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加速器锥形束CT成像参数对空间分辨率的影响
目的 分析加速器机载kV锥形束CT(CBCT)成像参数对空间分辨率的影响. 方法采用CatPhan 600模体的CTP 528模块,分别改变管电压、管电流、准直器、扫描范围和重建精度,测量XVI CBCT的空间分辨率. 结果管电压从80 kV增至140 kV时,空间分辨率从5 lp/cm增加到7 lp/cm.管电流对空间分辨率影响较小.准直器型号、重建精度和机架旋转范围对空间分辨率影响较大. 结论 CBCT的影像质量随成像条件变化范围很大,实际应用时需要根据条件合理选择参数,减少患者辐射剂量的同时得到佳的影像质量.
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放疗摆位偏移检测二维和三维X射线图像自动配准技术对比研究
目的:比较常用的二维和三维X射线图像自动配准技术在影像引导放疗摆位偏移检测中的应用精度和效率.方法:使用仿真人头颈和胸腹模体模拟放疗摆位偏移,并通过加速器机载电子射野影像系统(electronic portal imageing device,EPID)和X射线容积影像系统(X-ray volune imaging,XVI)分别获取兆伏级X射线照片(megavoltage digital radiograph,MVDR)、千伏级数字X射线照片(kilovoltage digital radiograph,KVDR)和锥形束电子计算机断层图像(cone beam CT,CBCT).将上述图像与计划的数字重建X射线图像(digital reconstructed radiography,DRR)和CT图像进行自动灰度配准得到配准偏移,比较配准偏移与实际偏移的误差,配准误差的可信区间(confidence interval,CI),影像获取和配准操作的总耗时.结果:体模的3种图像自动灰度配准误差ΔMVDR、ΔKVDR和ΔCBCT,头颈部分别为(1.50±0.30)、(1.32±0.27)和(1.85±0.35) mm,胸腹部分别为(3.21±0.89)、(2.07±0.53)和(1.95±0.64) mm,头颈部配准误差的95％CI分别为1.18(0.87～2.05)、1.07(0.79～1.86)和1.38(1.16～2.54) mm,胸腹部分别为3.49(1.47～4.96)、2.09(1.02～3.11)和2.51(0.70～3.21) mm.3种自动图像配准方法中,图像获取和配准所需要的平均时间分别为(525±173)、(346±162)和(620±180)s,KVDR的配准的误差区间小,图像获取和自动配准速度快.结论:测试的二维和三维X射线图像自动配准均＞1 mm并可能影响临床治疗的准确性,其中KVDR方式的配准精度和效率优.在放疗摆位应用中应按临床要求进行评估及选择合适的图像和配准技术.
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PET-CT影像引导非小细胞肺癌的放射治疗
CT等解剖影像在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)影像引导放射治疗(image guided radiotherapy,IGRT)的靶区确定中发挥着重要作用,但在原发肿瘤范围的界定、区域淋巴结转移的判断及远处转移的发现等方面仍然存在局限性.以PET为代表的功能影像在NSCLC原发肿瘤范围的界定、区域淋巴结转移的判断、远处转移的发现及疗效预测等方面优于CT等解剖影像[1-2].作为同机融合的PET-CT,不仅具备了功能与解剖影像融合的特点,还可减少传统融合中的匹配误差.因此,PET-CT在NSCLC的靶区确定、计划制定和靶区修正等影像引导方面都会发挥更为重要的作用.
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Hi-ART螺旋断层放疗机MV螺旋CT剂量指数的测量
目的 探讨Hi-ART螺旋断层放疗机MV扇形束CT图像获取过程中患者接受的剂量.方法 用PTW TM30009 CT电离室分别在T40017头部和T40016躯干模体中,选择扫描层厚2、4及6 mm和改变扫描范围等参数,分别测量加权CT剂量指数,计算相应的剂量长度乘积,并与XVIkV锥形束CT、ACQSim模拟定位CT的结果进行比较.结果 Hi-ART螺旋断层治疗机的CT剂量指数与层厚成反比,剂量长度乘积与扫描范围成正比.临床应用条件下Hi-ART的CT剂量指数在头颈部比XVI kV锥形束CT大,但躯干较小.结论 CT剂量指数能反映患者成像过程中接受的剂量,可以作为治疗保证与控制的指标.图像引导过程中应该合理选择层厚,减少扫描范围,大限度减少患者接受剂量.
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锥形束CT快速扫描模式在胸腹部肿瘤放射治疗中的应用分析
目的 比较锥形束CT(CBCT)标准和快速两种扫描模式在胸腹部肿瘤放射治疗摆位误差测定中的差异,探讨快速扫描模式下的摆位误差测定,并探讨进行在线修正的可行性.方法 选取本院2013年10月8日至2014年11月8日收治的50例胸腹部肿瘤患者,在首次行容积旋转调强放疗(VMAT)前进行顺时针方向标准扫描模式CBCT扫描,之后立即行逆时针方向快速扫描模式CBCT扫描,按照扫描模式将所有患者图像分为快速模式组和标准模式组,两组图像分别与计划CT图像进行配准并对两组配准结果进行比较分析.由1名放疗医生、1名物理师和1名技术员采用主观质量评分法(MOS)进行图像质量评价.结果 x、y、z轴平移和旋转方向的摆位误差在快速模式组与标准模式组之间的差值分别是(0.2±0.2)、(-0.6±0.4)和(-0.2±0.3)mm与(0.2±0.1)°、(0.0±0.1)°和(0.1±0.1)°,两组结果差异无统计学意义(P＞0.05);两组摆位误差统计结果之间高度相关(r =0.92 ～0.98,P＜0.01);两组摆位误差统计结果之间具有较满意一致性(Kappa=0.82～0.94).标准模式组和快速模式组的MOS评分平均值分别为3.9、4.1、3.8和3.6、4.0、3.8,结果差异无统计学意义(P＞0.05).结论 快速扫描模式与标准扫描模式采集的图像在胸腹部肿瘤摆位误差测定并在线修正中具有高度相关性和一致性,且图像质量不会明显变差,CBCT快速扫描模式可应用于胸腹部肿瘤放射治疗摆位误差测定和在线修正.
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基于小波变换和Canny算子的膈肌运动规律自动检测方法研究
目的 探索基于小波变换和Canny算子的膈肌运动规律自动检测方法.方法 采用小波变换对实时采集的患者自由呼吸状态下的胸部透视序列图像进行增强,对增强后的图像使用Canny算子实现膈肌边缘提取,通过Matlab编程跟踪患者图像中膈肌的位置变化,建立患者膈肌的呼吸运动曲线.结果 平静自由呼吸状态下,自动检测膈肌运动规律曲线与手工测量的曲线在幅度和周期上比较一致.患者在一次XVI Motion-ViewTM透视过程中约包含6～7个呼吸周期.膈肌头脚方向运动幅度不完全一致,大小为6.7 ～8.0 mm,平均为7.4 mm.同一患者不同分次间呼吸周期差异不明显,但在患者情绪激动或者由于自身原因如咳嗽等引起的剧烈呼吸运动时,则会产生明显差异.结论 与手工测量方法相比,小波变换和Canny算子的膈肌检测方法能自动有效检测患者呼吸运动变化,分析时间短、精度高.
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螺旋断层放疗系统物理性能的验收测试与质量保证
目的:验收测试新装螺旋断层放疗系统的主要物理性能.方法:参照设备厂家验收手册及AAPM TG148号报告,测试验证螺旋断层放疗系统的剂量学、射束几何学精度及兆伏CT影像测试等物理性能.结果:经测试,多叶光栅T&G测试数值为0.87％;次级准直器Shift/Sweep测试数值为0.05 mm;射束中心轴几何精度偏差数值为-0.377mm,偏转角度为0.03°;旋转模式下,射束输出稳定性偏差为0.1％;能量测试稳定性偏差为0.8％;固定与移动激光灯精度偏差均小于0.5 mm;多叶光栅中心精度误差为0.86m m;多叶光栅IEC y方向平行度偏转角度为0.01°;次级准直器对称性精度偏差值为0.12 mm;射束横向、纵向离轴曲线及百分深度剂量分布与参考数据作γ分析比较,在标准为△DD=2％、△DTA=1 mm的条件下,γ值均＜1;兆伏CT模体吸收剂量＜3 cGy,重建影像无伪影,影像分辨率可见密度棒第三排小孔.结论:设备符合各项验收标准,可投入临床使用.
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加速器机载锥形束CT 输出量及稳定性分析
目的 分析医用电子直线加速器机载kV 级锥形束CT 的输出剂量及其稳定性.方法 用Unidos 剂量仪和0.6cc 电离室在空气中 对Synergy 机载的XVI kV 级锥形束CT 的空气比释动能、剂量输出稳定性、百分深度剂量进行测量.结果 拍片模式下XVI 空气比释动能随管电压呈二次方变化;空气比释动能随管电流和曝光时间线性变化;透视模式下,空气比释动能随图像 桢数线性变化.输出剂量的重复性以及随机架角度的波动小于±1%.体模中百分深度剂量随管电压增加而变大.结论 锥 形束CT 的剂量输出比较稳定,但随成像参数的设置变化范围大.临床应用时需要合理选择曝光条件,尽量减少患者接受 的剂量.
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使用锥形束CT观察自由呼吸状态下非小细胞肺部肿瘤运动的研究
使用锥形束(CT)观察自由呼吸状态下非小细胞肺癌(NSCLC)的肿瘤运动,个体化确定由GTV到PTV外放安全边界.应用安装在直线加速器上的CBCT对患者实施治疗前的扫描,根据CBCT图像,测量其运动范围.确定个体化的GTV至PTV的外放边界.结果表明:通过使用CBCT,考虑肿瘤运动幅度,在Z轴上差异有统计学意义(P=0.020),而在X、Y轴上差异没有统计学意义(P>0.05).说明利用CBCT图像,可以确定GTV外放边界,减少正常肺组织受照剂量,从而降低正常肺组织和脊髓的放射性损伤发生率.
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影像引导放疗联合替吉奥治疗老年胃食管结合部癌的疗效观察
目的：观察影像引导放射治疗（ IGRT）联合替吉奥（ S-1）治疗老年胃食管结合部癌患者的近期疗效及不良反应。方法将76例老年胃食管结合部癌患者随机分为治疗组40例、对照组36例，两组均接受IGRT和一般支持治疗，治疗组加服S-1化疗。完成放疗及2个周期化疗后，评估两组近期疗效、生活质量、不良反应发生率及生存率。结果治疗组、对照组梗阻症状缓解率分别为92．5％、83．3％，生活质量总有效率分别为80．0％、83．3％，两组比较P均＞0．05；近期临床治疗总有效率分别为75．0％、50．0％，两组比较P＜0．05。治疗组1、2年生存率分别为75．0％、47．2％，高于对照组的45．0％、27．8％（P均＜0．05）；治疗组血液学毒性及消化道反应较对照组重，但两组比较P均＞0．05。结论 IGRT联合S-1治疗老年胃食管结合部癌可改善患者的生活质量，提高近期疗效，延长生存期。
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CBCT在非小细胞肺癌精确放疗中的应用
目的 探讨锥形束CT(CBCT)在非小细胞肺癌(NSCLC)精确放疗中的应用价值.方法 应用安装在直线加速器上的CBCT对患者实施治疗前的扫描,根据CBCT图像,测量其运动范围,确定个体化的肉眼肿瘤区(GTV)至计划靶区(PTV)的外放边界.结果 通过使用CBCT,考虑肿瘤运动幅度,会造成GTY平均增加30.4 cm3,平均百分数为115.8%;而PTN平均减少40.2 cm3,平均百分数为39.4%.结论 利用CBCT图像,可以减小GTV外放边界,减少正常肺组织受照剂量,降低放射性肺损伤指标V20、Dmea和脊髓大受量,从而降低正常肺组织和脊髓的放射性损伤发生率.
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调强放疗技术提高乳腺癌椎体转移治疗剂量临床研究
目的:探讨运用调强放疗和影像引导下的放疗技术进行乳腺癌椎体转移剂量提升治疗的临床价值.方法:乳腺癌椎体转移患者11例,在相同脊髓耐受剂量和保证常规适形放疗治疗荆量基础上,接受调强放疗和影像引导下的放疗,提高放疗剂量,观察治疗效果及不良反应.结果:调强放疗和影像引导下的放疗技术可提高椎体病灶治疗剂量约20%,短期临床疗效较好,无明显不良反应.结论:调强放疗和影像引导下的放疗技术可提高肿瘤病灶局部治疗剂量,更好地保护正常组织,提高患者生存质量.
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CBCT引导下不同体位子宫肿瘤IMRT摆位误差及其外放边界
目的:研究在千伏级CBCT引导下,不同体位子宫肿瘤患者调强放射治疗中的摆位误差及靶区的外放边界.方法:采用医科达直线加速器机载影像系统对251例子宫肿瘤患者接受调强放射治疗前行CBCT扫描,其中仰卧位117例、俯卧位134例.系统自动重建图像并与治疗计划CT图像进行配准,获得俯卧位与仰卧位患者x、y、z方向摆位误差,并分别计算患者临床靶区到计划靶区(PTV)的外放边界.结果:所有患者共行3128次扫描,俯卧位1679次与仰卧位1449次.x、y、z轴的误差均小于0.3 cm为981次,占31.36％;距离治疗等中心偏差距离小于0.3 cm为415次,占13.27％.考虑摆位误差方向时,俯卧位患者的x、y、z方向上摆位误差分别为(0.1095±0.3807)、(-0.0351±0.5692)、(0.0751±0.2852)cm;仰卧位患者的x、y、z方向上摆位误差分别为(0.0011±0.3034)、(0.1184±0.5830)、(0.0332±0.2480)cm.而考虑摆位误差大小时,俯卧位患者的x、y、z方向上摆位误差分别(0.3008±0.2577)、(0.4428±0.3592)、(0.2271±0.1882)cm;仰卧位患者的x、y、z方向上摆位误差分别为(0.2293±0.1986)、(0.4702±0.3644)、(0.1832±0.1703)cm.俯卧位患者PTV在x、y、z方向分别外放0.540、0.486、0.387 cm;仰卧位患者PTV在x、y、z方向分别外放0.215、0.704、0.257 cm.结论:子宫肿瘤患者仰卧位和俯卧位这两种体位的摆位误差有一定差异,以距离治疗等中心偏差距离小于0.3 cm作为摆位误差校准较适合;俯卧位患者的靶区在x、y、z方向分别外放0.540、0.486、0.387 cm;而仰卧位患者则外放0.215、0.704、0.257 cm.
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肿瘤放疗中体外误差与体内误差的关联性
目的:研究肿瘤放疗中由体表标记和激光灯摆位的床值偏差(体外误差)和由每周一次验证影像匹配所得靶区位置偏移(体内误差)之间的关联性,为评估每周一次影像引导放射治疗(IGRT)方案的有效性提供参考.方法:鼻咽癌、肺癌和宫颈癌患者共计28例.技术员摆位后,记录体外误差;每周一次kV或锥形束CT(CBCT)扫描,并与数字重建影像或定位CT图像配准,记录体内误差.分析两类误差的差异及相关性.结果:3类肿瘤的体外误差和体内误差的系统误差之间相近(P＞0.05).随机误差:鼻咽癌无显著差异(P＞0.05);宫颈癌有显著差异(P＜0.05);肺癌头-脚(SI)方向无显著差异(P＞0.05),腹-背(AP)和左-右(LR)方向有显著差异(P＜0.05).由体内误差得临床靶区(CTV)-计划靶区(PTV)边界(AP/SI/LR):鼻咽癌2.80 mm/1.73 mm/2.73 mm;肺癌9.80 mm/5.98 mm/5.09 mm;宫颈癌3.94 mm/5.20 mm/2.73 mm.结论:鼻咽癌体外误差与体内误差之间有较好一致性,前者可以作为衡量后者的一个指标.肺癌和宫颈癌体外误差与体内误差之间有显著差异,为减小体内误差带来的放疗精度影响,需要考虑高频次的影像引导,或采用先进定位技术(如C-RadCatalyst)进行患者摆位,以完成精确放疗.
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Synergy加速器治疗床自动摆位准确性的验证
目的:验证图像引导放射治疗中Synergy加速器治疗床位置自动校正(RATM)的准确性.方法:Quasar Penta-Guide模体在Brilliance下进行定位扫描,CT图像传送到PrecisePlan治疗计划系统进行计划设计,计划分别传至MOSAIQ和XVI系统.模体在加速器治疗床上摆位后进行CBCT扫描,图像配准后用RATM进行治疗床自动位置校正,用直尺测量激光灯十字线和模体中心十字线的距离作为摆位偏差.选取头部肿瘤患者,CBCT扫描后用骨性标记自动配准,移床后再做一次CBCT扫描,配准后分析残存摆位误差.结果:治疗床的自动大校正范围为20 mm.模体验证结果显示,在左右、头脚、垂直3个方向自动校正误差均小于2mm.头部肿瘤患者的残存误差小于2mm.结论:治疗床远程控制自动摆位的准确性满足临床要求,治疗床自动移动的准确性直接影响治疗效果,需要对治疗床移动的准确性进行验证和采取严格的质量保证措施.
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颅内肿瘤患者影像引导放射治疗的护理
报道65例颅内肿瘤患者采用三光子直线加速器行影像引导放射治疗的护理经验.SCL-90评估显示患者入院时存在焦虑,介绍图像引导放射治疗的独特优势和临床应用的安全性,全面了解了患者的个性特征及心理状态以进行正确引导,患者焦虑情绪明显减轻.由于每次所需治疗时间较长,加上患者疲乏无力,指导在放疗前后30 min卧床休息,保持机体放松状态.该疗法放疗剂量相应增大,隔天评估患者照射野皮肤情况,做好放射性皮肤反应的护理.治疗后密切观察患者的临床表现,警惕颅内高压、脑疝先兆,本组6例患者因颅内压增高者,协助取平卧头高足低位,遵医嘱给予质量浓度为200 g/L的甘露醇快速静脉滴注.临床全程连续护理为影像引导放射治疗精准治疗颅内肿瘤的顺利进行提供保障,入组病例均如期完成了放射治疗.
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MVCT引导下螺旋断层调强放射治疗摆位误差及靶区边界外放分析
目的:对高能X射线计算机体层摄影(MVCT)引导下采用螺旋断层调强放射治疗技术(Tomotherapy)治疗的患者进行摆位误差分析,探讨科室整体摆位水平,并为靶区安全边界外放(Margin)提供依据.方法:对采用TomoTherapy进行调强放射治疗的192例患者,每次治疗前行MVCT扫描,将其图像与计划CT图像进行配比,记录进出(LNG)、左右(LAT)、升降(VRT)和旋转(ROLL)四维方向的误差,并按部位分组(头颈、胸腹和盆腔3个部位),计算单个患者整个疗程误差分布规律及全部患者的系统误差(Σ)和随机误差(σ)大小,利用Margin公式(M=2.5Σ+0.7(σ)得出各部位不同方向的Margin值.结果:192例患者共获得4416幅MVCT图像,得出各部位在LNG、LAT、VRT和ROLL方向的摆位误差分别为:头颈部(1.94±1.78)mm、(0.94±0.81)mm、(1.07±0.98)mm和(0.75±0.89)°;胸腹部(3.72±2.92)mm、(2.12±1.96)mm、(2.04±1.65)mm和(0.47±0.71)°;盆腔(3.68±2.52)mm、(1.36±1.20)mm、(1.83±1.41)mm和(0.47±0.51)°,整体摆位误差为:(3.172.96)mm、(1.401.42)mm、(1.581.40)mm和(0.580.74)°,各部位在LNG、LAT和VRT方向的Margin分别为:头颈部5 mm、2 mm和2 mm;胸腹部8 mm、7 mm和5 mm;盆腔6mm、4mm和3mm.结论:通过对MVCT引导下采用螺旋断层调强放射治疗患者的摆位误差数据分析,了解科室整体摆位水平,为各部位的Margin外放提供可靠依据,临床疗效及副反应尚待进一步研究.
