本文關(guān)鍵詞：射波刀蒙特卡羅與射線追蹤算法在肺癌中的劑量學比較

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【摘要】：肺癌是現(xiàn)代全球最常見的惡性腫瘤,對不能耐受或者拒絕手術(shù)的早期非小細胞肺癌患者,立體定向消融放療是手術(shù)之外的另一個根治性治療手段。射波刀獨有的肺追蹤系統(tǒng)對周圍型肺癌的立體定向消融放療可以實現(xiàn)無需植入金標的同步實時呼吸追蹤,治療的機械精度可以小于一個毫米。立體定向消融放療的劑量精度依賴于治療計劃系統(tǒng),射波刀治療計劃系統(tǒng)標配了射線追蹤算法,蒙特卡羅算法則為選配。射線追蹤算法在肺部等空腔臟器上的非均勻密度校正結(jié)果遠遠劣于基于大量光子樣本采樣輸運模擬的蒙特卡羅算法。本研究的目的就是分析出射波刀兩種算法在早期周圍型非小細胞肺癌中的劑量學差異,并找出造成差異的相關(guān)因素建立修正模型,使未選配蒙特卡羅算法的射波刀用戶可以得到相對準確的周圍型肺癌的劑量評估結(jié)果。研究回顧性分析了本院行射波刀治療的70例周圍型非小細胞肺癌患者。所有患者均給予PTV D95 60Gy/5分次的處方劑量,優(yōu)化完成的計劃分別使用射線追蹤算法和蒙特卡羅算法進行劑量計算評估。結(jié)果表明,射線追蹤算法高估了腫瘤的受照劑量,PTV D95平均高估了8.59Gy,GTV D99平均高估了5.84Gy,PTV的均勻指數(shù)HI平均增大了0.11,PTV的適形指數(shù)CI和新適形指數(shù)nCI都平均增大了0.05。脊髓、食管、氣管、左右支氣管、心臟的體積劑量分別被高估了約149%、80%、72%、63%、54%、99%。肺組織的全肺平均劑量和V5劑量體積分別被高估了2.69Gy和7.52%。即使將蒙特卡羅計算后的劑量結(jié)果重新歸一處方劑量至60Gy,危及器官的受照劑量仍然小于射線追蹤算法給出的計算結(jié)果。兩種算法差異的相關(guān)因素分析時引入了PTV體積、GTV體積、TTV體積、總機器跳數(shù)(Total MU)、射束數(shù)(Beams)、腫瘤距離胸壁的水平距離(X)、垂直距離(Y)共計七個參數(shù)進行線性回歸和非線性廣義加性模型進行分析。結(jié)果表明僅TTV體積這一變量對PTV D95的變化具有影響。最終擬合PTV D95與TTV體積呈冪函數(shù)關(guān)系,R2值為0.8626,對未選配蒙特卡羅算法的射波刀用戶設(shè)定周圍型肺癌計劃具有一定的臨床指導意義。
【關(guān)鍵詞】：射波刀 射線追蹤 蒙特卡羅 劑量分布 非小細胞肺癌
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R734.2;R730.55
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 選題背景9-11
• 1.1.1 放射治療的兩面性9-10
• 1.1.2 射波刀立體定向放射治療在肺癌中的優(yōu)勢10-11
• 1.2 研究內(nèi)容11-12
• 1.3 國內(nèi)外相關(guān)研究成果綜述12-14
• 第2章 射波刀治療系統(tǒng)概述14-22
• 2.1 射波刀治療系統(tǒng)的起源與發(fā)展14-16
• 2.1.1 腫瘤放射外科的起源及發(fā)展14-15
• 2.1.2 射波刀治療系統(tǒng)的發(fā)展史15-16
• 2.2 射波刀治療系統(tǒng)的構(gòu)成16-17
• 2.3 射波刀治療系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集17-19
• 2.3.1 組織模體比的數(shù)據(jù)采集18
• 2.3.2 中心離軸比的數(shù)據(jù)采集18-19
• 2.3.3 射野輸出因子的數(shù)據(jù)采集19
• 2.4 射波刀治療系統(tǒng)的數(shù)據(jù)擬合19-22
• 2.4.1 射線追蹤算法的數(shù)據(jù)擬合19-20
• 2.4.2 蒙特卡羅算法的數(shù)據(jù)擬合20-22
• 第3章 蒙特卡羅與射線追蹤算法在周圍型非小細胞肺癌中的劑量學差異22-52
• 3.1 射波刀治療周圍型非小細胞肺癌患者的流程22-23
• 3.1.1 周圍型非小細胞肺癌的定義22
• 3.1.2 患者的固定和定位22
• 3.1.3 靶區(qū)與危及器官的勾畫22-23
• 3.1.4 治療計劃的設(shè)計與評估23
• 3.1.5 實施擺位治療23
• 3.2 射波刀肺追蹤系統(tǒng)23-26
• 3.3 射波刀蒙特卡羅算法26-27
• 3.4 射波刀蒙特卡羅算法在非均勻介質(zhì)中計算的準確性27-31
• 3.4.1 國內(nèi)外其他學者的研究結(jié)果27-28
• 3.4.2 本院射波刀蒙特卡羅算法的擬合結(jié)果28-31
• 3.5 蒙特卡羅算法與射線追蹤算法在周圍型非小細胞肺癌中的劑量學差異31-52
• 3.5.1 實驗對象臨床資料32-34
• 3.5.2 實驗設(shè)備34-35
• 3.5.3 實驗步驟35-37
• 3.5.4 實驗數(shù)據(jù)37-49
• 3.5.5 蒙特卡羅與射線追蹤算法的劑量學差異49-52
• 第4章 射波刀兩種算法差異的相關(guān)性分析52-63
• 4.1 引言52
• 4.2 觀察可能造成算法差異的相關(guān)因素52-54
• 4.2.1 PTV、GTV、TTV的體積53
• 4.2.2 總機器跳數(shù)（Total MU）、射束數(shù)（Beams）53-54
• 4.2.3 腫瘤距離胸壁的水平距離（X）、垂直距離（Y）54
• 4.3 相關(guān)因素分析54-60
• 4.3.1 相關(guān)因素參數(shù)統(tǒng)計匯總54-57
• 4.3.2 相關(guān)因素參數(shù)線性回歸分析57-58
• 4.3.3 相關(guān)因素參數(shù)非線性分析58-59
• 4.3.4 TTV體積與PTV D95相關(guān)性的數(shù)據(jù)擬合59-60
• 4.4 修正模型的驗證60-63
• 4.4.1 模型驗證患者的臨床資料60-61
• 4.4.2 修正模型應(yīng)用前后PTV D95的誤差比對61-63
• 第5章 總結(jié)與展望63-66
• 5.1 總結(jié)63-65
• 5.1.1 兩種算法的劑量學差異63-64
• 5.1.2 兩種算法差異的相關(guān)因素分析64
• 5.1.3 研究特點總結(jié)64-65
• 5.2 展望65-66
• 5.2.1 研究的不足65
• 5.2.2 研究的展望65-66
• 參考文獻66-69
• 致謝69-71
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果71

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1 吳建平,馮銳;井間電磁波CT中的非塊體分段反演算法[J];CT理論與應(yīng)用研究;1993年03期

2 ;[J];;年期

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1 吳華;劉福田;;二維介質(zhì)的射線追蹤模擬[A];中國科學院地球物理研究所論文摘要集（1984）[C];1989年

2 徐果明;高爾根;衛(wèi)山;林慶中;蔣先耀;羅開云;;復雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)中的射線追蹤[A];1999年中國地球物理學會年刊——中國地球物理學會第十五屆年會論文集[C];1999年

3 徐果明;徐濤;李迎春;高爾根;;復雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件下的三維建模和射線追蹤[A];2000年中國地球物理學會年刊——中國地球物理學會第十六屆年會論文集[C];2000年

4 徐果明;徐濤;蔣先藝;羅開云;李迎春;高爾根;;復雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)體的三角形曲面建模和快速射線追蹤[A];2001年中國地球物理學會年刊——中國地球物理學會第十七屆年會論文集[C];2001年

5 朱光明;;突變點加插值射線追蹤[A];“慶賀郭宗汾教授八十壽辰”暨理論與應(yīng)用地球物理研討會論文集[C];2002年

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7 孫小東;李振春;栗寶娟;滕厚華;;波前構(gòu)建法三維射線追蹤[A];中國地球物理學會第二十三屆年會論文集[C];2007年

8 張美根;賈豫葛;王妙月;李小凡;;界面二次源波前擴展法全局最小走時射線追蹤技術(shù)[A];中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所2006年論文摘要集[C];2007年

9 宋林平;朱介壽;謝曉黎;;非均勻介質(zhì)中快速精確的射線追蹤[A];1991年中國地球物理學會第七屆學術(shù)年會論文集[C];1991年

10 張美根;李小凡;楊曉春;;二維全局最小走時射線追蹤的界面點法[A];中國地球物理學會年刊2002——中國地球物理學會第十八屆年會論文集[C];2002年

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1 華為技術(shù)有限公司 盧鵬;射線追蹤技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃導航[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2006年

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1 蔣先藝;基于二維與三維復雜結(jié)構(gòu)模型正演的地震數(shù)據(jù)采集設(shè)計方法研究[D];成都理工大學;2004年

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1 蔡艷麗;基于最短路徑射線追蹤的木材缺陷二維圖像重建研究[D];東北林業(yè)大學;2015年

2 錢駒;基于射線追蹤算法的電波傳播特性預測[D];南京郵電大學;2015年

3 黃自強;射線追蹤場分布的快速計算與實現(xiàn)[D];南京郵電大學;2015年

4 姜盼盼;吸收介質(zhì)中射線路徑，，射線走時與射線振幅計算—一階擾動法[D];吉林大學;2016年

5 金明陽;基于分區(qū)多步射線追蹤算法的微地震正演模擬[D];長安大學;2016年

6 瞿海旺;三維城市環(huán)境下射線追蹤技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];遼寧工程技術(shù)大學;2014年

7 曹洋森;射波刀蒙特卡羅與射線追蹤算法在肺癌中的劑量學比較[D];清華大學;2015年

8 劉殿秘;網(wǎng)格法射線追蹤研究及應(yīng)用[D];吉林大學;2004年

9 賀龍飛;大范圍電磁場分布計算的快速射線追蹤研究及并行實現(xiàn)[D];南京郵電大學;2014年

10 陳超群;逐段迭代法射線追蹤三維地震道集記錄正演模擬[D];長安大學;2007年

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