摘要：目的研究一种改进的Demons变形配准算法,验证算法的有效性,评价配准算法的精度,并将其应用于4D-CT轮廓线的推衍。方法为加快收敛的速度和提高配准精度,将Demons算法的双向作用力进行重分配,并提出一个能量函数作为相似性测度,利用BFGS优化算法对能量函数进行优化,避免了经典算法中需指定迭代次数的缺陷。分别利用模拟形变CT图像与变形模体,分析和测量了配准算法的精度,并对该算法在4D-CT轮廓线推衍中的应用进行了评价。结果改进后的Demons算法与经典的Demons算法以及类似的变形配准算法相比,有较高的配准精度,推衍生成的轮廓线与人工勾画的轮廓线匹配程度高。结论变形配准是4D-CT中的一项关键技术,改进后的Demons算法应用于轮廓线的推衍有望大大治疗计划设计的轮廓勾画工作量,其配准精度能满足实际临床的需要。

摘要：目的:比较基于Auto-planning技术的早期鼻咽癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划和常规VMAT计划之间的剂量学差异以及计划质量。方法:回顾性分析20例早期鼻咽癌患者的临床资料,采用Pinnacle3计划系统的Auto-planning自动计划模块行VMAT自动计划设计,相应的常规VMAT计划由经验丰富的物理师完成设计,分别为aVMAT和mVMAT。对两组计划的肿瘤靶区剂量分布、危及器官剂量学、机器跳数和计划设计时间进行比较和评估。结果:两组计划靶区的剂量覆盖和适形度均满足处方要求。aVMAT组的PGTV、PTV2的剂量均匀性指数明显优于mVMAT组,但两者的适形度指数无显著差异性。此外,aVMAT计划比mVMAT计划可以更好地保护脊髓,而且在降低脑干的受照剂量亦具有优势。与mVMAT组相比,aVMAT组的平均机器跳数MU减少6.83%,平均计划设计时间减少14.50%。结论:对于早期鼻咽癌,基于Auto-planning技术所产生的自动VMAT计划,比常规VMAT计划具有更佳的靶区剂量分布,且更好地降低正常组织的剂量,同时具有更高的优化效率和计划执行效率。

摘要：目的放射治疗已成为鼻咽癌最主要的治疗方法,选择何种放射治疗技术以及如何提高放射治疗计划的质量是现在研究的重点。本研究探讨早期鼻咽癌手动容积旋转调强放射治疗(manual volumetric modulated arc therapy,mVMAT)计划和自动调强放射治疗(automatic modulated radiation therapy,aIMRT)计划之间的剂量学差异,评估2种计划质量。方法选取2017-01-01-2018-12-31广州医科大学附属肿瘤医院收治的15例早期鼻咽癌患者。采用Pinnacle3计划系统对每位患者分别进行aIMRT计划和mVMAT计划的设计,统一给予计划肿瘤靶区(planning gross target volume,PGTV)处方剂量70Gy/32次,采用配对t检验和非参数秩和检验进行统计分析。分别对肿瘤靶区剂量分布、均匀性指数(homogeneity index,HI)、适形性指数(conformal index,CI)、危及器官的受照剂量、机器跳数和计划设计时间进行评估。结果 2种计划均能满足临床处方剂量要求。2种计划PGTV的HI(t=-0.86,P>0.05)和CI(t=0.71,P>0.05)差异无统计学意义,平均剂量(Dmean)差异有统计学意义,t=2.42,P=0.03;PTV2的HI(t=0.79,P>0.05)和CI(t=-0.56,P>0.05)差异无统计学意义。2种计划脊髓的受照剂量差异有统计学意义,t=7.22,P<0.01;aIMRT计划中脊髓平均剂量减少了约8.00%。同时aIMRT计划对降低脑干、视神经、视交叉等危及器官的受照剂量亦具有一定的优势。mVMAT计划中机器跳数少于aIMRT计划(t=-6.17,P<0.01),平均机器跳数减少了约15.18%;但是,mVMAT计划设计时间大于aIMRT计划(t=25.29,P<0.01),平均设计时间增加了约217.78%。结论相比手动VMAT计划,自动IMRT计划对早期鼻咽癌具有同等或相似的靶区适形度及剂量分布均匀性,降低危及器官的受照剂量,显著减少计划设计时间。自动IMRT计划具有临床可行性和有效性,可为早期鼻咽癌IMRT技术的选择提供数据参考与指导。

摘要：目的:应用蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)算法探讨电子线挡块对输出因子的影响。方法:针对西门子Primus直线加速器的10 cm×10 cm限光筒,先在此限光筒内设计8个边长为2 cm^9 cm的方野,采用MC算法分别模拟计算它们在6MeV、9 MeV和12 MeV下的输出因子,然后再设计13个不同大小的矩形野,同样采用MC算法计算它们的输出因子,并与采用公式OUF(X,Y)=[OUF(X,X)·OUF(Y,Y)]1/2得到的输出因子进行比较。最后,将3 cm×5 cm和4 cm×8 cm两个矩形野的中心分别向左移动4个位置,观察射野中心的位置变化对输出因子的影响。结果:采用上述公式计算矩形野的输出因子能较好地吻合采用MC算法得到的输出因子,两者的差距不超过1.3%。3 cm×5 cm和4 cm×8 cm两个矩形野的中心位置变化对剂量分布影响不大,输出因子差距不超过1.4%。结论:任意大小的矩形野的输出因子均可采用此公式计算得到,前提是须测量较详细的方野的输出因子。电子线射野中心的位置对剂量分布的影响不大。

摘要：目的:采用成都仿真人体盆腔模型及LIF(***.P)热释光剂量计(TLD)验证宫颈癌腔内后装治疗三维剂量分布的可行性.方法:根据临床腔内后装放射治疗模拟计划方案,在仿真人体盆腔模型内设置参考点(孔),把TLD元件放入仿真人体盆腔模型测试孔内,用MicroSelectronHDR后装治疗机按模拟计划设计进行腔内照射,FJ427A1热释光剂量仪对受照后TLD元件进行重复测量,比较计算值和测量值的差异.结果:本次采用的TLD元件剂量线性好,A,B,F点、膀胱和直肠剂量参考点实测剂量与3DVTPS计算值符合较好,其平均误差在±5.16%.结论:TLD实测剂量能较好的反应患者的实际受照剂量,对预测放疗副作用、优化放疗计划、提高疗效有重要价值.

摘要：通常前列腺癌靶区勾画及放疗计划设计都是在CT图像上进行，而MRI能够多平面成像，且T2加权图像有很好的软组织分辨率，能较CT提供更多的前列腺内部结构信息以及更好的确定前列腺边界、肿瘤的范围，可以观察前列腺被膜有无破坏、突破以及精囊是否受侵，以上特点使得MRI在前列腺癌放射治疗靶区勾画中有着重要的作用。

摘要：目的探索肺癌调强放射治疗计划设计中等效均匀剂量优化法在关键器官保护方面的应用价值。方法选取11例接受调强放射治疗的肺癌患者,分别根据两种优化方法设计放疗计划:剂量-体积优化的调强计划(DV-Plan):靶区及关键器官包括全肺、脊髓、食管和心脏均采用剂量或剂量-体积的物理目标函数进行优化和计算;等效均匀剂量优化的计划(EUD-Plan):靶区约束条件均不变,关键器官目标函数改为等效均匀剂量约束。分别通过剂量学和生物学参数评价和比较两种放疗计划。结果两种治疗计划的靶区剂量分布及肿瘤控制概率差异无统计学意义,而EUD-Plan靶区适形度更优(0.68±0.08 vs 0.65±0.08,P<0.05),除食管V55及心脏V30外,其余所有关键器官剂量参数及正常组织并发症概率均有不同程度的降低(P<0.05),其中,肺平均剂量、脊髓最大剂量、食管平均剂量分别降低1.44 Gy(P=0.000)、4.34 Gy(P=0.001)、3.51 Gy(P=0.000);正常组织并发症概率降低6%(P=0.002)。结论等效均匀剂量优化法能够降低关键器官特别是正常肺和脊髓的受照剂量,为进一步提高肺癌靶区剂量、提高肿瘤控制率和降低正常组织并发症提供可能。

摘要：目的研究鼻咽癌常规放疗和调强放疗(IMRT)受照剂量的差异.方法用放疗计划系统分别进行鼻咽癌常规放疗和调强放疗计划设计,计算肿瘤量70 Gy时正常组织受照剂量-体积直方图和所需照射的总跳数.用X射线能量为6MV的加速器实施放疗计划.根据方野散射线和漏射线剂量率的测量值和总跳数,估算射野外不同距离正常组织所受辐射剂量.结果调强放疗射野内正常组织受照剂量低于28 Gy的体积是常规放疗的1.43～1.81倍,而高于35 Gy时,受照体积仅为常规放疗的0.73～0.30倍;射野外正常组织所受散射线和漏射线照射剂量的估计值约为常规放疗的2倍.结论鼻咽癌常规放疗与调强放疗相比,正常组织受照剂量和受照体积具有成倍差异,调强放疗漏射线和散射线是常规骀放疗的2倍.

摘要：功能成像在现在的放疗计划设计中具有十分重要的作用,在放疗中如何利用肺通气和灌注信息更好的保护肺功能已经引起了越来越多的关注。本文概述了一些用来评价肺通气和灌注水平的技术,包括单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、正电子发射计算机断层扫描(PET)、磁共振成像(MRI)及计算机断层显像(CT)。这些技术都可以应用到肺癌患者的放疗计划设计中,在给予肿瘤足够治疗剂量的同时更好的保护具有正常功能的肺组织。文中分别对各种评价技术的临床应用方法进行了介绍。这些技术都具有各自不同的特点,其中4D-CT的发展最具前景,因此文中特别概述了在4D-CT中利用变形图像配准产生三维通气图像的技术。各种肺功能成像在图像引导放疗中的临床应用也在文中进行了概述。在所有肺功能成像技术中,4-D CT操作简便,空间分辨率高,因此具有更加广泛的应用价值。

摘要：背景:目前还没有国产的四维计算机断层图像(4D-CT)机,而进口4D-CT系统要求在图像采集过程中监测呼吸信号,因此4D-CT重建只局限于特定少数品牌的进口CT机。另外,呼吸监测装置及4D-CT重建软件价格高昂,限制了这一先进技术在国内的普及应用。目的:克服现有4D-CT重建系统的缺陷,在普通多螺旋CT上实现4D-CT重建。方法:采用VC++程序设计语言和VTK工具包,开发4D-CT图像重建软件系统。对自由呼吸的患者进行多床位电影模式(Cine模式)扫描,每个床位Cine扫描持续时间约为患者的1个呼吸周期加1s(4～6s),在这期间每排CT探测器重建出8～15幅不同时刻(相位)的CT图像。结果与结论:根据体表轮廓和肺组织的体积变化确定CT图像在呼吸周期中的相位,并按相位不同对所有CT图像进行分组,得到一个完整的呼吸周期中多个相位的CT系列,再分别对各相CT图像序列进行三维(3D)重建,即得到了随时间变化的4D-CT系列,它不但明显地消除了运动伪影,而且反映了胸部和腹部脏器随呼吸运动变化的规律。提示基于体表轮廓和肺体积的周期性变化,能在普通螺旋CT上实现4D-CT重建,其重建过程不依赖于外在的呼吸监测装置、不受CT机本身的软硬件限制,具有普遍适用性。