追踪放疗领域期刊,节选医学物理技术相关文献
01、基于国产加速器URT-Linac 506c的计划复杂度分析和患者计划质量保证预测
祝鹤龄,杨波,祝起禛,等
中国医学科学院北京协和医院
目的 探讨基于国产联影URT-Linac 506c加速器的容积弧形调强放射治疗(Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT)计划复杂度参数与患者计划质量保证(Patient Specific Quality Assurance,PSQA)间的关系,并建立机器学习模型 对PSQA结果进行评估和预测。
方法 随机选取150例在URT-Linac 506c加速器上行VMAT治疗计划的患者为研究对象,在该 加速器上对所有计划进行基于机载电子射野影像系统探测器的PSQA剂量验证。对剂量验证结果进行阈值为10%、标准为 2%/2 mm的伽马通过率分析。同时对每个计划基于多叶准直器位置和跳数,提取其中的11个复杂度参数。分析复杂度参数和PSQA结果间的关系,并建立机器学习模型对PSQA结果进行预测。
结果 计划复杂度参数与PSQA结果的相关性分析表明 二者并不严格呈线性相关,但计划的复杂程度越高,PSQA通过率相对越低。梯度提升决策树(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)模型和随机森林(Random Forest,RF)模型对基于复杂度参数的PSQA结果预测水平相当,GBDT模型和RF模型的平均预测误差分别为0.55%和0.54%。由于PSQA结果分布严重不平衡,更改过权重后的模型对低通过率部分的预测能力有所提升。
结论 对于国产加速器URT-Linac 506c,这2种基于决策树结构的机器学习模型对PSQA结果的预测可提供一定的帮助,建立更精准的模型需要进一步完善采集患者的样本量。
02、EDR2胶片对扫描质子碳离子束的能量响应研究
孙威,李永强
上海市质子重离子医院
目的 研究EDR2胶片对扫描质子碳离子束的能量响应关系。
方法 同一张EDR2胶片接受扫描范围为5cm× 5cm、相同能量、9种不同剂量的均匀质子束和碳离子束照射。经冲洗扫描后,通过Image J读取2cm×2cm范围内像素平均值,通过计算将像素平均值转化为净光度(Optical Density,OD)值,获取该能量质子和碳离子拟合直线斜率,即剂量响应因子(Dose Response Factor,DRF)。比较分析不同能量的DRF,获得EDR2胶片对不同能量质子和碳离子的响应曲线。
结果 最高能(218.56MeV)和最低能(53.04 MeV)质子的DRF值分别为0.52OD/Gy和0.40 OD/Gy;最高能(424.89MeV/u)和最低能 (97.87MeV/u)碳离子的DRF值分别为0.25 OD/Gy和0.11OD/Gy。EDR2胶片对于质子和碳离子的DRF均随能量的增加而增加。
结论 使用EDR2胶片测量质子碳离子束剂量,可得EDR2胶片对能量依赖性显著。使用EDR2胶片测量不同能量质子和碳离子剂量时,可使用拟合得出的能量响应曲线进行能量响应校准,提高剂量测量准确性。
03、Catalyst光学体表监测在左侧乳腺癌ABCDIBH 放射治疗中的应用
刘剑锋,钟鹤立,张光伟,等
深圳市人民医院
目的 探讨在应用主动呼吸控制(Active Breathing Control,ABC)技术的左侧乳腺癌深吸气屏气(Deep Inspiration Breath Hold,DIBH)放疗中,使用光学体表追踪技术监测屏气的有效性和体位的重复性效果,以保证患者在放疗中吸 气方式一致和体位不变,提高放射治疗的精确性。
方法 选取应用ABC技术放疗的23例左侧乳腺癌患者为研究对象,以Catalyst进行治疗中DIBH体位监测,以分次内锥形束计算机断层扫描(Cone Beam Computed Tomography,CBCT)为参考标准,分别记录二者误差数据,应用Pearson法和Bland-Altman法分别评估两组误差的相关性和两种系统的一致性。将光学体表监测值与CBCT配准误差值之间的差值定义为Catalyst体表监测精度。
结果 Catalyst监测在左右(x轴)方向、头脚 (y轴)方向和前后(z轴)方向误差分别为(0.08±1.04)、(1.44±2.15)、(0.45±1.69)mm,CBCT配准误差分别为(0.15±1.15)、(1.51±2.28)、(0.44±1.81)mm。x轴方向和z轴方向相关系数r值分别为0.60、0.77,呈强相关;y轴方向r值为0.82,呈极强相关。二者95%CI值在x、y与z轴方向分别为[-2.01,1.86]、[-2.69,2.57]、[-2.32,2.34]mm,Catalyst监测精度在x、y、z轴方向分别为(-0.08±0.99)、(-0.06±1.34)、(0.01±1.19)mm。
结论 Catalyst可有效监测使用ABC进行治疗左侧乳腺癌患者的屏气状态,能准确且实时监测患者位置,提高治疗精确度,具有临床应用价值。
04、乳腺癌保乳术后摆位误差对放疗计划剂量的影响
钟思瑶,孙斌,徐程,等
首都医科大学附属北京潞河医院
目的 分析乳腺癌保乳术后摆位误差对治疗计划剂量的影响。
方法 选取左右保乳术后女性患者各15例为研究对象,通过移动治疗计划的治疗中心模拟摆位误差情况,分析不同摆位误差对临床靶区(Clinical Target Volume,CTV)和瘤床推量区(CTV-boost)95%体积的受量:CTV-D95和CTV-boost-D95,以及危及器官(肺V5、肺V20、健侧乳腺Dmean、左乳患者心脏Dmean)的影响。
结果 单向摆位误差在0.5cm以内时,在治疗中心偏患侧、头、腹3个方向上,CTV-D95的平均值接近原计划,危及器官受量显著减小;在治疗中心偏健侧、脚、背3个方向上,CTV-D95的平均值均显著降低,危及器官受量显著增加,其中治疗中心偏背方向剂量变化最大,但均在临床可接受范围。治疗中心同时偏向患侧、头、腹3个方向0.5cm范围内,计划剂量变化可以接受。治疗中心同时偏向健侧、脚、背3个方向0.3cm范围内,计划剂量变化可以接受;当这3个方向上的偏差同时达到0.5cm时,CTV-D95、CTV-boost-D95受量小于处方剂量的95%,肺V20受量平均值超出了要求的剂量限制,治疗实际受量不满足临床要求。
结论 本中心的摆位平均误差在X、Y、Z方向均小于0.3cm时,摆位误差导致的剂量偏差基本处于临床可接受范围。实际工作中,治疗中心同时偏向健侧、脚、背方向达到0.5cm时,应引起治疗师高度重视,可适当增加锥形束CT次数。
05、通量平滑度对食管癌放疗计划的影响
孙宇,张武,刘灏,等
皖北煤电集团总医院
目的 比较Monaco计划系统4种通量平滑度对食管癌放疗计划的影响。
方法 选取我院23例食管癌患者为研究对象,按 照计划靶区50Gy/25次的处方剂量,分别使用4种通量平滑模式(Off、Low、Medium和High)设计4组放疗计划,将处方剂量归一至95%的靶区体积后,统计各评价指标,并使用基于等效均匀剂量的参数化正常组织并发症概率(Normal Tissue Complication Probability,NTCP)模型进行评估。使用SPSS 27.0软件进行单因素方差分析,比较各组之间的差异,并使用优劣解距离法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS)进行综合评估。
结果 4组计划在靶区剂量(D98、D2、Dmean、适形度指数、均匀性指数)、危及器官剂量(双肺V30、V20、V10、V5、Dmean、NTCP;心脏V30、Dmean、NTCP;脊髓Dmax)以及计划执行时间和计划总控制点数目方面差异均无统计学意义(P>0.05),在治疗机器跳数(Monitor Units,MU)方面差异显著(P<0.05),且随着通量平滑程度增加,MU呈降低趋势。TOPSIS综合分析结果显示LOW组综合评分最高。
结论 在食管癌放疗计划设计中,4种通量平滑模式均能满足临床治疗要求,通量平滑度的提高可降低治疗MU;考虑计划整体指标的情况下,可选择Low模式达到最优的剂量结果。
06、放射治疗用kV级X射线图像引导 设备的辐射防护研究
谢士兵,王培臣,张新,张欣涛
北京市医疗器械检验研究院, 瓦里安医疗设备(中国)有限公司,中国食品药品检定研究院
随着X射线图像引导放射治疗(X-ray Image Guided Radiotherapy,X-IGRT)的广泛应用,随之而来的辐射安全也引起人们的关注。本文简要阐述了在放射治疗中使用的kV级X-IGRT设备的辐射防护标准,以及X-IGRT设备辐射防护主要考虑的几个因素,并讨论了不同成像类型应用时的具体措施。本文梳理X-IGRT设备辐射防护评价标准,解析X-IGRT设备辐射防护的要求,以期在评价X-IGRT设备辐射安全时达成一致。
07、瓦里安C系列加速器枪系统与联锁 原理分析和典型案例
张庆钊,叶裕丰,刘凌湘
广州市番禺区中心医院
瓦里安C系列高能直线加速器均采用三极(栅极控制)电子枪系统,其故障率较高、解决难度较大,多表现为剂量率不稳定甚至不能出束,报GFIL枪灯丝联锁。本研究以iX平台的代表——ClinaciX为例,结合典型案例和技术图纸阐述枪控制系统的工作原理,通过分析电源电路和枪驱动等关键模块内部和模块之间的信号处理的流程和方向,发现问题症结并处理元器件解决问题,为工程师安全高效解决C系列乃至电路集成度和数字化程度非常高、以VitalBeam为代表的新一代高端技术平台的加速器的同类问题,提供解决思路和方法借鉴。