摘要：目的针对调强放疗(IMRT)计划大量耗费人工及计划质量高度依赖物理师临床经验且差异较大等问题,探讨一种可实现无监督调强放疗自动计划的方案。方法采用Varian Eclipse 15.6治疗计划系统(TPS)自带的脚本应用程序接口(ESAPI)和优化参数树搜索算法(OPTSA)模拟,实现整个计划设计过程。通过ESAPI进行交互,自动输入输出相关参数;利用OPTSA对靶区和危及器官(OAR)的剂量学参数进行评估,并迭代调整优化目标参数来逐步改善,最终获得满足临床需求的IMRT计划。为验证自动计划的有效性,从临床数据库中选取20例既往已完成治疗的直肠癌病例,比较基于OPTSA算法的自动计划和临床人工计划在剂量分布和特定剂量学参数上的差异。结果所有的自动计划均满足临床要求。90%的自动计划质量超过既往人工计划,10%的自动计划则与人工计划质量基本一致。PTV平均适形指数(CI)在自动计划和人工计划中分别为0.88和0.80。与人工计划相比,自动计划OAR剂量学指标平均降低11%。自动计划和人工计划平均运行时间分别为(28.15±3.61)和(36.7±4.6)min。结论利用ESAPI所创建的OPTSA自动计划质量不劣于人工计划。在保证计划质量和一致性的情况下,OPTSA自动计划可缩短计划设计中所耗费的人力时间。

摘要：CT模拟定位在放疗中提供原始坐标定位和复位等功能,为放疗提供影像与坐标信息。通过电子密度标定,校正组织不均匀性,为放疗计划系统剂量计算提供支持。本文结合相关国家标准、国际指南、CT模拟定位机临床功能与本中心实践经验,提出一套适用于放疗大孔径CT模拟定位机验收与服役测试方案。可指导和协助新开科室进行较为全面、安全且可行的验收服役测试流程,内容包括CT模拟定位机的机械、图像质量、辐射剂量、放疗相关项及安全性5个方面检测项目的参考方法和容差标准,用以保证模拟定位过程的安全性及精确性,使患者生存获益。

摘要：目的：基于经验放疗（ KBRT ）可缩小并改善因经验导致的物理师间计划水平差异。方法以直肠癌术前计划为例，用美国瓦里安Rapid Plan训练DVH预测模型，并将其初步应用于半自动计划设计。选取80例优质VMAT计划导入Rapid Plan模型训练库，将其结构分别匹配库中对应标签代码，确认处方后进行训练。检查残差散点图、回归曲线、OAR几何分布盒子图、野内区DVH分布图、训练日志文件等，排除误配后，检查原计划以排除离群值和强影响值，或增加相应计划再训练。利用模型进行10例KBRT计划设计并与临床计划比较。结果股骨头和膀胱的主分量平均拟合优度，模型DVH分别为0.999415／1．0和0.999963／1．0，GED分别为0.999651／1．0和0.999945／1．0， CD、SR值超限分别有11、4例，经排查计划均保留以使模型更具代表性。对10例KBRT计划，PGTV、PTV的HI值显著优于原计划（P＝0.00、0.04），股骨头、膀胱D50％及Dmean均显著小于原计划（P＝0.042、0.000、0.005）。结论利用Rapid Plan完成了直肠癌术前病例的KBRT模型训练，初步应用结果满足临床要求。

摘要：目的 比较早期乳腺癌保乳术后仰卧位与俯卧位调强治疗计划靶区和危及器官的剂量学差异.方法 选取15例接受保乳术后放疗的大乳腺及乳腺下垂的左侧乳腺癌患者,分别进行仰卧位及俯卧位CT定位扫描,利用相同优化条件分别进行切线2野调强治疗计划设计.比较2种不同体位计划的靶区剂量分布、心脏、左肺及右侧乳腺受照剂量和体积,以及机器跳数的差异.结果 俯卧位调强计划适形度指数（CI）优于仰卧位计划（0.79±0.05 vs.0.72 ±0.04,W=138,P＜0.01）,均匀性指数（HI）也优于仰卧位计划（1.09 ±0.01 vs.1.12±0.02,t=-4.7,P＜0.01）.俯卧位计划靶区接受95％处方剂量照射的百分体积（V95％）、最小剂量（Dmin）大于仰卧位计划（t=7.1、6.4,P＜0.01）,平均剂量（Dmean）大于仰卧位计划（W=153,P＜0.01）,最大剂量（Dmax）小于仰卧位计划（t=-3.6,P＜0.01）.仰卧位计划的右乳接受5 Gy照射的百分体积（V5）小于俯卧位计划（W=160,P＜0.01）,心脏接受30 Gy照射的百分体积（V30）大于俯卧位计划（t=5.4,P＜0.01）,心脏平均剂量（Dmean）、左肺接受20和5 Gy照射的百分体积（V20、V5）明显大于俯卧位计划（W=133、120、120,P＜0.01）.机器跳数间差异无统计学意义.结论 对于大乳腺及乳腺下垂乳腺癌患者,保乳术后俯卧位调强计划与仰卧位调强计划相比,靶区剂量分布更均匀,心、肺受照射剂量和体积明显减少.

摘要：目的 比较早期乳腺癌保乳术后切线2野动态调强与非共面多野调强放疗治疗靶区和危及器官的剂量学差异.方法 选取40例接受保乳术后放疗的左侧乳腺癌患者,在同一患者CT影像上,利用相同优化条件分别进行切线2野和非共面3、4、5野4种调强治疗计划设计.比较4种计划的靶区剂量分布、心脏、左肺及右侧乳腺受照剂量和体积,以及机器跳数的差异.结果 非共面4、5野调强计划适形度指数（CI）和均匀性指数（HI）均优于切线2野调强计划（P＜0.05）,临床靶区（PTV）最大剂量（Dmax）小于2野调强计划（P＜0.05）,PTV最小剂量（Dmin）大于2野调强计划（P＜0.05）.3野与2野计划间无明显差异.4种计划的右乳接受5 Gy照射的百分体积（V5）、心脏接受30 Gy照射的百分体积（V30）及平均剂量（Dmean）、左肺接受20和5 Gy照射的百分体积（V20、V5）、平均剂量（Dmean）无明显差异,而机器跳数间差异有统计学意义（F =25.63,P＜0.05）,2野调强跳数最少,5野最多.结论 保乳术后非共面4、5野调强计划与切线2野调强计划相比,靶区剂量分布更好,不明显增加正常组织、器官的受照射剂量,但机器跳数明显增加.

摘要：目的设计一种联合深度学习剂量预测和参数迭代优化算法的容积调强放射治疗(VMAT)全自动计划方法。方法选取2018年6月至2021年1月北京大学肿瘤医院既往165例直肠癌患者的VMAT计划开展研究,其中145例用于训练和验证深度学习模型,该模型用于预测危及器官的剂量,20例用于研究比对自动计划和人工计划的质量。该方法从危及器官的预测剂量分布中提取关键的剂量体积直方图(DVH)值作为初始优化参数(IOPs),利用治疗计划系统可编程接口自动创建VMAT计划,通过设计迭代优化算法自动调节优化参数(OPs)。结果剂量预测模型训练后能有效预测出20例测试计划危及器官的关键DVH值,与参考值相比差异均无统计学意义(P>0.05)。20例VMAT自动计划均能满足临床处方剂量要求,对于PTV和PGTV的适形性指数(CI),人工计划与自动计划比较差异均无统计学意义(P>0.05);而PGTV的D1和均匀性指数(HI),自动计划均高于人工计划,分别为0.6 Gy和0.01,两者比较差异均有统计学意义(t=-7.05、-6.92,P<0.05)。自动计划比人工计划的膀胱平均V_(30)下降2.7%(t=3.37,P<0.05),股骨头和危及器官辅助结构(Avoidance)的平均V_(20)分别下降8.37%和15.95%(t=5.65、11.24,P<0.05),并且膀胱、股骨头、Avoidance的平均剂量分别降低了1.91、4.01和3.88 Gy(t=9.29、2.80、10.23,P<0.05)。测试的20例直肠癌患者病例的自动计划平均时间为(71.82±25.48)min。结论本研究利用直肠癌病例验证了一种联合剂量预测和参数迭代优化算法的VMAT自动计划方法的可行性。相比于人工计划,VMAT自动计划无需人工干预,在提高计划设计效率、计划质量和临床资源利用率等方面有很大的应用潜力。

摘要：目的 比较快速旋转调强（RapidArc）与固定射野动态调强（dIMRT）两种调强放疗技术在中心型肺癌治疗计划中的剂量学差异.方法 利用瓦里安（Varian）计划系统（Eclipse 8.6）随机选取10例已行dIMRT治疗的中心型肺癌患者,采用容积调强（volumetric modulated are therapy,VMAT）治疗技术设计RapidArc调强放疗计划.在满足靶区处方剂量要求（95%体积的PTV达到66 Gy）的情况下,通过剂量体积直方图DVH评价和比较两种类型治疗计划的PTV最大剂量Dmax、最小剂量Dmin和平均剂量Dmean以及适形指数CI,危及器官的脊髓最大剂量Dmax,双肺的V5、V10、V20、V30,心脏V30,食管V50、V60和平均剂量Dmean,并比较两种治疗计划的总机器跳数（MU）和治疗时间.结果 在中心型肺癌治疗计划中,与dIMRT相比较,RapidArc靶区的Dmax、Dmin和Dmean略有升高,但统计学差异无意义（P＞0.05）,适形指数CI优于dIMRT,且差异具有统计学意义（t=-4.968,P=0.001）.双肺的V5、V10有所上升,V20、V30有所下降;心脏V30受照射体积也有不同程度降低,差异均具有统计学意义.RapidArc总MU减少32%,治疗时间为dIMRT的1/3.结论 两种治疗技术所设计的治疗计划剂量分布均能满足临床治疗需要.RapidArc靶区适形度更高,实际治疗时间明显缩短,同时MU的降低减少了治疗区域正常组织的不必要照射.

摘要：目的比较早期乳腺癌保乳术后固定野动态调强与容积调强放疗治疗靶区和危及器官的剂量学差异。方法20例左侧乳腺癌患者（均女性，24～75岁）保乳术后接受放疗，在同一患者CT影像上分别进行2野共面动态调强和容积调强（RapidArc）两种治疗计划设计。在剂量一体积直方图中读取两种计划的靶区剂量分布参数，心脏、双侧肺及对侧乳腺受照剂量和体积，对各参数的均数进行比较；并比较两者平均机器跳数和平均治疗时间的差异。结果RapidArc较IMRT计划CTVV95％增加了0．65％（t=5．16，P=0．001），V105%下降了10．96％（t=-2．05，P=0．055），V110％下降了1．48％（t=-1．33，P=0．197）。RapidArc计划的适形指数（CI）和均匀性指数（HI）均优于IMRT治疗计划，分别为0．88±0．02V80．74±0．03（t=18．54，P〈0．001），1．11±0．01V81．12±0．02（t=-2．44，P=0．025）。两种计划中左肺V20和Dmax比较差异无统计学意义，但在RapidArc计划中V10、V5、Dmin、Dmax。明显增高，V5增高了接近30％。心脏V30和Dmax在两计划中无明显差异，而RapidArc计划的V10增加了18％，V5增加50％。RapidArc计划的右乳V5和右肺V5较IMRT分别增加了9．33％（t=9．31，P〈0．001）和3．04％（t=5．64，P〈0．001）。RapidArc和IMRT平均机器跳数分别是608和437MU（t=10．86，P〈0．001），平均治疗时间111．3和103．6s（t=3．57，P=0．002）。结论早期乳腺癌保乳术后全乳腺RapidArc放疗与2野动态调强放疗相比，能明显改善靶区剂量分布均匀性。对于危及器官，高剂量区两种治疗计划之间无明显差异，低剂量区RapidArc的照射范围明显增加。与2野动态调强相比，RapidArc放疗机器跳数增加，治疗时间延长。

摘要：目的 比较快速旋转调强与固定野动态调强放疗技术在局部进展期鼻咽癌治疗中的剂量学差异.方法 选取10例局部进展期鼻咽癌患者,采用两种治疗技术设计同步推量调强放疗计划.在满足95%计划靶体积达60 Gy情况下,比较两种计划的剂量体积直方图、靶区和危及器官剂量、机器跳数、治疗时间.结果 快速旋转调强与固定野动态调强放疗计划在局部进展期鼻咽癌治疗剂量学上无差异.快速旋转调强计划比固定野动态调强放疗技术的靶区平均剂量略升高,最大、最小剂量无差异,脑干、下颌骨及整个治疗区域正常组织受量降低,腮腺、视神经、晶体等危及器官剂量无差异.快速旋转调强计划比固定野动态调强放疗计划的总机器跳数平均减少了57%（589.5 MU：1381.0 MU）,每次治疗时间平均减少了70%（2.33 min：7.82 min）.结论 两种放疗技术的治疗计划剂量分布基本一致,均能满足临床治疗需要.快速旋转调强放疗每次治疗时间明显缩短,其总机器跳数的降低减少了正常组织受照剂量.

摘要：目的 从计算和测量层面评价MimMaestro最优自动勾画结果导致OAR受量误差.方法 利用240例鼻咽癌、乳腺癌和直肠癌数据建立Mim模板库完成76例相应部位CT数据OAR自动勾画,并从中各选出1例与原手工勾画结构最接近的“最优”病例.评价依据包括CI、适形均距（MDC）、体积差（Dv％）、相似系数（DICE）、敏感指数（***）、包容指数（***）.基于自动勾画的OAR分别设计放疗计划使其表观DVH满足临床需求,然后评价该计划在计算与测量层面导致真实OAR受量的误差.配对t检验（正态分布）或秩和检验（非正态分布）差异.结果 76例自动分割与人工勾画结果不同（P＜0.05）,其中最优病例各器官DICE值为0.43～0.98,DICE＞0.70的占73％ （16/22）.由此导致OAR受量误差的理论值为（-1.15± 15.94）％,95％ CI为-8.21％～5.92％（平均剂量）和（-6.53±21.13）％,95％ CI为-15.90％ ～2.84％（最大点剂量）;实测值为（-2.43±24.52）％,95％ CI为-13.30％ ～8.44％（平均剂量）和（-3.38±20.87）％,95％ CI为-12.63％ ～5.87％（最大点剂量）.结论 在缺乏人工干预情况下,即使基于最优自动分割结果的放疗计划也无法直接满足临床需求.