自动计划脚本能够通过危及器官剂量预测和射野角度优化的方法提高食管癌计划设计效率,为食管癌放疗计划设计提供了另一种可选途径。
经IAEA-483报告修正前后高能光子束小野输出因子与蒙特卡罗模拟对比分析研究肖振华 王振宇 欧阳斌 文碧秀
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 12期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20200405-00450
目的
根据IAEA-483号报告对临床使用的各类半导体或电离室探头进行高能光子束小野输出因子(Scp)测量并修正,探讨其修正数据在小野Scp测量的准确性。
方法
使用EGSnrc蒙特卡罗(MC)模拟软件模拟Varian Novalis Tx直线加速器参考测量剂量曲线(Profile)和百分深度剂量曲线,调整模拟参数。使用电离室A16、A14 sL、CC01、CC13和半导体探头PFD、EFD、Razor在不同射野下(0.5~10.0 cm方野)的剂量曲线测量值、半峰全宽等效方野Scp测量值分别与MC模拟结果对比分析。使用IAEA-483报告修正因子对测量Scp修正,比对和分析修正前后测量数据和MC模拟数据。
结果
MC模拟对比PFD测量曲线偏差<2.0%。在<3.0 cm方野时MC模拟Profile曲线与半导体探头测量吻合。野外低剂量区Razor相对于MC和PFD偏高(2.3%),随射野增加而增加,10.0 cm方野达3.0%。CC13在10.0 cm方野Profile曲线的20.0%~80.0%半影宽度最大偏差3.0 mm。随射野减小,7种探头修正前Scp测量均值相对MC模拟偏差增大,标准差在接近1.0 cm方野时迅速变大,由5.0~1.5 cm方野的0.009~0.014变化到1.0~0.5 cm方野的0.030~0.089,修正前全体均值0.030。修正后的6种探头测量的Scp标准差均值0.008,0.8 cm方野为0.013,0.6 cm方野为0.021。等效方野≥1.0 cm时修正后Scp与MC模拟偏差-3.6%~-0.5%,<1.0 cm偏差-6.9%~-1.3%。
结论
经IAEA-483报告修正后各探头测量Scp标准差较小,与MC模拟结果吻合较好,可用于高能光子束小野的临床剂量学研究。
基于蒙特卡罗实现容积调强弧形治疗计划独立剂量验证的应用研究崔甜甜 李兵 刘如 丁丹红 李定杰 娄朝阳 葛红
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 12期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20201010-00494
目的
开发基于蒙特卡罗(MC)的验证平台实现容积调强弧形治疗(VMAT)计划的独立剂量验证。
方法
利用EGSnrc/BEAMnrc构建Varian TrueBeam医用直线加速器的机头和准直器模型,并基于机头模型和自编程序搭建患者VMAT计划的独立剂量验证平台,通过平台模拟不同射野大小百分深度剂量(PDD)曲线和离轴比、两个不规则野以及头颈部、胸部和盆腔各1例患者剂量分布。比较不同射野大小PDD曲线和离轴比与蓝水箱测量结果差异,不规则射野与ArcCHECK实测的差异,再通过γ分析法、剂量体积直方图对比分析患者MC模拟剂量、计划系统计算剂量、ArcCHECK实测剂量之间差异,验证平台是否可用于独立剂量验证。
结果
对4 cm×4 cm~40 cm×40 cm的PDD曲线和离轴比,MC模拟结果和测量结果一致性较好。不规则射野MC模拟结果与ArcCHECK实测相比,在3%/2 mm、3%/3 mm下γ通过率都在98.1%、99.1%以上;3例不同部位VMAT患者MC模拟剂量和ArcCheck实测剂量在3%/2 mm、3%/3 mm下γ通过率均好于93.8%、95.9%。通过三维γ分析计划系统计算剂量和MC模拟剂量在3%/3 mm下鼻咽癌、肺癌、直肠癌的γ通过率分别为95.2%、98.6%、98.9%;在3%/2 mm下依次为90.3%、95.1%、96.7%。
结论
基于MC开发的验证平台模拟结果与实际测量结果一致性较好,其模拟结果更接近于患者体内真实剂量分布,初步结果显示可用于VMAT计划的精准独立剂量验证。
四维超声对前列腺运动靶体积分辨能力的研究陆正大 毕卉 李春迎 和睦 高留刚 孙佳伟 谢凯 林涛 眭建锋 倪昕晔
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 12期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20201116-00556
目的
探究四维(4D)超声对运动靶体积分辨能力。
方法
选用前列腺超声模型,分组对比研究应用4D超声在不同运动振幅(A)及运动周期(T)下勾画前列腺靶区,模拟A值分别设置为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mm,t值设为1、2、3、4 s。分别计算模体前列腺靶体积,并以靶区静止时超声图像作为对照,分析两者间差异。
结果
模体静止时超声靶体积与CT靶体积大小有较高一致性(P>0.05)。A值为0.5、1.0 mm,t值为1~4 s时的体积与静止时超声靶体积相近(均P>0.05);A值为2.0、3.0 mm,t值为1~3 s时靶体积与静止时超声靶体积不同(均P<0.05)。A值为2.0 mm,t值为4 s时靶体积与静止时超声靶体积相近(P=0.710),组内极差为6.7 cm3,标准差为1.15 cm3;A值为3.0 mm,t值为4.0 s时靶体积重复性差,组内极差为14.4 cm3;A值为4.0、5.0 mm,t值为1~4 s时组内极差分别为3.27~17.63 cm3、6.51~21.02 cm3。各周期下靶体积重复性很差,不能满足临床要求。
结论
4D维超声可在患者运动周期1~4 s内、运动幅度≤1 mm内为患者靶区勾画提供可靠参考数据,探头初始位置无影响。
肤色对表面光学系统引导放疗摆位的影响彭海燕 罗焕丽 梁宝中 毛开金 何阳 靳富
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 12期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20201121-00561
目的
探究表面光学系统Catalyst对不同肤色的灵敏度,以评估肤色对Catalyst引导放疗摆位的影响。
方法
应用肤色色卡依次粘贴于放疗质控模型,模拟患者摆位。首次监测时常规摆位(室内激光+放疗质控模型标记)后用Catalyst获取色卡影像,并将其作为参考影像;非首次时常规摆位后手动移治疗床(-5~5 mm,步长为2 mm),利用Catalyst监测摆位。记录不同肤色在腹背(AP)、头脚(SI)、左右(LR)方向床值误差及Catalyst监测的摆位误差。
结果
Catalyst监测时所需增益和积分时间参数随肤色加深而递增,积分时间对数与增益呈线性负相关(R2>0.9)。不同肤色与最浅色(1Y01SP)色差值ΔE≤189时,床值误差与Catalyst摆位误差相关(RSI>0.5,RLR>0.5,RAP>0.9),Catalyst监测快速、稳定;当218<ΔE≤253时,LR方向无显著相关(RLR<0.3),Catalyst监测稳定;当254≤ΔE≤285时,Catalyst监测不稳定;当ΔE>318时,Catalyst无法监测到该肤色。
结论
Catalyst影像采集的增益和积分时间参数与肤色有相关性。在特定肤色区间内Catalyst可准确监测。
丹酚酸B对非小细胞肺癌细胞放射敏感性影响及机制研究王国辉 杨雄涛 杨高山
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 12期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20201218-00611
目的
探讨丹酚酸B对人非小细胞肺癌放射敏感性的影响及其可能机制。
方法
MTT检测丹酚酸B对非小细胞肺癌A549、H1299细胞系的毒性作用。克隆形成实验检测丹酚酸B对放射敏感性的影响。Transwell实验检测丹酚酸B对肿瘤细胞迁移能力影响。蛋白印迹法检测丹酚酸B调控射线诱导的去泛素化酶OTUD7B及迁移标志蛋白MMP-2、MMP-9、E-cadherin、AKT及p-AKT的表达。
结果
丹酚酸B能抑制A549、H1299细胞增殖。克隆形成实验显示丹酚酸B可增加A549、H1299细胞放射敏感性,放射增敏比分别为1.45、1.38。Transwell实验结果显示丹酚酸B可抑制细胞迁移能力(P<0.05)。蛋白印迹法结果示射线诱导A549、H1299细胞OTUD7B表达并有时间依赖性,而丹酚酸B能通过阻抑OTUD7B表达进而抑制MMP-2、MMP-9、p-AKT表达、促进E-cadherin表达。
结论
丹酚酸B具有增强A549、H1299细胞放射敏感性的作用,其可能机制是丹酚酸B通过下调射线诱导的OTUD7B表达,抑制上皮-间质转化的进程而实现的。
circ-PRKDC通过调控miR-505-3p影响肺癌细胞增殖、凋亡和放射敏感性机制研究袁小笋 张蕾 饶石磊 张凯 马慧利 李长生 张敬伟 任中海
中华放射肿瘤学杂志2021年 30卷 12期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20200804-00396
目的
探讨circ-PRKDC对肺癌细胞增殖、凋亡和放射敏感性的影响及分子机制。
方法
培养正常肺上皮细胞BEAS-2B和肺癌细胞系NCI-H1299、NCI-H2170、NCI-H1975。将NCI-H1299细胞分为si-NC、si-PRKDC、pcDNA-NC、pcDNA-PRKDC、miR-NC、miR-505-3p、anti-miR-NC、anti-miR-505-3p、si-PRKDC+anti-miR-NC、si-PRKDC+anti-miR-505-3p组。RT-qPCR检测circ-PRKDC和miR-505-3p的表达水平;蛋白质印迹法检测蛋白表达;MTT检测细胞增殖;流式细胞术检测细胞凋亡;平板克隆形成实验检测细胞放射敏感性;双荧光素酶报告实验检测circ-PRKDC和miR-505-3p的靶向关系。
结果
与BEAS-2B细胞相比,NCI-H1299、NCI-H2170、NCI-H1975细胞circ-PRKDC表达水平升高(3.65、3.10、2.67∶1.00,P<0.05),miR-505-3p表达水平降低(0.42、0.50、0.54∶1.02,P<0.05)。低表达circ-PRKDC后CyclinD1表达水平降低(0.42∶0.81,P<0.05),Cleaved-caspase-3和γ-H2AX表达水平升高[(0.71∶0.33,P<0.05)和(0.89∶0.465),P<0.05];细胞A值降低(0.413∶0.839,P<0.05);细胞凋亡率升高(20.35∶6.21,P<0.05);细胞存活分数降低(P<0.05);β-catenin表达水平降低(0.35∶0.73,P<0.05)。miR-505-3p高表达后CyclinD1表达水平降低(0.34∶0.83,P<0.05),Cleaved-caspase-3(0.65∶0.32,P<0.05)和γ-H2AX (0.96∶0.45,P<0.05)表达水平升高,细胞A值降低(0.386∶0.851,P<0.05),细胞凋亡率升高(16.38∶6.20,P<0.05),细胞存活分数降低(P<0.05)。与miR-NC比较,miR-505-3p组转染circ-PRKDC野生型报告质粒的细胞荧光素酶活性降低(0.44∶1.00,P<0.05)。下调miR-505-3p能逆转circ-PRKDC低表达对NCI-H1299细胞增殖、凋亡和放射敏感性以及β-catenin表达的影响。
结论
低表达circ-PRKDC可能通过上调miR-505-3p抑制肺癌细胞增殖,促进凋亡以及增强细胞的放射敏感性,且其可能与Wnt/β-catenin信号通路有关。