基于深度学习多模态风格迁移技术CBCT图像肺癌靶区自动分割方法研究陈杰 王克强 简建波 王鹏 郭志超 张文学
中华放射肿瘤学杂志2022年 31卷 01期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20201103-00531
目的
针对CBCT图像中肿瘤与周围组织对比度低的缺点,研究一种适合于CBCT图像中中心型肺癌的自动分割方法。
方法
收集221例中心型肺癌患者,其中176例行CT定位,45例行强化CT定位。将强化CT图像分别设置为肺窗和纵隔窗,并与首次CBCT验证图像进行弹性配准获得配对数据集;然后将配对数据集传入cycleGAN网络进行风格迁移,使得CBCT图像可分别转化为肺窗和纵隔窗下的"强化CT";最后经风格迁移后的图像被载入UNET-attention网络对大体肿瘤体积进行深度学习。通过戴斯相似性系数(DSC)、豪斯多夫距离(HD)和受试者工作特征曲线下面积(AUC)对分割结果进行评价。
结果
经风格迁移后肿瘤与周围组织对比度明显增强,采用cycleGAN+UNET-attention网络的DSC值为0.78±0.05,HD值为9.22±3.42,AUC值为0.864。
结论
采用cycleGAN+UNET-attention网络可有效对CBCT图像中中心型肺癌进行自动分割。
Eclipse应用程序接口联合RapidPlan临床实践的自动计划设计方法娄朝阳 程宸 雷宏昌 朱伟华 王小深 王兴柳 朱皓 周宗凯 蓝茂英 葛红
中华放射肿瘤学杂志2022年 31卷 01期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20210201-00057
目的
基于Eclipse应用程序接口(ESAPI)实现Eclipse15.6版计划系统放疗计划全自动设计程序SmartPlan,并对其临床应用进行评估。
方法
在临床计划中选择鼻咽癌及直肠癌各20例,使用SmartPlan联合RapidPlan进行自动计划设计并与手动计划进行剂量学参数比较。采用Wilcoxon符号秩检验行两组间差异比较。
结果
自动计划和手动计划结果在剂量学上均能满足临床需求。鼻咽癌计划中靶区覆盖方面两组相近(P>0.05),且自动计划在危及器官保护方面多数优于手动计划(P<0.05)。直肠癌计划中自动计划除靶区均匀性和小肠最大剂量略差于手动计划外,其余剂量学参数均优于手动计划(P<0.05)。
结论
相比手动计划,自动计划具有同等或相似的靶区覆盖,相似或更优的危及器官保护能力,且执行方式更加简单。基于ESAPI开发的SmartPlan自动计划程序具有临床可行性和有效性。
4D模板辅助125I粒子治疗晚期恶性肿瘤的剂量学研究刘志刚 雷光焰 宋永春 孙瑞芳 吕卫东 宋养荣 张曦 刘佳 程蒿 韩乐 等
中华放射肿瘤学杂志2022年 31卷 01期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20201010-00492
目的
探讨4D模板在125I粒子治疗晚期恶性肿瘤中的安全性及剂量研究。
方法
选取陕西省肿瘤医院胸外科自2018—2019年晚期恶性肿瘤患者98例,采用4D模板导航放射性125I粒子植入治疗。术前放疗计划、术中优化、术毕即刻剂量验证,术后评定植入剂量。观察治疗结果。
结果
98例肿瘤患者全部顺利完成粒子植入术,植入部位行外照射和未行外照射的大体肿瘤体积植入剂量分别为(12 489±414) cGy和(15 036±514) cGy,V100%分别为84.7%~94.1%和88.2%~93.7%;临床靶体积植入剂量分别为(7 450±621) cGy和(9 080±761) cGy。剂量植入质量评估优91%(89/98)、良7%(7/98)、中2%(2/98)、差0。疼痛患者症状缓解率为92%(36/39)。行外照射和未行外照射1、2年局控率分别为61%、36%和82%、54%(P=0.02)。48例肺部植入者气胸发生率为19%(9例),咯血发生率为10%(5例),其他部位植入者均未出现相应并发症。
结论
4D模板辅助125I粒子治疗恶性肿瘤安全有效,术中实时针道角度调节和剂量优化使植入剂量得到精准控制。
形变配准在螺旋断层治疗联合近距离治疗宫颈癌剂量叠加中的应用王为 周晴 蒋马伟
中华放射肿瘤学杂志2022年 31卷 01期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20201206-00589
目的
探讨形变配准在螺旋断层(HT)调强联合高剂量率近距离治疗的宫颈癌放疗中评估膀胱直肠受量的可行性。
方法
对18例宫颈癌患者回顾分析,比较直肠和膀胱D2cm3及高危临床靶区(HR-CTV) D90%的二维参数相加的均匀剂量法(EUD)和高剂量重叠法(OHD)的受量,以及应用MIM Maestro®软件的刚性图像配准(RIR)和形变图像配准(DIR)受量。用戴斯相似性系数(DSC)和平均一致性距离(MDA)评估配准精度。
结果
EUD、OHD、RIR、DIR的膀胱和直肠D2cm3分别为(80.11±3.59)、(82.23±3.46)、(80.99±6.01)、(81.19±3.11) Gy (EQD2Gy)(P=0.516)和(72.90±3.58)、(73.83±4.28)、(72.45±6.05)、(71.98±2.89) Gy (EQD2Gy)(P=0.625),HR-CTV的D90%分别为(85.51±2.91)、(87.65±3.46)、(81.53±3.63)、(85.81±3.30) Gy (EQD2Gy)(P<0.001)。RIR和DIR的膀胱、直肠、HR-CTV的DSC均值分别为0.69、0.65、0.63和0.85、0.81、0.78(P<0.001),DIR的MDA均值分别为2.88、2.48、2.66 mm。
结论
4种方法膀胱、直肠D2cm3相近,DIR匹配优于RIR (DSC>0.8)。DIR在HT和后装剂量叠加中具一定参考价值。
半野调强照射技术在食管癌放疗中的应用探讨刘杨 丁丹红 魏胜涛 王颖颖 李定杰
中华放射肿瘤学杂志2022年 31卷 01期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20210906-00352
目的
探索基于半野剂量分布特性结合IMRT技术,实现食管癌放疗降低肺剂量的新技术。
方法
采用三维水箱测量对称野及半野的射野边缘剂量分布并比较分析。选取20例胸中下段食管癌放疗患者(处方剂量50.4~60.0 Gy),基于瓦里安Vital beam加速器和Eclipse计划系统、采用均整器(FF)和非均整器(FFF)技术对称野、半野设计(射野设置皆为前1后4方式),比较和分析靶区和危及器官各种剂量数据以及机器跳数。
结果
与对称野计划相比,半野计划能显著改善肺受量(P<0.05),其中半野FFF又稍优于半野FF模式。全肺V5Gy、V20Gy、V30Gy、Dmean在FF对称野与FFF半野分别为(49.64±5.39)%与(42.70±5.5)%、(15.99±3.93)%与(13.32±3.06)%、(9.24±2.77)%与(8.50±2.62)%、(10.45±1.76)%与(9.50±1.53)%(均P<0.05)。心脏受量对称野优于半野(P<0.05),靶区CI和HI、机器跳数、脊髓均相近(均P>0.05)。
结论
基于半野形式IMRT可以显著改善肺受量,可给临床增加一个选择的方式。
circLPAR3靶向miR-1238对食管癌细胞放射敏感性的影响袁小笋 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2022年 31卷 01期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20200919-00473
目的
探讨circLPAR3对食管癌细胞放射敏感性的影响及作用机制。
方法
收集37例食管癌患者的癌组织和癌旁组织,体外培养食管癌细胞系Eca-109、EC9706和KYSE30及食管上皮细胞HET-1A,RT-qPCR法检测组织和细胞中circLPAR3和miR-1238的表达水平。以Eca-109细胞为研究对象,转染circLPAR3 siRNA、miR-1238模拟物或共转染circLPAR3 siRNA与miR-1238抑制剂。用细胞克隆实验检测沉默circLPAR3、过表达miR-1238或同时沉默circLPAR3和miR-1238对Eca-109细胞放射敏感性的影响。4 Gy照射沉默circLPAR3、过表达miR-1238或同时沉默circLPAR3和miR-1238的Eca-109细胞,CCK-8法(A值)、流式细胞术、蛋白印迹法分别检测沉默circLPAR3、过表达miR-1238或同时沉默circLPAR3和miR-1238联合4 Gy照射对Eca-109细胞增殖、凋亡及相关蛋白CyclinD1、p21、Bcl-2和Bax表达的影响。双荧光素酶报告基因实验和RNA Pull down实验验证circLPAR3和miR-1238调控关系。
结果
与癌旁组织比较,食管癌组织中circLPAR3表达升高(P<0.05),miR-1238表达降低(P<0.05)。与HET-1A细胞比较,Eca-109、EC9706和KYSE30细胞中circLPAR3表达升高(均P<0.05),miR-1238表达降低(均P<0.05)。沉默circLPAR3、过表达miR-1238降低了Eca-109细胞存活分数(均P<0.05),放射增敏比分别为1.21、1.75。沉默circLPAR3、过表达miR-1238降低了Eca-109细胞A值、CyclinD1和Bcl-2蛋白表达(均P<0.05),而提高了Eca-109细胞凋亡率、p21和Bax蛋白表达(均P<0.05)。沉默circLPAR3、过表达miR-1238联合4 Gy照射后Eca-109细胞A值、CyclinD1和Bcl-2蛋白表达降低(均P<0.05),Eca-109细胞凋亡率、p21和Bax蛋白表达升高(均P<0.05)。circLPAR3在Eca-109细胞中靶向结合并负调控miR-1238的表达。同时沉默miR-1238、circLPAR3表达后Eca-109细胞存活分数较只沉默circLPAR3时升高,放射增敏比为0.59。沉默miR-1238逆转了沉默circLPAR3联合4 Gy照射对Eca-109细胞增殖和凋亡的影响。
结论
circLPAR3在食管癌组织和细胞系中呈高表达,沉默其表达可靶向上调miR-1238抑制食管癌Eca-109细胞增殖,促进其凋亡,并增强细胞放射敏感性。
PD-1抑制剂对心肌炎症微环境及放射性损伤影响的实验研究周开艳 刘凌枫 曹丽 王刚 赵朝芬 旷华香 胡银祥 张皓嘉 苏胜发 卢冰
中华放射肿瘤学杂志2022年 31卷 01期
DOI: 10.3760/cma.j.cn113030-20201203-00587
目的
从免疫微环境的角度初探PD-1抑制剂对小鼠心肌损伤的影响及其潜在机制。
方法
建立小鼠放射性心肌损伤(RIMI)模型,将20只C57BL/6小鼠随机分为4个组,每组5只。A组为对照组;B组为PD-1抑制剂组;C组为单纯照射组,心脏单次照射15 Gy;D组为照射+PD-1抑制剂组。照射后1个月麻醉处死小鼠,HE和Masson染色观察心肌组织形态学改变和评估心肌纤维化;流式细胞术检测心肌CD3+、CD3+CD4+、CD3+CD8淋巴细胞亚群及细胞因子(IL-4、IL-6、IL-17A、TNF-α、TGF-β1、INF-γ)水平;TUNEL检测心肌细胞凋亡率。
结果
照射后1个月,B组未见明显的心肌纤维化表现,C组和D组可见胶原纤维分布于心肌细胞间质。A、B、C、D组心肌胶原容积分数(CVF)分别为(1.97±0.36)%、(2.83±1.03)%、(5.39±0.77)%、(7.72±1.43)%,A组与B组间的CVF相似(P=0.314),其余各组间均不同(均P<0.05)。与A组比较,B、C、D组的CD3+T淋巴细胞的绝对值和百分比均增高(均P<0.01),D组高于B组和C组(均P<0.01);A、C、B、D组的CD3+CD4+T淋巴细胞的绝对值和百分比相近(均P>0.05);D组的CD3+CD8+T淋巴细胞的绝对值和百分比都高于A、B、C组(P<0.001)。D组的IL-6、IL-17A、TGF-β1水平均高于A、B、C组(均P<0.001)。A、B、C、D组的凋亡指数逐渐增加,各组间比较差异均有统计学意义(均P<0.001)。
结论
PD-1抑制剂可通过促进心肌免疫炎症反应加重RIMI。