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锥形束CT图像分析鼻咽癌临床靶区外放的研究
目的:利用在线采集的千伏级锥形束CT(cone beam computed tomo-graphy,CBCT)图像,分析鼻咽癌放疗过程中摆位误差的大小,从而获得临床靶区(clinical target volume,CTV)的合理外放边界.方法:16例鼻咽癌患者均采用三维适形放疗或调强放疗.放疗过程中以传统的热塑面膜固定头颈部,激光灯摆位.分次放疗前患者在治疗床上进行CBCT扫描,并将CBCT图像与计划CT图像进行在线配准,根据配准得到的平移矢量调整治疗床的位置,从而修正摆位误差,并分别记录各个方向上平移矢量.结果:16例患者共计160组配准数据.为满足至少95%放疗分次的CTV接受处方剂量,计划靶区各方向上的外放间距均为4 mm.结论:鼻咽癌三维适形调强放疗时具有一定的摆住误差.基于千伏级CBCT图像分析的在线校正方法能减小该摆位误差,并有助于确定合适的CTV外放.
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电子射野影像系统在放射治疗摆位中的临床应用
目的:利用电子射野影像系统(EPID)研究不同的热塑体膜制作方式对胸部肿瘤放射治疗时摆位准确性的影响.方法:2005-01-2005-12分别对20例胸部肿瘤患者在热塑体膜固定后进行CT定位,其中10例热塑体膜制作完成后在热塑体膜上标记3个激光灯"+",并马上行CT定位,治疗时仅根据体表标志进行复位;而其余10例,在热塑体膜制作完成24 h后,于患者体表描画热塑体膜上、下界,并分别在体表和热塑体膜上描画3个激光灯"+",同时用卡尺测量身体在热塑体膜上、中、下3个部位有机玻璃板边缘的距离,并做好记录.治疗复位时先根据热塑体膜上、下界与其他体表标志粗略复位,然后移走热塑体膜,测量身体左右两侧至有机玻璃板边缘的距离与记录的吻合度以及体表激光灯标记与治疗室激光灯的吻合度,然后决定是否进行微调.在完成复位后,利用EPID分别于机架角为0°和90°两个方向上进行射野验证.结果:仅根据体表标志进行复位时摆位误差较大,特别是在Y轴上.在X、Y和Z轴上的摆位误差分别为(2.86±1.17)mm、(4.10±1.22)mm和(1.57±0.87)mm而在摆位方法改进后,在X、Y和Z轴上的摆位误差分别为(1.54±0.93)mm,(2.33±1.29)mm和(0.89±0.83)mm,摆位误差明显减小,P值分别为0.000、0.000和0.001.结论:通过改进的热塑体膜制作方式可以进一步减少胸部肿瘤放射治疗时的摆位误差,为精确放射治疗提供基本保障.
关键词： 肿瘤/放射疗法 电子射野影像系统(EPID) 摆位误差 热塑体膜 -
自由与主动呼吸控制状态下乳腺癌调强放疗位移EPID误差比较
目的:应用电子射野影像系统测量自由呼吸状态(FB)和主动呼吸控制状态(ABC)下的相对位移,并对比其差别.方法:选择29例接受保留乳房术后调强放疗的乳腺癌患者,16例在FB下13例在ABC下接受放疗.患者在每次放疗前拍电子射野影像片(EPI),ABC的8例在每次放疗前拍2次.依据胸壁和乳腺表面轮廓将EPI和数字重建图像(DRR)进行配准,计算出每次配准时垂直和水平方向的差异.结果:FB组水平和垂直方向的平均位移分别为1.93和0.99 mm,ABC组分别为1.97和1.14 mm.位移＞5 mm的＜4％.ABC组之间在水平和垂直方向的位移差异无统计学意义,P值分别为0.778和0.142.其中8例每次放疗前拍2次EPI的ABC患者,在水平和垂直方向差异无统计学意义,P值分别为0.220和0.862.结论:尽管从理论上ABC可减少呼吸运动,但在减少由摆位误差和呼吸运动造成的混合位移方面并无优势.乳腺癌放疗时从临床靶区到计划靶区外放5 mm的边界是合理的.
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肺癌精准放射治疗中呼吸运动解决方案
随着图像引导放疗技术的不断发展,摆位误差对肺癌三维适形调强放疗的影响明显减小,然而,影响肺癌精准放疗剂量提升的另一重要因素一呼吸运动,仍然困扰着肿瘤放疗工作者.目前,解决呼吸运动对肺癌放疗影响的方法大致包括个体化内靶体积(inter-nal target volume,ITV)勾画、呼吸控制技术、呼吸门控放疗以及实时跟踪放疗等技术.
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热塑体膜固定技术和体表画线技术在肿瘤放射治疗中应用的对比研究
目的 对比分析热塑体膜固定术和体表画线技术在肿瘤放射治疗过程中的应用效果及其临床价值和意义.方法 选择2010年3月至2012年11月期间收治的118例胸腹部肿瘤患者为研究对象,其中68例采用热塑体膜固定术为A组,50例采用体表画线技术为B组,采用EPID对患者摆位横轴(X轴)、纵轴(Y轴)、前后轴(Z轴)的误差进行测量计算并对比分析.结果 胸腹部肿瘤放疗过程中热塑体膜固定技术摆位偏差明显小于体表画线技术(P＜0.05),A组X、Y、Z的误差明显小于B组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 临床对胸腹部肿瘤患者进行放疗过程中,热塑体膜固定技术和体表画线技术相比具有明显的优势,有效地减少摆位误差,促进放疗的精度,为实现精确放疗提供了技术和质量的保障,具有十分重要的临床应用价值和意义.
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电子射野影像装置对盆腔肿瘤放疗摆位误差的测定
目的 利用Elekta iView GT量化测定盆腔肿瘤放疗摆位中的系统误差及随机误差,为放疗计划PTV的设定提供初步的参考依据.方法 对12例接受盆腔放疗的病例进行摆位误差量化测定,共获取244组图像数据.所有入组病例均为CT模拟定位及适形放疗.将每日前后野和两侧野的电子射野影像装置(EPID),采用盆腔骨性标志与数字重建图像(DRR)比较,记录在左右、头脚、前后方向上的移动,从得到的数据计算系统和随机误差.结果 每日摆位误差的大值在左右、头脚、前后方向上分别为9.9、14.0、21.1 mm,摆位的系统误差分别为0.5、0.2、2.3 mm.12例病例数据显示,在左右、头脚、前后方向上移动幅度5～10 mm和＞10 mm的发生频率分别为8%、9%、21%和0%、1%、3%.结论 应用EPID测定盆腔肿瘤放疗的摆位误差,为放疗计划PTV的设定提供初步的参考依据.在PTV设定时,考虑由摆位误差而引起的边界(SM)至少需5 mm,但前后方向以扩大到10 mm为好,以达到97%的靶区包绕率,且需注意个体差异.
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应用电子射野影像装置实时纠正鼻咽癌调强放疗摆位误差研究
果 30例患者纠正前所有EPID影像中,各个方向的摆位误差测定值大约88.3%≤3 mm、99.1%≤5 mm.其中16例分别出现某个方向或同时出现2个方向的摆位误差 2 mm,均已进行实时纠正.纠正后的总体系统误差和随机误差均明显低于纠正前水,各个方向的M PTV 值纠正前为3 mm芹右,纠正后约为纠正前的1/2.结论 牙合垫法与EPID结合交时纠正鼻咽癌调强放疗摆位误差可有效降低摆位系统误差和随机误差,从而降低摆位外扩边界值,进而提高摆位精度.
关键词： 鼻咽肿瘤/调强放射疗法 电子射野影像装置 摆位误差 纠正方法 -
食管癌三维适形放疗中摆位误差对剂量学影响的研究
目的 测量食管癌患者三维适形放疗过程中的摆位误差,分析摆位误差对大体肿瘤体积(GTV)、临床靶体积(CTV)和周围正常组织受照剂量的影响,探讨计划靶体积(PTV)外放范围的合理性.方法 对42例食管癌患者用电子射野影像装置测量其摆位误差,每例患者接受摆位验证6次(1次/周).在治疗计划系统上模拟实际摆位误差,评价实际治疗过程中GTV、CTV和周围正常组织的受照剂量.结果 42例食管癌患者左右、前后、头脚方向摆位系统误差分别为-2.31、-0.55、-0.16mm,随机误差分别为4.42、4.35、4.48 mm.摆位误差使食管癌患者GTV 95%体积接受的剂量(D95)与原治疗计划相比降低了32 cGy,CTV D95降低了88 cGy.原计划和结合摆位误差计划的全肺接受20 Gy照射体积占全肺体积的百分比(V20)分别为22.49%和22.02%,心脏平均剂量分别为2077.62 cGy和2036.23 cGy.原计划中无一脊髓受量超过4500 cGy,结合摆位误差计划中18例脊髓大剂量超过4500 cGy,其中1例大剂量为5503.90 cGy.结论 摆位误差使GTV、CTV的受照剂量有所下降,双肺、心脏受照剂量未见明显变化,部分患者脊髓大剂量超过耐受量.
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应用EPID分析头颈部肿瘤调强放疗的摆位误差
目的 通过对头颈部肿瘤患者群体的射野图像回顾性分析,了解患者群体的摆位误差分布情况,为治疗计划设计设置计划靶体积(PTV)时提供依据.方法 通过配准数字重建图像(DRR)和电子射野影像装置(EPID)拍摄的正、侧位验证像的骨性解剖结构,计算平移和旋转误差.结果 平移误差左右方向为(1.40±1.27)mm,头脚方向为(1.34±1.37)mm,腹背方向为(1.34±1.30)mm;旋转误差冠状面为(0.791±0.976).,矢状面为(0.531±0.750)..结论 对于头颈部肿瘤调强放疗(IMRT),临床靶体积(cTV)到PTV的外放边界在左右方向宜为3.7 mm,头脚及腹背方向宜为3.6 mm.考虑到旋转误差,当靶区比较长时靶区两端外放要更大一些.
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调强放疗中摆位误差对脊髓剂量的影响
目的 探讨调强放疗中分次间摆位误差对脊髓物理剂量和生物效应剂量的影响.方法 在治疗计划系统上模拟实际的摆位过程和无摆位误差的原计划进行比较,确定1个疗程中脊髓累积受照的物理剂量和生物效应剂量与相应计划值的差别.模拟在8例鼻咽癌患者的治疗计划上进行.每个病例有5种摆位情况:S0为原计划之摆位无摆位误差;S1、S2、S3和S4为模拟摆位,S1、S2和S3有同样的系统摆位误差,S1无随机摆位误差,S2的随机摆位误差小于S3;S2、S3的摆位误差呈正态分布;S4无随机摆位误差,系统摆位误差大于S1、S2和S3.结果 与S0相比,S1、S2、S3和S4的脊髓参考点疗程累积剂量分别增加6.9%±1.3%、7.0%±1.4%、7.8%±1.5%和11.6%±1.0%;其总生物效应剂量分别增加9.2%±1.8%、9.7%±1.9%、11.2%±2.2%和15.7%±1.4%;S2、S3分次剂量有波动,分次剂量标准偏差分别为11.4%±2.6%、16.6%±2.8%.结论 较小的摆位误差也会造成脊髓剂量较大的改变;系统摆位误差主要影响疗程总量,而随机摆位误差主要产生分次间剂量波动;同样改变见于生物效应剂量且稍大于物理剂量.
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用图像引导技术提高胸腹部肿瘤大分割放疗的治疗精度
目的 探讨图像引导放疗技术应用于胸腹部肿瘤大分割放疗以提高治疗精度,测其摆位误差并确定由内靶体积(ITV)外放产生计划靶体积(PTV)的间距.方法 入组24例胸腹部肿瘤病例,采用大分割放疗,每次治疗前行锥形束CT扫描,在线校正摆位误差并记录误差值.统计校正前后的误差数据,采用二参数法计算由ITV外扩产生PTV间距.结果 校正前摆位平移误差在左右(x)、头脚(y)和腹背(z)方向I:分别为(2.1±2.0)、(3.9±3.2)、(2.9±2.8)mm,校正后分别为(0.8±0.7)、(0.9±0.7)、(0.9±0.7)mm;外扩间距校正前分别为5.6、10.2、7.7 mm,校正后分别为2.1、2.3、2.3 mm.旋转角度误差校正前后无变化,校正前头脚方向误差大于左右和腹背方向,校正后3个方向误差之间尤差别.结论 图像引导放疗通过在线校位能有效减小摆位误差并能观测肿瘤及周围组织器官位移和变形,计算在线校位后的靶区外放间距可以为PTV确定提供参考.
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真空成型袋在盆腔野放射治疗中的价值
目的研究真空成型袋在盆腔野放射治疗中的价值,并比较不同体位固定方式的优劣.方法 30例盆腔野放射治疗恶性肿瘤患者随机分为3个组:不使用体位固定器组、用真空 成型袋固定腰部组及用真空成型袋固定双下肢组.拍摄前野和侧野模拟定位片和定位证实片 ,测量解剖参考点和照射野边界之间的距离.结果 与未使用固定器组比较,使用真空成型袋可明显减小左右方向、前后方向和三维摆位误差及≥5mm三维移位丛集频率(P <0.05), 但未减小上下方向的摆位误差(P>0.05);与固定腰部组相比,固定双下肢组明显减小了侧野前后方向的摆位误差(P<0.05).结论 真空成型袋可减小盆腔野放射治疗的摆位误差,尤其是固定双下肢的方法,推荐临床使用.
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乳腺癌全乳切线野照射中靶区移动影响因素的研究
目的 分析呼吸运动、摆位误差等因素对乳腺癌全乳放疗中靶区移动的影响程度.方法 自2003年1月至12月,选择接受乳房保留治疗的早期乳腺癌患者,采用Med-Tec250型乳腺托架摆位固定.在模拟机透视下观察16例患者全乳治疗体积在不同方向随呼吸运动的移动幅度;利用数字化重建图像和射野验证片测量11例患者全乳切线野放疗中治疗体位在不同方向的移动幅度,计算其系统误差、随机误差和总误差,并分析其变化的时间趋势.结果 射野中心肺厚度(CLD)随呼吸移动的变化幅度大,为(2.1±1.2)mm,而全乳治疗体积的头侧、脚侧、内侧界和外侧界随呼吸移动的移动幅度较小.全乳切线野放疗中治疗体位移动的系统误差、随机误差、总误差在向后方向和向前方向及头脚方向分别为1.9、1.6、2.5 mm和2.4、1.7、3.1 mm及2.6、2.3、3.5 mm,以头脚方向的移动误差大;头脚方向的治疗体位移动和乳腺体积大小变化在治疗开始头2周相互间差异较大,且乳腺体积增大在照射第2周达高峰,第3周以后则逐渐趋于稳定.结论 在乳腺癌全乳切线野放疗中呼吸运动对全乳治疗体积的移动幅度平均值在2 mm以内,建议提高头脚方向的固定精度.乳腺癌全乳切线野放疗中的治疗体位在治疗开始头2周变异较为明显,照射引起的乳腺水肿在第2周达到高峰.
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图像引导放疗在58例肺癌患者中的应用观察
目的 观察图像引导放疗(IGRT)在肺癌中的应用价值.方法 搜集近1年内采用IGRT的58例肺癌病例,其中左肺癌22例,右肺癌30例,肺癌纵隔淋巴结转移5例,椎体转移1例.比较摆位前后IGRT数据,比较大体肿瘤体积(GTV)在IGRT图像与模拟定位CT图像的变化.结果 摆位误差在x、y、z轴上分别为(0.02±0.26)、(-0.14±0.49)、(-0.13±0.27)cm和旋转轴上的分别为-0.15°±1.59°、-0.01°±1.50°、0.12°±1.08°.15例IGRT图像显示GTV有移位,其中左上肺多见有5例.向腹方向移位9例,4例为左上肺病变.23例疗中GTV缩小,其中右上肺10例,左上肺5例.16个病变有在右方向上缩小,其中右上肺7个.22个病变均呈非对称性缩小,GTV平均缩小4.9 cm3.GTV缩小时放疗剂量为4～46 Gy,其中9例为20～30 Gy.结论 IGRT的应用明显减少了肺癌患者放疗摆位误差.IGRT观察到25.9%GTV有移动,44.2%疗中GTV缩小,何时进行靶区修改有待进一步研究.
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胸段食管癌三维适形放疗摆位误差研究
目的 应用电子射野影像装置(EPID)测量胸段食管癌三维适形放疗(3DCRT)的摆位误差,推算PTV与CTV之间的间隙.方法 对41例胸段食管癌患者每周拍摄1次正侧位EPI,通过比较EPI和数字重建影像(DRR)的差异来测量摆位误差.根据公式计算出PTV与CTV之间的间隙.采用自身配对设计对22例接受根治性放疗患者应用不同PTV与CTV的间隙值分别设计两套模拟治疗计划,A组x、y和z轴均为10 mm,B组采用本研究结果 的间隙值.应用配对t检验或Wilcoxon符号秩检验来比较两套计划间的差异.结果 x、y、z轴的PTV与CTV的间隙值分别为8.72、10.50、5.62 mm.两套模拟计划间的脊髓高照射剂量不同,A计划为(4638.7±1449.6)cGy,B计划为(4310.2±1528.7)cGy(t=5.48,P=0.000);脊髓并发症概率也不同,A计划为4.82%±5.99%,B计划为3.64%±4.70%(Z=-2.70,P=0.007).结论 笔者单位胸段食管癌接受3DCRT时在x,y和z轴上的PTV与CTV之间的间隙值分别为8.72、10.50、5.62 mm;与3个轴均为10 mm的间隙值相比应用本研究结果 制定治疗计划可更有效地保护脊髓.
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用锥形束CT技术测量热塑成型膜固定患者的放疗摆位误差
目的 测量热塑成型膜固定患者放疗的摆位误差,确定由临床靶区(CTV)或内靶区(ITV)外放产生计划靶区(PTV)的间距.方法 接受图像引导放疗的患者120例,其中头颈部肿瘤13例(109组图像数据),胸部肿瘤67例(279组图像数据),腹部肿瘤40例(171组图像数据).所有患者均采用热塑成型体罩或面罩做体位固定.在分次治疗前采用锥形束CT技术获取三维CT图像,把此图像和计划设计所用的螺旋CT图像进行配准,得到摆位误差数值.因未做在线校位,该误差值代表常规摆位方法的摆位误差.摆位误差由x(左右)、y(头脚)、z(腹背)方向的平移分量和绕3个轴线的旋转角度分量构成.统计分析摆位误差数据,用二参数法计算产生PTV的间距.结果 头颈部肿瘤3个方向的平移误差分别为(0.13±0.15)、(0.13±0.17)、(0.11±0.14)cm,旋转角度误差分别为1.05°±0.77°、0.87°±1.13°和0.68°±0.89°,外放间距分别为0.37、0.38、0.31 cm.胸部肿瘤的平移误差分别为(0.20 ±0.27)、(0.34±0.44)、(0.25 ±0.31)cm;旋转角度误差分别是1.06°±1.45°、0.85°±1.23°和0.78°±1.08°;外放间距分别是0.59、1.00、0.72 cm.腹部肿瘤3个方向的平移误差分别为(0.23 ±0.30)、(0.37±0.45)cm和(0.27±0.34)cm,旋转角度误差分别为1.22°±1.56°、1.05°±1.44°、0.98°±1.24°,外放间距分别为0.66、1.05、0.78 am.结论 应用锥形束CT技术可准确测量常规摆位方法的摆位误差,继而确定靶区外放间距.若考虑靶区在1个分次内的运动,则胸腹部肿瘤应在ITV基础上应用上述间距产生PTV.
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用锥形束CT图像测量放疗摆位误差
目的 探讨图像引导放疗(IGRT)系统的临床摆位误差.方法 应用医科达SynergyTM系统治疗51例,其中头颈部肿瘤19例,胸部肿瘤25例,腹、盆部肿瘤7例.每次照射前获取X线容积图像(XVI)即锥形束断层扫描(CBCT),将CBCT图像和计划CT图像及其靶中心匹配,获得靶中心x、y、z方向的误差,分析误差及其分布规律.结果 CBCT图像对比度好,临床上能清楚显示肿瘤大小、位置及其和周围的关系.51例每次治疗开始前的CBCT共955次,分别分析头颈部、胸部及腹、盆部摆位误差,均呈正态分布.系统误差(均数)±随机误差(标准差)在x、y、z方向分别为头颈部(-0.3±1.5)、(-0.3±1.6)、(0±1.3)mm,胸部(-0.6±2.9)、(-0.2±5.6)、(0.7±3.2)mm,腹、盆部(-0.8±2.1)、(-0.3±5.9)、(0.1±2.6)mm.结论 通过CBCT测量治疗前摆位误差并实时调整摆位误差,可大大提高患者摆位精度,同时为正确设定计划靶体积(PTV)提供了依据.
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盆腔肿瘤三维适形放疗摆位重复性研究
目的研究盆腔肿瘤三维适形放疗的摆位误差大小,为盆腔肿瘤适形放疗计划设计时CTV外放PTV提供参考数据.方法接受放疗的直肠癌病例3例和前列腺癌病例2例,均为男性,行俯卧位盆腔三维适形放疗.每例病例治疗时身下垫有孔泡沫板,连续5 d摆位照射,每次摆位时在患者体表固定点粘贴定位金点,热塑成型固定膜固定,加速器机头插入与治疗中心一致的定位"+"字刻度板,照射正侧位治疗验证片各1张,共计摆位25次,照射治疗验证片50张.以第1次摆位片为标准,计算前后、头尾、左右方向摆位误差.结果5例病例25次摆位误差,人与人间以及次与次间均存在一定差别.前后方向摆位误差大,平均值为(0.98±0.68)cm,有9次摆位误差≥1cm,占测算次数的45%,其中2次误差≥2 cm;头尾方向摆位误差为[(0.50～0.70)±0.45]cm,正位测定误差小于侧位,分别为(0.51±0.46)、(0.70±0.45)cm,正位和侧位分别有4次和7次摆位误差≥1 cm;左右方向误差小,为(0.37±0.28)cm,仅1次误差≥1cm.结论在三维适形技术放疗盆腔肿瘤时,左右方向摆位误差小,头尾方向居中,前后方向大;CTV外放PTV应考虑左右方向0.5 cm,头尾方向1.0 cm,前后方向1.5 cm.
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摆位随机误差对剂量分布的影响
目的 研究放疗中摆位随机误差对射线剂量分布的影响,确定治疗时CTV至PTV考虑随机误差需要设置的外放间距大小.方法 采用随机抽样方法模拟放疗时射线在靶区坐标系的位置,迭加后得到全部疗程的剂量分布,从而得到该疗程的90%剂量点位置的减小值.统计100个疗程的结果,按照95%的可能性确定从内靶体积(ITV)到PTV需要设置的外放间距大小,用Spearman秩相关分析各个因素对减小值的影响.结果90%剂量点位置的减小值只和随机误差大小有关,在随机误差1～6 mm时有效照射距离的改变值分别为0.62、1.84、3.13、4.78、6.34和8.03 mm,相关分析结果提示外放间距的大小只和随机误差的大小有关.结论 头颈部肿瘤和胸腹部肿瘤放疗时需要设置ITV到PTV的外放间距分别为1.2和1.5倍的随机误差,和随机误差相比,野大小、能量和深度和外放间距的大小关系不大.
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应用CBCT研究胸腹部肿瘤IMRT两种体位固定技术的摆位误差
目的 应用千伏级CBCT研究IMRT两种体位固定方式的摆位误差.方法 选取60例胸腹部肿瘤IMRT患者均分两组,研究组采用体部固定底板+真空垫+热塑成型网罩体位固定方式,对照组采用体部固定底板+热塑成型网罩体位固定方式.放疗前行CBCT扫描并在线匹配,得出左右、上下、前后方向摆位误差,并用2.5Σ +0.7δ算出PTV外放界值.对两组摆位误差比较行成组t检验.结果 研究组患者左右、上下、前后方向的摆位误差分别为(0.32±2.58)、(-0.40±3.89)、(-0.75 ±2.43)mm,PTV外放界值分别为5.60、6.08、6.32 mm;对照组的分别为(0.62±3.60)、(2.44±4.93)、(0.66±2.85) mm和8.07、10.63、6.90 mm;两组在上述方向的比较t=-0.78、-5.11、-4.22,P=0.440、0.000、0.000.结论 采用体部固定底板+真空垫+热塑成型网罩体位固定方式能有效固定患者,在控制误差方面明显优于体部固定底板+热塑成型网罩体位固定方式.
