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碳离子治疗IMRT后局部区域复发鼻咽癌初步研究——上海市质子重离子医院临床经验

中华放射肿瘤学杂志 2020年第3期29卷 161-165页

作者：胡集祎高晶胡微煦杨婧管西寅邱献新孔琳陆嘉德上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心/上海市质子重离子医院放疗科 201315 上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心/上海市质子重离子医院放疗科/复旦大学附属肿瘤医院放疗科 200032

目的分析再程调强碳离子放疗(IMCT)对IMRT后局部区域复发鼻咽癌的疗效及不良反应。方法纳入112例于2015-2018年接受挽救性再程IMCT的局部区域复发鼻咽癌患者,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期患者分别为10例(9%)、26例(23%)、41例(37%)、35例(31%),中... 详细信息

目的分析再程调强碳离子放疗(IMCT)对IMRT后局部区域复发鼻咽癌的疗效及不良反应。方法纳入112例于2015-2018年接受挽救性再程IMCT的局部区域复发鼻咽癌患者,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期患者分别为10例(9%)、26例(23%)、41例(37%)、35例(31%),中位年龄48岁(17~70岁),中位照射剂量为60GyE(50~69GyE)。结果中位随访20个月(5~45个月),共20例患者死亡,42例患者局部复发,2年总生存(OS)率与无局部进展生存(LPFS)率分别为85%与52%。单因素与多因素分析中Ⅳ期患者OS均显著差于其他患者,未发现与LPFS显著相关的预后因素。治疗期间未见≥3级急性不良反应。≥3级晚期不良反应包括1例口干、2例听力下降、1例大脑颞叶损伤与19例鼻咽黏膜坏死。结论再程IMCT治疗局部区域复发鼻咽癌取得了较好疗效且严重不良反应发生率较低,远期疗效及不良反应有待进一步随访。

关键词：鼻咽肿瘤/碳离子调强放疗再程放疗治疗结果

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探测临床质子碳离子布拉格峰声信号的初步研究

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中华放射医学与防护杂志 2019年第6期39卷 460-464页

作者：王巍伟陈帜 Kambiz Shahnazi 黄志杰盛尹祥子上海市质子重离子医院放射物理科上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心 201321

目的验证一种高灵敏度宽频声学探测器测量临床质子碳离子布拉格峰声信号可行性。方法将该声学探测器紧贴在圆柱状水箱后方。水箱水等效深度使用寻峰设备(Peakfinder,PTW,德国西门子)经高能质子测定。通过固定总离子数,分别改变离子流强... 详细信息

目的验证一种高灵敏度宽频声学探测器测量临床质子碳离子布拉格峰声信号可行性。方法将该声学探测器紧贴在圆柱状水箱后方。水箱水等效深度使用寻峰设备(Peakfinder,PTW,德国西门子)经高能质子测定。通过固定总离子数,分别改变离子流强和布拉格峰到探测器前表面距离来研究布拉格峰声信号强度与探测器到布拉格峰距离和流强关系;改变束流与探测器侧向位置来研究测量布拉格峰横向半高宽可行性。结果束流开始或束流结束产生的声脉冲幅度可间接表示声信号强度。质子布拉格峰声信号强度与探测器到布拉格峰深度距离呈反比,与流强呈正比,125.43 MeV质子布拉格峰横向半高宽与治疗计划系统模拟值最大偏差11.7%(取束流开始或结束测量数据中最大值)。碳离子呈相似规律,但178.89 MeV/u碳离子布拉格峰横向半高宽比治疗计划系统模拟值偏大45.6%(束流结束测量值),探测器到布拉格峰深度距离可显著增加至67.7 mm。结论该声学探测器可有效探测质子碳离子布拉格峰声信号,但需进一步降低噪声影响。

关键词：质子碳离子射程验证离子声信号

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双能量与单能量CT扫描及重建影像在头颈部肿瘤粒子治疗计划靶区显示的差异

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中国医学计算机成像杂志 2019年第6期25卷 574-580页

作者：蒋磊龚雪明 Stefanie Kaess 鹿蓉苗华栋上海市质子重离子医院放射诊断科上海市质子重离子医院放射物理科上海市质子重离子医院门诊部上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心

目的:比较双能量CT(DECT)与单能量CT(SECT)在头颈部肿瘤粒子治疗计划和靶区勾画上的差异。方法:选取20例头颈部肿瘤(20位粒子治疗患者),将其粒子治疗过程中的数个SECT中的一个用DECT代替,使用西门子SyngoVia工作站、MIM X作站、Dual-Ene... 详细信息

目的:比较双能量CT(DECT)与单能量CT(SECT)在头颈部肿瘤粒子治疗计划和靶区勾画上的差异。方法:选取20例头颈部肿瘤(20位粒子治疗患者),将其粒子治疗过程中的数个SECT中的一个用DECT代替,使用西门子SyngoVia工作站、MIM X作站、Dual-Energy wMono-energyw 3D软件、UNIDOS Webline高精度剂量仪以及数种模型,将DECT获取的图像进行后处理和分析,并请两位放射科医生对图像的边缘清晰度、噪声和靶区勾画信心给与评价。结果:对比20例头颈部肿瘤放射治疗患者标准组SECT和对照组DECT扫描剂量、CTDlvol(mGy)、DLP(***)和有效剂量E,显示对照组(DECT)均低于标准组(SECT),差异有统计学意义(PV0.05)。结论:因其具有不同能级重建的可能性,DECT对不同头颈部肿瘤粒子治疗提供了更高品质的图像,提升了靶区勾画的信心。同时,由于扫描参数设置得当,本课题中20位患者的DECT辐射剂量低于其SECT的剂量,符合辐射剂量正当化原则。因此,DECT可作为粒子治疗常规使用。

关键词：双能量CT 单能量CT 头颈部肿瘤粒子治疗

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医用质子重离子加速器辐射防护信息平台设计

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核电子学与探测技术 2020年第4期40卷 550-553页

作者：王孝娃杜宁黄夏彬上海市质子重离子医院上海201321 上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心上海201321

本文介绍了医用质子重离子加速器辐射安全防护平台的设计。主要从该平台的设计理念、使用的信息技术工具、平台的实现过程、平台各个模块功能作用及结论等为内容系统介绍了该平台所涉及的设计过程及所要实现功能,为辐射安全防护探索新... 详细信息

本文介绍了医用质子重离子加速器辐射安全防护平台的设计。主要从该平台的设计理念、使用的信息技术工具、平台的实现过程、平台各个模块功能作用及结论等为内容系统介绍了该平台所涉及的设计过程及所要实现功能,为辐射安全防护探索新的技术手段。

关键词：质子重离子辐射防护信息技术平台

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基于治疗室CT分析前列腺癌碳离子治疗前剂量分布的鲁棒性

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中华放射肿瘤学杂志 2024年第1期33卷 33-39页

作者：余彬谢文波李永强上海市质子重离子医院放射物理科上海市放射肿瘤学重点实验室(20dz2261000)上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心上海201315

目的分析前列腺癌碳离子放射治疗前,原计划套用治疗室CT后临床靶区(CTV)的剂量和正常组织耐受剂量的鲁棒性。方法回顾性收集2020年1月—2021年6月在上海市质子重离子医院进行碳离子治疗的前列腺癌患者30例,用简单随机法选取每位患者治... 详细信息

目的分析前列腺癌碳离子放射治疗前,原计划套用治疗室CT后临床靶区(CTV)的剂量和正常组织耐受剂量的鲁棒性。方法回顾性收集2020年1月—2021年6月在上海市质子重离子医院进行碳离子治疗的前列腺癌患者30例,用简单随机法选取每位患者治疗前的5次治疗室CT图像,将最初治疗计划套用治疗室CT重新计算剂量分布,获取剂量体积直方图(DVH)参数,计算CTV的95%、90%剂量对应的体积百分数V95%、V90%及直肠的80%剂量对应的体积V80%,与最初计划的剂量学参数进行比较,采用配对或两个独立样本t检验进行统计分析。结果套用治疗室CT重新计算剂量分布,CTV的V95%、V90%和直肠的V80%的平均值分别是98.1%±1.2%、99.9%±0.2%、(5.8±1.6)ml,与最初治疗计划相比差异有统计学意义(P<0.001,P=0.001,P<0.001)。符合计划实施标准V95%≥95%、V90%≥98%、直肠V80%<10 ml的次数分别为148次(98.7%)、150次(100.0%)、147次(98.0%)。结论基于治疗室CT分析,在采用本研究中心的患者管理方式和定位方式的情况下,前列腺癌碳离子治疗的全过程靶区剂量和正常组织剂量不确定性小、鲁棒性好。

关键词：前列腺肿瘤碳离子治疗室CT 剂量分布鲁棒性

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基于非小细胞肺癌碳离子点扫描治疗的不同优化策略研究

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中华放射肿瘤学杂志 2018年第11期27卷 994-998页

作者：刘晓莉 Kambiz Shahnazi 茅静芳许纹健上海市质子重离子医院放射物理科上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心 201321 上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心 201321 上海市质子重离子医院放射肿瘤科 201321 上海市复旦大学附属肿瘤医院放疗科 200032

目的通过设计4种碳离子点扫描优化策略,对非小细胞肺癌（NSCLC）的靶区剂量覆盖和危及器官（OARs）受量变化来评估各策略。方法 10例NSCLC粒子治疗患者,于治疗期间采集多组四维CT （4DCT）用于剂量评估。4种优化策略为单纯调强优化（I... 详细信息

目的通过设计4种碳离子点扫描优化策略,对非小细胞肺癌（NSCLC）的靶区剂量覆盖和危及器官（OARs）受量变化来评估各策略。方法 10例NSCLC粒子治疗患者,于治疗期间采集多组四维CT （4DCT）用于剂量评估。4种优化策略为单纯调强优化（IMCT-NoAS）、调强优化结合肿瘤内靶区（IGTV）组织密度设定（IMCT-ASM）、单纯单射野优化（SBO-NoAS）、单射野优化结合靶区组织密度设定（SBO-ASM）。初始计划在复查4DCT数据上重新计算后与初始计划做剂量比较。结果初始计划在复查CT数据上重新计算后各策略间靶区覆盖相近,仅IMCT-NoAS有较大剂量分布差异。而OARs剂量相对于初始计划患侧肺V20生物有效剂量（RBE）最大增加约2.0 Gy;IGTV组织密度设定计划,心脏V30最大增加RBE约1.0 Gy,而IGTV未设定的计划则最大降低RBE约0.2 Gy;脊髓的RBE最大值约有2.5 Gy差异。结论碳离子治疗对射束路径上的肿瘤内运动变化敏感。当肿瘤在头脚方向的运动幅度〉8 mm时,SBO-ASM 策略有较好的靶区覆盖,但潜在导致剂量分布过冲到比初始计划剂量分布更深的位置。

关键词：肺肿瘤/碳离子调强疗法单射野优化碳离子点扫描计划评估3mm

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前列腺癌碳离子治疗直肠剂量体积直方图预测模型

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中华放射肿瘤学杂志 2021年第10期30卷 1041-1046页

作者：杨义锋王巍伟李萍赵静芳章青上海市质子重离子医院腹盆腔肿瘤一科/上海市放射肿瘤学重点实验室(20dz2261000)/上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心 201321 复旦大学附属肿瘤医院放疗中心上海200032 上海市质子重离子医院放射物理科/上海市放射肿瘤学重点实验室(20dz2261000)/上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心 201321

目的基于日本经验建立局部效应模型(LEM)下前列腺癌碳离子治疗直肠剂量体积直方图(DVH)预测模型,为临床降低直肠不良反应发生率提供参考。方法收集局限期前列腺癌患者计划CT图像76例,采用微剂量动力模型(MKM)进行治疗计划;然后,基于与MK... 详细信息

目的基于日本经验建立局部效应模型(LEM)下前列腺癌碳离子治疗直肠剂量体积直方图(DVH)预测模型,为临床降低直肠不良反应发生率提供参考。方法收集局限期前列腺癌患者计划CT图像76例,采用微剂量动力模型(MKM)进行治疗计划;然后,基于与MKM计划相同的射野,采用LEM重新计算生物剂量获得LEM计划,并在LEM计划中提取直肠几何特征及DVH参数。采用线性回归法对其中61例计划信息进行建模,余15例计划用于验证。结果61例患者计划靶体积沿左右方向外扩1 cm后与直肠交叠部分体积同直肠体积比值可作为预测直肠DVH的特征参数。15例患者预测DVH同LEM计划DVH的拟合度优(R^(2)=0.964),基于预测DVH进一步预测直肠不良反应与基于LEM计划DVH预测直肠不良反应的结果一致。结论线性回归方法可建立较为准确的前列腺癌碳离子治疗直肠DVH预测模型,可能为临床降低直肠不良反应发生率提供一定参考,还有待于临床大样本数据进一步验证。

关键词：剂量体积直方图预测模型直肠不良反应前列腺肿瘤/碳离子治疗

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肝癌肺癌质子重离子治疗中主动呼吸控制技术不确定性研究

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中华放射肿瘤学杂志 2022年第2期31卷 187-191页

作者：谢文波李永强上海市质子重离子医院放射物理科/上海市放射肿瘤学重点实验室(20dz2261000)/上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心上海201321

目的研究主动呼吸控制(ABC)技术在质子重离子治疗肝癌、肺癌中的不确定性。方法治疗前对40例癌症患者治疗部位进行影像拍摄验证片,其中20例肺癌患者共拍摄200张验证片;20例肝癌患者肿瘤周围注有碘油标记物,以标记物位置变化代替肿瘤位... 详细信息

目的研究主动呼吸控制(ABC)技术在质子重离子治疗肝癌、肺癌中的不确定性。方法治疗前对40例癌症患者治疗部位进行影像拍摄验证片,其中20例肺癌患者共拍摄200张验证片;20例肝癌患者肿瘤周围注有碘油标记物,以标记物位置变化代替肿瘤位置的变化,共拍摄200张验证片。验证片配准均以椎体为主要目标,记录肿瘤位置变化值。结果肝癌患者左右、头脚、腹背方向肿瘤位移值分别为(-0.05±0.28)、(0.15±0.33)、(-0.12±0.27)cm,肺癌患者的分别为(-0.03±0.13)、(-0.05±0.14)、(0.02±0.16)cm(P=0.280、<0.001、<0.001)。肝癌患者左右、头脚、腹背方向离散度分别为(0.20±0.09)、(0.25±0.06)、(0.19±0.09)cm,肺癌患者的分别为(0.09±0.03)、(0.10±0.03)、(0.13±0.03)cm(P<0.001、<0.001、0.008)。肝癌与肺癌患者3个方向肿瘤位移≤5 mm的比例分别为92%、83%、93%和99%、99%、100%(P=0.030、0.002、0.007)。结论ABC技术应用于肺癌、肝癌的质子重离子治疗重复性好,且肺癌稳定性优于肝癌。

关键词：肝肿瘤/质子重离子疗法肺肿瘤/质子重离子疗法主动呼吸门控不确定性

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离线模式下PET/CT显像验证质子放疗精准度的模型实验

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中华核医学与分子影像杂志 2020年第10期40卷 603-608页

作者：张建岗张俊昱卢艳盛尹祥子任炜施磊俊孙筠章英剑 Hsi Wenchien 周荣蒋国梁陆嘉德程竞仪上海市质子重离子医院、上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心核医学科 201321 四川大学物理学院成都610065 上海市质子重离子医院、上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心放射物理科 201321 上海市质子重离子医院、复旦大学附属肿瘤医院核医学科 201321 复旦大学生物医学影像研究中心上海200032 上海分子影像探针工程技术研究中心 200032 佛罗里达大学健康质子治疗研究所美国佛罗里达FL32819 上海市质子重离子医院、上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心放射治疗科 201321

目的通过对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)模体行离线模式下PET/CT显像,探讨PET-边界验证方法(PET-RV)用于定量分析质子放疗精准性的可行性。方法在PMMA模体上分别给予2 Gy和4 Gy的照射剂量,对每个剂量组根据临床靶区(CTV)的不同,以2.5 cm为步... 详细信息

目的通过对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)模体行离线模式下PET/CT显像,探讨PET-边界验证方法(PET-RV)用于定量分析质子放疗精准性的可行性。方法在PMMA模体上分别给予2 Gy和4 Gy的照射剂量,对每个剂量组根据临床靶区(CTV)的不同,以2.5 cm为步进分别设计7个照射深度组(5.0、7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0 cm),共14个照射计划(14组照射野)。以能量在48~221 MeV之间的质子束照射,照射结束后10 min左右进行PET/CT显像。对PET/CT数据分别进行图像配准、平滑和约化等预处理,然后利用Raystation PET-RV软件对图像进行感兴趣区(ROI)的确定和采样线的抽提,通过生成的预测感生放射性活度与实际采集感生放射性活度采样线计算ΔR50,即2条曲线末端在最大预测感生放射性活度最大值下降一半(V50)处对应的空间位置差异。结果每个照射野的ROI均为5.0 cm×5.0 cm×2.5 cm的立方体,采样线在其内间隔3 mm均匀分布,共得到289组采样线。14组数据经分析后得到的ΔR50(深度差异)均值都处于-1~1 mm之间。结论离线模式下PET/CT显像示PET-RV算法对PMMA模体质子放疗空间位置差异的验证精度在1 mm之内,可以满足后期对临床病例分析的精度要求。

关键词：放射疗法质子正电子发射断层显像术体层摄影术 X线计算机

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上海市质子碳离子放射治疗设施辐射源关键点分析

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中国医疗器械杂志 2020年第6期44卷 476-480页

作者：王孝娃杜宁王岚上海市质子重离子医院上海市201321 上海质子重离子放射治疗工程技术研究中心上海市201321

由于质子/碳离子具有布拉格峰剂量分布特征,相对于常规高能X射线放射治疗具有明显优势。但质子重离子设施结构复杂,能量较高以及运行过程中因各种核反应过程而产生多种射线类型,所以设施运行过程中带来的辐射防护安全也逐渐引起重视。... 详细信息

由于质子/碳离子具有布拉格峰剂量分布特征,相对于常规高能X射线放射治疗具有明显优势。但质子重离子设施结构复杂,能量较高以及运行过程中因各种核反应过程而产生多种射线类型,所以设施运行过程中带来的辐射防护安全也逐渐引起重视。笔者尝试以上海市质子重离子医院的质子碳离子放射治疗设施为例,主要分析了质子碳离子治疗设施的运行原理、辐射防护的依据、关键辐射源点分析等内容,从而为做好辐射防护提供理论支持和经验。

关键词：质子/碳离子辐射辐射防护分析

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