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图像引导放疗的实现方式
图像引导放疗(image-guided radiotherapy,IGRT)是继三维适形放疗(3DCRT)和调强放疗(IMRT)之后,又一新的放疗技术.如果从字面理解IGRT的定义,3DCRT、IMRT甚至传统的二维放疗(2DRT)都可称为IGRT,因为它们在定位阶段、计划阶段和(或)实施阶段都用到图像.
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锥形束CT成像技术及其在放疗中的应用
图像引导放疗(image-guided raduotherapy,IGRT)是继三维适形、调强放疗之后,又一新的放疗技术,它在分次治疗摆位时和(或)治疗中采集图像和(或)其他信号,利用这些图像和(或)信号,引导此次治疗和(或)后续分次治疗~([1]).
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图像引导调强放疗头颈部肿瘤摆位误差对靶区外扩边界大小的影响
目的 利用锥形束CT (CBCT)图像分析跟踪头颈部恶性肿瘤调强放疗分次治疗间和分次治疗内肿瘤中心误差情况,并以此误差探讨临床靶体积(CTV)外放边界大小.方法 51例头颈部肿瘤经图像引导调强放疗,其中治疗前CBCT引导464次,治疗后CBCT 126次.根据CBCT图像与计划CT图像匹配实现在线和离线分析得到位移偏差.按不同在线校正次数(15次、11～15次、5～10次)和3个方向偏差依照双模型参数计算CTV外扩边界大小.结果 464次摆位未校正的左右、前后、上下方向偏差分别为0.37、-0.43、0.47 mm,CTV外扩边界分别为6.41、6.15、7.10 mm;校正后偏差分别为0.08、-0.03、0.03 mm,CTV外扩边界分别为1.78、1.80、1.97 mm.在线校正次数>15次,11～15次,5～10次者左右、前后、上下方向外扩分别为3.8、3.8、4.0 mm,4.0、4.0、5.0 mm,5.4、5.2、6.1 mm.结论 利用CBCT引导头颈部恶性肿瘤的调强放疗可确定确切的CTV外扩边界大小,保证肿瘤区域得到准确剂量和减小正常组织受量.
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计划CT扫描层厚对MVCBCT图像引导放疗精度的影响
随着二维适形放疗和调强放疗技术的开展,肿瘤靶区辐射剂量得到了进一步提升,使肿瘤得到了很好控制.为了保证肿瘤靶区的照射精度,减少正常组织不必要照射,图像引导放疗技术逐步在临床上得到了应用 [1-2].
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兆伏级锥形束CT扫描剂量对图像质量的影响
兆伏级锥形束CT(megavotage cone beam CT,MVCBCT)成像系统是目前临床上开展图像引导放疗(image-quide ra-diotherapy,IGRT)技术的重要手段之一.
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周围型非小细胞肺癌图像引导放疗分次间靶区位置和体积变化的分析
非小细胞肺癌(NSCLC)放疗的局部控制率较低,影响较大的治疗因素包括靶区的准确定义、照射剂量及投照精确性等.由于放疗过程中肿瘤及周围解剖结构反应性变化、呼吸运动变化及体形和体重改变等因素影响,肿瘤位置、体积均存在着不同程度的变化.因此有必要监测和评价放疗过程中靶区位置和体积变化,从而提高靶区照射精度,减少正常组织损伤.
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非小细胞肺癌影像引导放疗过程中锥形束CT增强扫描技术
作为图像引导放疗(IGRT)的主要实现方式,kV级X线锥形束CT(CBCT)主要用于各轴向摆位误差的在线和离线校正,同时也被用作放疗计划在线和离线校正.笔者自2006年6月开始使用IGRT系统于非小细胞肺癌IGRT后发现,CBCT平扫图像与治疗计划制定前CT模拟定位所获得增强cT扫描图像匹配时,因cBcT图像为平扫且CBCT扫描时间较长(1 min)、呼吸运动造成的伪影大,使CBCT图像清晰度明显低于CT模拟定位所获得增强扫描图像,从而影响匹配精度和误差校正.为此进行了自主呼吸控制(ABC)非小细胞肺癌CBCT增强扫描研究,以利于以CBCT为基础照射靶区和治疗计划的修正.
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第五届医科达中国图像引导放疗及容积弧形调强放疗临床应用协作组会议纪要(2011,张家界)
2011年9月8日,第五届医科达中国图像引导放疗(image guided radiation therapy,IGRT)及容积调强弧形治疗(volumetric modulated arc therapy,VMAT)临床应用协作组会议在风景如画的张家界如期召开,本届轮值主席单位为哈尔滨医科大学附属第三医院黑龙江省肿瘤医院.大会主席白彦灵教授主持了会议,会议进程如下:首先,汇报了前次会议与本次会议间数次准备会议情况,并对前届九寨沟会议上提出的工作设想及完成情况做了总结;继而,由协作组内各单位介绍体部立体定向放疗(stereotactic body radiation therapy,SBRT)在肺癌、肝癌治疗上的临床应用及相关研究;随后,由各位专家教授和医科达工作人员对新治疗技术及国际放疗相关研究进展进行了详细介绍;后,由白彦灵教授进行大会总结,各家医院就戴建荣教授提出的建立VMAT病例计划模板一事达成一致,决议把计划验证定为下次会议讨论内容,而SBRT放疗也将继续积累病例作为下次会议讨论内容.本次会议完成内容简述如下:
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西门子CTVision的工作原理及应用
西门子CTVision系统是集成的图像引导放疗解决方案,通过轨道相连使治疗床在治疗机和CT上转换,患者无须移动,就能在系统上一步到位完成"扫描-确认-追踪-校正-出束"的全部治疗过程,从而大大提高了摆位的重复性.
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图像引导鼻咽癌调强放疗的初步观察
调强放疗(intensity modulated radiotherapy, IMRT)技术使鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma, NPC)放疗的剂量得以优化,但实施过程中存在着靶区运动、摆位误差等不确定因素,影响IMRT的准确性.我们将影像引导放疗(image guided radiotherapy, IGRT)系统应用于NPC的IMRT,以探讨其应用价值.
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利用图像引导放疗技术评价腘窝固定法减少子宫颈癌术后放疗摆位误差的研究
目的 利用TrueBeam直线加速器图像引导放疗技术(CBCT)校验腘窝固定法减少子宫颈癌摆位误差的价值,寻找适合术后精确放疗的体位固定方式.方法 30例子宫颈癌术后患者随机分成两组,A组采用梯形固定器腘窝固定,B组采用传统真空垫体部固定,通过CBCT记录轴向摆位误差及旋转误差数值,采用Stroom扩边公式计算两种固定方式计划靶区(PTV)外扩值,比较不同固定法摆位误差及稳定性,比较危及正常器官照射体积差异.结果 A、B组X轴向误差分别为(0.19±0.14)cm、(0.24±0.19)cm(P=0.03),Y轴向分别为(0.17±0.12)cm、(0.25±0.21)cm(P=O.02),Z轴向分别为(0.13±0.11)cm、(0.22±0.18)cm(P=0.01),旋转误差分别为(0.05±0.02)°、(0.5±0.21)°(P=0.00),A、B两组在X轴向PFV外扩值分别为0.56、0.73 cm,Y轴向分别为0.51、0.78 cm,Z轴向分别为0.40、0.67 cm,PTV体积分别为(1 167±271)mm3、(1 379±297)mm3,A、B组骨盆、小肠、膀胱、直肠照射体积分别为(84± 12)mm3比(130±17)mm3、(81±51)mm3比(117 ±64)mm3、(62±40) mm3比(75±47) mm3、(21±16)mm3比(31 ±21)mm3.结论 腘窝固定法可减少子宫颈癌术后外照射放疗摆位误差,提高稳定性,减少危及正常器官的照射体积,更适合精确放疗的应用.
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宫颈癌螺旋断层调强放疗的外放边界研究
目的 通过自动和自动+手动配准分别得出的宫颈癌放疗位置误差,评估自动+手动配准的必要性,并给出螺旋断层放疗计划靶区(PTV)外扩边界值(MPTV).方法 回顾性分析2012年6月至2014年12月入组单纯放疗宫颈痛患者29例,采集每周至少两次治疗前兆伏级CT(MVCT)与计划CT图像进行自动配准,得出自动配准位置误差值(AR),并对AR值再行手动配准,得出自动+手动配准位置误差总移动值(TS),比较AR和TS值的差异,并计算MPTV.结果 共获取443幅MVCT图像,在x、y、z轴和角度旋转方向上AR值分别为(-0.9±2.3)、(0.0±3.1)、(1.0-±2.6)mm和0.2°±0.8°,TS值分别为(-0.8±1.8)、(-0.4±3.4)、(1.4-±2.5)mm和0.1°±0.5°.除x轴以外,AR和TS两组结果差异有统计学意义(t=5.1、-5.2、3.2,P＜0.05);x、y和z轴各方向MPTV相应为4.6、5.7和3.3 mm.结论 宫颈癌螺旋断层放疗中,自动配准基础上的手动配准是必要的.建议行螺旋断层宫颈癌单纯放疗患者外扩PTV左右、头脚、前后方向分别为5、6、4 mm.
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kV-CBCT图像引导鼻咽癌调强放疗的精确性研究
目的 探讨千伏级锥形束CT(kV-CBCT)图像引导技术对鼻咽癌调强放疗精确性的影响.方法 331例鼻咽癌调强放疗患者每周行kV-CBCT校正扫描.计算系统误差(Σ)和随机误差(σ),摆位扩边按照Van Herk公式计算(2.5Σ+0.7σ).结果 分析3 972个CBCT扫描图像.校正前在x、y、z方向上的平移误差和旋转误差分别为(0.95±0.79)、(1.04±0.66)、(1.14-±0.63) mm和1.32°±0.99°、1.45°±1.37°、1.25°±1.35°,校正后分别为(0.56±0.44)、(0.56±0.51)、(0.42±0.63) mm和0.78°±0.76°、0.62°±0.85°、0.75°±0.64°.在x、y、z方向校正前的计划靶区扩边值(MPTV)分别为2.93、3.06和3.30 mm,校正后为1.71、1.76和1.49 mm.结论 应用kV-CBCT校正鼻咽癌调强放疗摆位中的线性和旋转误差明显缩小系统和随机误差,使得MPTV缩小到2 mm以内,提高了放疗的精确性.
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光学表面监测系统在胸部肿瘤调强放疗的初步应用
目的 探讨光学表面监测系统在胸部肿瘤调强放疗的摆位精度及其应用价值.方法 选取28例胸部肿瘤患者,应用体表标记与激光灯进行治疗前摆位,治疗前行锥形束CT(CBCT)扫描,扫描时通过光学表面监测系统获取表面影像,并与参考影像配准,记录x(左右)、y(头脚)与z(前后)轴的平移误差与旋转误差;扫描后CBCT图像与计划CT图像配准并记录x、y与z轴的平移误差与旋转误差,校正误差后治疗.应用Pearson法分析两组摆位误差的相关性,计算两组摆位误差的系统误差(∑)与随机误差(σ);应用Bland-Altman法评估两种影像系统的一致性,并计算95％的可信区间.结果 两组摆位误差有较好的相关性,相关系数在x、y、z轴分别为0.79、0.62、0.53,光学表面监测系统(OSMS)的∑/σ(mm/mm)在x、y与z轴分别为0.7/1.5、0.9/1.8、0.9/1.5;CBCT的∑/σ(mm/mm)在x、y与z轴分别为0.8/1.6、1.3/1.9、0.7/1.5;95％的可信区间在x、y与z轴的平移方向分别为(-2.0～2.3)、(-3.4～3.6)与(-3.3～2.4)mm,旋转方向分别为(-2.0～1.6)°、(-2.0～1.4)°与(-1.6～1.6)°.结论 OSMS是一种有效的图像引导工具,能快速准确地验证患者位置,提高摆位精度,可用于胸部肿瘤患者调强放疗的治疗摆位.
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基于锥形束CT的头颈部肿瘤在线与离线结合图像引导放疗的研究
目的 分析锥形束CT(CBCT)在线摆位校正与离线自适应校正在减小头颈部肿瘤临床靶区(CTV)外放,从而减轻正常组织并发症中的作用.方法 16例行三维适形放疗的头颈部癌症患者入组.分次放疗前后均行在线CBCT扫描1次,并与计划CT图像配准,记录各个方向的配准差值.放疗前后的配准差值分别作为放疗分次间误差和分次内误差,用于计算每例患者的系统误差和随机误差.利用CTV外放计算公式,计算在线校正前后CTV外放;以0.5 mm为允许的大残余系统误差,计算离线校正系统摆位误差后CTV外放.结果 未经在线校正,左右、头脚和前后方向上群体化CTV外放分别为5.7mm、5.6 mm和7.3 mm;每分次放疗均行在线校正,3个方向上群体化CTV外放分别为1.7 mm、1.7 mm和2.3 mm;对系统摆位误差进行离线自适应校正,3个方向上群体化CTV外放分别为2.7 mm、2.5mm和3.6 mm.结论 基于CBCT图像分析的在线校正和离线自适应校正均能明显减小摆位误差,有助于缩小CTV外放,并有望减轻正常组织并发症.
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锥形束CT测量胸段食管癌调强放疗摆位误差对剂量学的影响
目的 应用千伏级锥形束CT(kV-CBCT)测量胸段食管癌调强放疗的摆位误差,探讨摆位误差对肿瘤靶体积和周围正常组织受照剂量的影响.方法 21例胸段食管癌患者经图像引导调强放疗,共获得173组CBCT摆位误差数据,利用这些数据在三维治疗计划系统中模拟患者的实际治疗过程,分析摆位误差对肿瘤靶区及周围正常组织受照剂量的影响.结果 21例患者左右、头脚、前后方向的摆位误差分别是(2.73 ±1.85)、(3.19±2.71)和(2.35±1.71)mm.摆位误差对患者GTV的剂量学影响不明显,但误差却使患者95％ PTV( D95％)接受的剂量与标准计划相比降低3.38 Gy,PTV小剂量(Dmin)和平均剂量(Dmean)分别下降9.83和0.65 Gy,摆位误差的修正提高了计划靶区的适形度和剂量均匀性,标准计划相应值分别为(0.74±0.10)和(1.07±0.02),模拟计划相应值分别为(0.69±0.08)和(1.13±0.07),差异均有统计学意义(t=3.43和-3.91,P＜0.05)；摆位误差对脊髓的大剂量(Dmax)、双肺和心脏等周围正常组织受照剂量影响,差异无统计学意义(P＞0.05),模拟计划中脊髓的大剂量均值为(42.20±4.97)Gy,标准计划为(41.37±2.75) Gy,摆位误差使部分患者脊髓大剂量超过45 Gy,其中1例大值达到52.8 Gy.结论 kV-CBCT图像引导胸段食管癌调强放疗可减小患者的摆位误差,提高PTV的受照剂量和治疗精度,摆位误差对双肺、脊髓和心脏受照剂量未见明显改变.
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图像引导放疗治疗肺癌患者效果探讨
目的 探讨图像引导放疗(IGRT)治疗肺癌患者效果.方法 该研究选择的对象共40例,均为2012年1月-2013年6月该院收治的肺癌患者,在不同放疗阶段,收集所有患者的CT影像以及动态透视数据,获取实际肿瘤GTV体积和运动情况,分析对比放疗前患者各项数据并计算正常组织所受剂量范围和肿瘤大小变化.结果 通过基于图像引导技术的肺癌自适应放疗使患者肿瘤GTV体积缩小20％～30％,肺组织受照剂量降低.结论 肺癌的自适应放疗能精确定位和确定GTV,有利于在不同放疗阶段实施对应的放疗计划,既保证了肺癌的治疗效果又能减少对正常组织的损害,值得在临床上推广.
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图像引导放疗治疗食管癌的近期临床疗效观察
目的：探讨食管癌患者行图像引导放疗的近期临床疗效。方法将我院2014年1月～2014年5月接收的食管癌且行图像引导放疗的12例患者作为研究对象，回顾性分析其临床治疗资料，以总结其近期临床疗效。结果本组12例经治疗后随访3个月，近期治疗总有效率为83.3%，未见1例死亡；有急性放射反应发生，且以急性放射性食管炎、气管炎以及白细胞减少为主。结论食管癌患者行图像引导放疗后的近期疗效较为肯定，且放射反应较小，值得推广。
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CT 图像引导放疗治疗肺癌患者疗效观察
目的：探讨 ct 图像引导放疗治疗肺癌患者的疗效。方法选取2013年5月至2014年5月在我院治疗的36例肺癌患者，收集所有患者在不同放疗阶段的 ct 图像和动态透视数据，获取实际肿瘤 GtV 体积和运动情况，和患者放疗前的各项检查数据进行分析对比，并计算正常组织所受剂量范围和肿瘤大小变化。结果通过基于图像引导技术的肺癌自适应放疗使患者肿瘤 GtV 体积缩小，且正常肺组织受照剂量降低。结论肺癌的自适应放疗能确定 GtV 和精确定位，可有效解决分次治疗间的靶区运动问题，在提高肿瘤照射剂量的同时，有效降低同侧正常肺组织的受照剂量，使肺毒性降到低，值得在临床上推广。
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应用兆伏级锥形束CT校正胸部肿瘤调强放疗摆位误差的研究
目的 应用兆伏级图像引导系统(MV-CBCT)对胸部肿瘤调强放疗摆位误差进行分析,探讨减少摆位误差的方法.方法 对接受图像引导放疗的胸部肿瘤患者23例,采用锥形束CT技术采集首次摆位后、摆位误差校正后CBCT图像,并与计划系统的模拟定位CT图像进行匹配,获得首次摆位后、摆位误差校正后在X轴(左右)、Y轴(头脚)、Z轴(腹背)方向摆位误差数值.每位患者每周1次,共采集186组图像,分析校正前后摆位误差的变化情况.结果 校正前系统误差±随机误差在X轴、Y轴、Z轴分别为(1.61±1.44) mm、(2.51±2.39) mm、(1.22±1.09)mm,校正后系统误差±随机误差在X轴、Y轴、Z轴分别为(0.89±0.74)74、(1.07 ±0.85) mm、(0.76±0.71)mm.依据经典的van-Herk等推理公式MPTV =2.5Σ +0.7δ,计算得出X、Y、Z轴的MPTV值,校正后比校正前分别减少2.1mm、4.6 mm、1.4mm.结论 应用兆伏级锥形束CT技术,可准确测量摆位误差,通过实时校正,可大大提高患者摆位精度,从而缩小CTV-PTV的摆位外扩边界值,提高放疗的精确性.
