射线能量和均整特性对宫颈癌容积旋转调强计划质量的影响

引言
IMRT 技术(包括容积旋转调强)是目前肿瘤放射的主流技术。IMRT 技术是通过增大射线入射角度范围,增加子野数量、改变子野形状,调节剂量率大小来实现剂量分布的调制,实现靶区剂量较高的覆盖率和较好的适形度及均匀性,更好地保护危及器官和正常组织,有效地提高肿瘤控制率、降低放疗副反应。与常规放疗技术和三维适形放疗相比,IMRT 技术对剂量分布的调制能力大大增强,降低了对射线能量大小和射线平坦度、均整性的要求,15MV 或更高能量的X 射线在IMRT 技术应用中不具优势。非均整模式X 射线不具平坦性、均整性,但具有射线利用率高、剂量率高、散射和漏射少等优点[1-3],能提高放疗的效率和放射生物学效应。非均整模式X 射线在IMRT 技术应用中有诸多优势,尤其在立体定向放疗中更体现独特的优势。非均整模式X 射线的剂量学特性复杂,其临床应用的研究是目前放疗学科的研究热点。目前,市场销售的医用直线加速器主要提供6 MV、6 FFF、10 MV、10 FFF 四种能量模式的X 射线,这四种模式的X 射线适合大部分肿瘤的放射。本研究分析、比较6 MV、6 FFF、10 MV、10 FFF 四种模式下宫颈癌容积旋转调强计划剂量学差异,评估X 射线能量和均整性对计划质量的影响,给临床应用提供参考。1  材料与方法
1.1 病例选择
随机选取2018年3至12月在我院放疗科收治的宫颈癌患者15例,年龄38~67岁,中位年龄55岁。按FIGO 分期标准,患者分期为:ⅡB ~ⅣA 期,需体外放疗加腔内近距离后装放疗的根治性放疗。
1.2 靶区勾画
由经验丰富的高级职称医师根据国际相关指南,勾画临床靶区CTV 和淋巴结肿瘤靶区GTVnd。临床靶区CTV 外扩6~8mm,得到计划靶区PTV45;淋巴结肿瘤靶区GTVnd 外扩6~8mm,得到淋巴结计划靶区PTV60。靶区处方剂量为PTV60 60Gy/25F,PTV45 45Gy/25F。原发肿瘤GTV 通过腔内近距离后装放疗推量。
1.3 射线特性
医科达Versa HD 医用直线加速器,Agility 机头配备80对多叶准直器(MLC),每片叶片在等中心位置的投影宽度为5mm,每片叶片的最大速度6.5cm/s。加速器配备四种能量模式X 射线:均整X 射线6 MV 和10 MV(简称6 FF 和10 FF)和非均整X 射线6 FFF、10 FFF。四种射线6 MV、10 MV、6 FFF、10FFF 的剂量率连续可变,最大剂量率分别为:600、600、1400、2200 MU/min。四种射线6 MV、6 FFF 和10 MV、10FFF 的射线质指数PDD 20/10(10cm×10cm 照射野下测量)分别为:0.57、0.57、0.61、0.60。射线6 MV 与6 FFF,10 MV 与10FFF 中心轴的能谱差异很小。
麦克斯韦方程组1.4 计划设计
使用医科达Versa HD 医用直线加速器,应用Monaco 5.11计划系统,采用蒙特卡洛算法,以相同的计划参数设置、相同的优化函数设置,每位患者分别用四种能量模式设计VMAT 计划。计划设置的参数是:单弧顺时针旋转360°,准直器角度为0°,最大控制点150。蒙特卡洛算法的统计不确定度为每个控制点3%,计算网格3mm。
溧阳市文化小学1.5 评估方法
所有计划采用剂量体积直方图DVH 进行评估。统计、
射线能量和均整特性对宫颈癌容积旋转
调强计划质量的影响
苏世达,覃  文,张大伟,张  伟,韦珍珍,叶为镪
(广西医科大学第一附属医院放疗科  广西  南宁  530021)
【摘要】目的:探讨X 射线能量和均整特性对宫颈癌容积旋转调强计划质量的影响。方法:回顾性选取15例宫颈癌患者,给所有患者分别使用4种能量模式(6 MV、10 MV、6 FFF、10 FFF),以相同的计划参数设置、相同的优化函数设置,设计4组容积旋转调强计划。比较4组不同能量模式计划的计
量学差异,分析能量和均整特性对宫颈癌容积旋转调强计划质量的影响。结果:6 MV 与10 MV 计划的靶区剂量、危机器官受量、剂量分布的均匀性和适形性等参数的统计结果差异微小。与6 MV 计划相比,10 MV 计划的正常组织NT 的V 2Gy 、V 1Gy 分别减少了1.2%、2.7%。均整模式计划的靶区剂量参数统计结果略优于非均整模式计划。四组计划的脊髓、直肠、膀胱、肾所接受的剂量和照射体积统计结果差异不大,差异无统计学意义(P >0.05)。与均整模式计划相比,非均整模式计划的股骨头平均剂量Dmean 降低1.2~1.7Gy,剂量体积V 30Gy 降低3.3%~4.7%,差异有统计学意义(P <0.05)。6 FFF 计划的正常组织NT 接受的平均剂量D mean 和低剂量照射体积V 比6 MV 计划略小。10 FFF 计划正常组织接受的平均剂量D mean 和低剂量照射体积V 比10 MV 计划略小(除V 1Gy 、V 2Gy 、V 3Gy 外); 6 FFF 计划比6 MV 计划的机器跳数高27.2%,10 FFF 计划比10 MV 计划的机器跳数高44.2%;6 FFF 计划比6 MV 计划的执行时间长2.6秒,10 FFF 计划比10 MV 计划的执行时间长3.9秒。四组计划的执行时间差异不大,差异无统计学意义(P >0.05)。结论:6 MV 与10 MV 两种能量对计划质量的影响差异微小,6 MV 能量射线的计划能满足临床要求;均整模式计划在靶区覆盖率和均匀度上比非均整模式有微弱优势,但非均整模式计划保护股骨头有一定优势;高能量射线、非均整模式射线可以降低正常组织低剂量照射体积。【关键词】射线能量;均整特性;容积旋转调强;宫颈癌
【中图分类号】R730.55            【文献标识码】A          【文章编号】2096-3807(2019)14-0180-04
比较四组不同能量模式计划的参数:靶区覆盖率(target coverage,TC)、平均剂量D mean 、最大剂量D max 、适形度指数CI、均匀度指数HI ;危机器官OARs、正常组织 (normal tissue, NT)的相关参数;机器跳数MU、计划执行时间(delivery time, DT)。
正常组织定义为Body 减去靶区和危机器OAR 官剩下的体积。
适形度指数CI 定义为[4]:CI=(PTV 100%/PTV)×(PTV 100%/V 100%),其中PTV 为计划靶区体积,PTV 100%为100%的处方剂量所覆盖PTV 的体积,V 100%为100%的处方剂量所包含的体积。CI 介于0~1,越接近于1,表示靶区的适形性越好。
均匀度指数HI,依据ICRU83号报告[5],定义为:HI=(D 2%-D 98%)/D 50%,其中D 2%是2%靶区体积接受的剂量,D 98%是98%靶区体积所接受的剂量,D 50%是50%靶区体积所接受的剂量。HI 值越接近于0,说明靶区剂量的分布越均匀。
1.6 统计学分析
通过SPSS19.0软件对数据进行统计学处理,数据用均数±标准差表示,均数之间的比较采用配对t 检验。P <0.05为差异有统计学意义。2  结果
2.1 靶区剂量
四组计划的靶区剂量参数统计数据见表1。四种能量
模式下,所有计划均能达到临床对靶区的覆盖要求。6 MV 与10 MV 两组计划的靶区覆盖率、平均剂量、最大剂量及适形度指数、均匀度指数五个参数的统计结果差异微小,说明6 M V 与10 M V 这两种能量对靶区的剂量学影响差异不大。比较6 MV 与6 FFF 计划、10 MV 与10 FFF 计划,均整模式计划的靶区PTV60、PTV45剂量学参数统计结果略优于非均整模式计划(除靶区PTV45的适形度指数CI 外)。一例患者四种不同能量模式VMAT 计划DVH 图比较,见图1。
图1  四种不同能量模式VMAT 计划DVH 图示例
表1  四组不同能量模式宫颈癌VMAT 计划的靶区剂量学比较
靶区参数6MV 6FFF 10MV 10FFF P 1P 2P 3PTV60
TC/%99.55±0.4799.45±0.5499.60±0.5299.35±0.580.1030.4180.012D mean /Gy 62.56±0.2162.61±0.2362.57±0.2062.63±0.250.3160.870.109D max /Gy 64.99±0.6665.28±0.6464.95±0.6165.53±0.860.0270.7790.002CI 0.526±0.0990.512±0.0950.521±0.0970.493±0.1000.0230.4180.002HI
0.050±0.0080.054±0.0080.048±0.0080.056±0.0100.0160.3190.001PTV45
TC/%99.67±0.3799.50±0.4099.61±0.4399.12±0.660.0230.1480.012D mean /Gy 49.76±1.5549.89±1.5449.83±1.5349.96±1.560.0120.0820.069D max /Gy 64.99±0.6665.28±0.6464.95±0.6165.53±0.860.0270.7790.002CI 0.725±0.0440.733±0.0460.721±0.0480.733±0.0450.0540.4420.036HI
0.341±0.035
0.344±0.033
0.341±0.033
0.350±0.032
0.009
0.459
0.008
P 1、P 2、P 3分别为6MV 与6FFF、6MV 与10MV、10MV 与10FFF 能量计划配对t 检验的P 值。
表2  四组不同能量模式宫颈癌VMAT 计划的危机器官剂量学比较
靶区参数6MV 6FFF 10MV 10FFF P 1P 2P 3脊髓D max /Gy 30.72±12.9631.23±11.4830.67±12.0931.25±11.350.3480.9140.253直肠D mean /Gy 45.56±1.0145.57±1.0345.68±1.0245.56±1.040.9100.2500.220V 45Gy /%76.5±9.373.4±13.077.4±9.274.3±11.60.2580.3370.039膀胱D mean /Gy 43.98±1.6544.02±1.6443.95±1.5544.20±1.530.6600.7240.044V 45Gy /%54.2±9.555.0±10.554.0±10.455.3±10.80.4150.7230.249左股骨头D mean /Gy 23.04±3.4521.72±3.6123.40±4.2022.25±4.010.0010.3730.019V 30Gy (%)36.9±13.032.2±12.436.9±12.834.4±12.30.0000.9950.005右股骨头D mean /Gy 23.04±4.0121.48±
3.3823.51±4.4921.75±3.230.0000.1700.004V 30Gy /%28.3±9.625.0±7.329.0±14.525.6±6.40.0420.1100.046左肾D mean /Gy 12.50±1.9211.90±2.1112.22±1.8311.72±1.940.0670.0510.291右肾
D mean /Gy
12.68±2.64
12.34±2.65
12.36±2.52
11.90±2.64
0.045
0.046
重返时间之旅0.074
P 1、P 2、P 3分别为6MV 与6FFF、6MV 与10MV、10MV 与10FFF 能量计划配对t 检验的P
值。
2.2 危机器官剂量
各危机器官剂量参数的统计数据见表2。由表2可知,四组计划的脊髓、直肠、膀胱、肾所接受的剂量和照射体积统计结果差异不大,差异无统计学意义(P >0.05)。比较6 MV 与6 FFF 计划、10 MV 与10 FFF 计划,非均整模式计划的股骨头平均剂量D mean 比均整模式低1.2~1.7Gy,剂量体积V 30Gy 比均整模式低3.3%~4.7%,差异有统计学意义(P <0.05)。
2.3 正常组织剂量
正常组织的平均剂量及低剂量照射体积统计数据见表3。由表3可知,高能量计划的平均剂量D mean 和低剂量照射体积V 都比低能量计划略小。与6 MV 计划相比,10 MV 计划的V 2Gy 、V 1Gy 分别减少了1.2%、2.7%。非均整模式与均整模式计划之间的比较:与6 MV 计划比较,6 FFF 计划的平均剂量D mean 和低剂量照射体积V 略小;与10 MV 计划比较,10 FFF 计划的平均剂量D mean 和低剂量照射体积V 略小(除V 1Gy 、V 2Gy 、V 3Gy 外)。
2.4 机器跳数和执行时间
四组计划的机器跳数MU 和执行时间DT 见表4。机器跳数MU,非均整模式比均整模式高。6 FFF 计划比6 MV 计划的机器跳数高27.2%,10 FFF 计划比10 MV 计划的机器跳数高44.2%。6 FFF 计划比6 MV 计划的执行时间长2.6秒,10 FFF 计划比10 MV 计划的执行时间长3.9秒。四组计划的执行时间差异不大,差异无统计学意义(P >0.05)。3  讨论
常规放疗和三维适形放疗技术,在深部肿瘤的中,特别是腹部、盆腔肿瘤,选用高能量光子线对计划质量的提升有明显的优势[6]。高能量光子线有更强的穿透力,使靶区覆盖更好,剂量分布更均匀。高能光子线还有更宽的建成区,使正常组织低剂量照射体积更小。因此,对于常规放疗和三维适形放疗技术,高能光子线对深部肿瘤有一定的优势。IMRT 和VMAT 技术增加射线入射角度的范围,增加照射野的子野数量,提升射线对计划剂量分布的调制能力,减少了射线能量大小因素对计划质量的影响[7]。本研究结果表明,6 MV 与10 MV 两组不同能量计划的靶区和危机器官剂量学参数统计结果差异微小,无显著差异;对于保护正常组织NT,10 MV 计划有微弱的优势,10 MV 计划组的正常组织接受的平均剂量和低剂量照射体积略小于6 MV 计划组,差异有统计学意义(P <0.05)。文献[8-9]研究射线能量对深部肿瘤调强计划质量的影响,其研究结果与本研究结果相似。考虑高能X 射线带来的中子污染,对患者及放射工作人员产生潜在的辐射危险和健康隐患[10-11],在IMRT 和VMAT 技术应用中应优先考虑6 MV 能量X 射线。
均整模式下的6 MV 和10 MV 计划的靶区剂量学参数统计结果略优于非均整模式下的6 FFF 和10 FFF
计划(除靶区PTV45的适形度指数CI 外),均整模式计划略有优势,但差异不显著。均整与非均整模式下,危机器官脊髓、直肠、膀胱、肾的剂量学统计结果差异不大,差异无统计学意义(P >0.05)。但是,非均整模式的6 FFF 和10 FFF 计划对保护股骨头有第一定的优势。统计数据显示,非均整模式计划的股骨头平均剂量D mean 比均整模式低1.2~1.7Gy,剂量体积V 30Gy 比均整模式低3.3%~4.7%。在保护正常组织方面,非均整模式计划略有优势:与6 MV 计划比较,6 FFF 计划的平均剂量Dmean 和低剂量照射体积V 略小;与10 MV 计划比较,10 FFF 计划的平均剂量D mean 和低剂量照射体积V 略小(除V 1Gy 、V 2Gy 、V 3Gy 外)。
在机器跳数方面,非均整组计划跳数比均整组计划高,有显著差异:6 FFF 计划比6 MV 计划的机器跳数高27.2%,10 FFF 计划比10 MV 计划的机器跳数高44.2%。在计划执行时间方面,6 FFF 计划组比6 MV 计划组的执行时间长2.6秒,10 FFF 计划组比10 MV 计划组的执行时间长3.9秒。四组计划的执行时间差异不大,差异无统计学意义(P >0.05)。本研究中计划执行时间统计结果与文
表3  四组不同能量模式宫颈癌VMAT 计划的正常组织剂量学比较
参数6MV 6FFF 10MV 10FFF P 1P 2P 3D mean /Gy 13.66±2.3513.31±2.3013.47±2.4413.05±2.280.0000.0010.000V 30Gy /%14.3±2.813.9±2.614.0±2.913.7±2.60.0350.0040.134V 20Gy /%29.2±5.227.9±4.928.6±5.626.8±4.8
0.0000.0160.000V 10Gy /%50.8±9.449.3±9.350.3±9.648.2±9.10.0010.0150.000V 5Gy /%60.8±12.160.5±12.060.8±12.160.2±11.80.0650.8760.016V 3Gy /%66.5±12.966.4±13.166.0±13.066.0±13.10.3930.0000.921V 2Gy /%71.2±13.170.9±13.470.0±13.369.9±13.50.0260.0000.557V 1Gy /%
79.3±12.5
78.6±12.9
76.6±13.0
76.6±13.1防老剂d
0.000
0.000
0.417
P 1、P 2、P 3分别为6MV 与6FFF、6MV 与10MV、10MV 与10FFF 能量计划配对t 检验的P 值。
表4  四组不同能量模式宫颈癌VMAT 计划的机器跳数和执行时间比较
参数  6 MV    6 FFF 10 MV 10 FFF P 1P 2P 3跳数 707.3±80.9899.7±120.3671.0±77.7967.3±124.60.0000.0000.000执行时间/秒
133.9±5.5
136.5±8.6
136.2±8.1
140.1±9.5
0.150
0.145
0.045
P 1、P 2、P 3分别为6MV 与6FFF、6MV 与10MV、10MV 与10FFF 能量计划配对t 检验的P 值。
献[12]的结果相似,与文献[13]的结果稍有差异,差异的原因可能与不同品牌加速器的射线剂量学特性、多叶光栅MLC的特性、不同计划系统的优化算法之间的差异相关。
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基金项目:广西卫健委支持项目(Z2016319).
精索静脉曲张主要是指精索的静脉回流受阻或瓣膜的生理功能失效,血液返流而造成精索静脉内的血液淤滞,导致蔓状静脉丛迂曲扩张。目前已有研究表明[1],精索静脉曲张可损伤睾丸、附睾等生殖器官功能,影响生育能力。在临床上,超声是诊断精索静脉曲张的主要方法,具有较高的诊断准确性。本研究利于高频超声对精索静脉曲张程
高频超声诊断精索静脉曲张与
男性不育的相关性分析
马衣拉·阿比提,迪力拜尔·阿不都尼牙孜
(新疆维吾尔自治区维吾尔医院  新疆  乌鲁木齐  830000)
【摘要】目的:探究高频超声诊断精索静脉曲张的临床价值,并分析其与男性不育的相关性。方法:将2018年3月至2018年10月我院收治的48例男性不育患者设为观察组,另将同期45例已婚已育男性者设为对照组,两组均采用高频超声检测其精索静脉、睾丸情况,并测量血管内径、血流速度、流向以及睾丸体积,同时对两组患者进行精液检查,观察其精子密度及活动率。结果:两组在亚临床型精索静脉曲张、精索静脉曲张Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级方面的检出率比较差异有统计学意义(P<0.05);观察组中随着精索静脉曲张的分级升高其精子密度、精子活力指数、精子存活率越来越低,差异明显(P<0.05)。结论:精索静脉曲张与男性不育具有显著的相关性,而高频超声能够直观显示精索静脉曲张程度,可为临床诊治男性不育提供可靠的依据。
【关键词】精索静脉曲张;男性不育;高频超声
【中图分类号】R699.8            【文献标识码】A          【文章编号】2096-3807(2019)14-0183-02

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