螺旋断层放射治疗胰腺癌摆位误差分析

目的分析在兆伏级电子计算机断层扫描(MVCT)图像引导下采用螺旋断层调强放疗技术治疗胰腺癌患者的摆位误差,并计算计划靶区(PTV)的边界(margin)外放。方法行MVCT图像扫描,将扫描获取的MVCT图像与计划CT图像进行配准,记录左右(X)、头脚(Y)、腹背(Z)轴方向和横断面旋转(roll)方向的误差值,并对误差值进行分析计算。结果共行592次MVCT扫描。X、Y、Z和roll方向摆位误差值分别为(-0.5±2.8)mm、(-1.1±6.4)mm、(6.0±4.4)mm和(-0.2±0.7)°。X、Y和Z 3个方向上的平均误差小于5 mm,所占比例分别为97.13%(575/592)、88.01%(521/592)和37.84%(224/592),roll方向旋转误差小于1°,所占比例为93.92%(556/592)。根据公式得出在X、Y和Z 3个方向PTV的边界外放间距值分别为5.2、9.9和7.5 mm。结论对MVCT图像引导下行螺旋断层放射治疗胰腺癌患者的摆位误差数据分析,为提高放射治疗精度及疗效,推荐胰腺癌放疗在X、Y和Z三维方向上CTV到PTV的margin外放值分别为5、10和8 mm。     

肿瘤快速旋转调强放疗摆位误差的测量与分析

目的:采用直线加速器机载的千伏级锥形束CT扫描技术对不同部位肿瘤患者的摆位误差进行探讨。方法:应用瓦里安RapidArc直线加速器治疗肿瘤患者180例,其中头颈部患者53例,胸部患者58例,盆腔患者69例。所有患者在首次放疗前行KV-CBCT扫描,以后每周扫描1次。将CBCT扫描图像和计划CT图像及其靶中心匹配,分析靶中心在x、y、z方向上的误差值及其误差分布情况,探讨我科CTV–PTV外放边界大小。结果:系统误差(均数)±随机误差(标准差)在平移误差Lateral左右(x)方向、Vertical背腹(y)方向、Longitudinal头脚(z)方向分别为头颈部x(0.55±0.79)mm,y(0.81±1.00)mm,z(1.21±1.12)mm;胸部x(1.13±1.26)mm,y(1.03±1.09)mm,z(2.12±2.15)mm;盆腔x(0.94±1.16)mm,y(0.87±1.08)mm,z(2.02±1.78)mm;绕y轴方向旋转(Rtn)误差分别为头颈部(0.39±0.48)°,胸部(0.47±0.54)°,盆腔(0.44±0.51)°。结论:CBCT可以减少分次治疗间的摆位误差,保证放疗摆位精度。     

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3 128次扫描,俯卧位1 679次与仰卧位1 449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(0.109 5±0.380 7)、(-0.035 1±0.569 2)、(0.075 1±0.285 2)cm;仰卧位患者的x、y、z方向上摆位误差分别为(0.001 1±0.303 4)、(0.118 4±0.583 0)、(0.033 2±0.248 0)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(0.300 8±0.257 7)、(0.442 8±0.359 2)、(0.227 1±0.188 2)cm;仰卧位患者的x、y、z方向上摆位误差分别为(0.229 3±0.198 6)、(0.470 2±0.364 4)、(0.183 2±0.170 3)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。     

利用VMAT技术对颅内肿瘤进行放疗时配合IGRT的临床研究

目的:探讨利用锥体束CT扫描检查在VMAT技术治疗颅内肿瘤中的价值。方法:选取24例接受VMAT技术进行治疗的颅内肿瘤患者,进行CT模拟定位、勾画靶区,CTV外放5 mm为PTV,在放疗前每周进行1次锥体束CT扫描,与定位CT图像相融合,获得在x、y、z轴及旋转误差,测定个体化的PTV外放边界,设定为PTVCBCT,并计算PTVCBCT体积,将其与PTV体积相比较。结果:x轴方向平均位移为(0.35±0.16)mm,y轴方向平均位移为(0.2±0.09)mm,z轴方向平均位移为(0.09±0.04)mm,旋转误差为(0.8±0.07)°。PTVCBCT较PTV平均体积减少63.6 cm3,平均百分数为19.8%,PTV与PTVCBCT两组体积间有显著统计学差异。结论:利用精确放疗技术对颅内肿瘤患者进行放疗时配合CBCT图像,可以减小PTV外放边界,从而减少PTV体积,减少了正常脑组织受照剂量,放射性脑损伤的发生率将有所降低。     

应用锥形束CT研究儿童神经母细胞瘤放射治疗的摆位误差

目的：应用锥形束CT（CBCT）研究儿童腹部神经母细胞瘤放射治疗分次间（Interfraction）和分次内（Intrafraction）的摆位误差,探讨临床靶区（CTV）到计划靶区（PTV）的外放边界,为临床治疗计划的设计提供参考。方法：选取于2012年10月到2013年5月共10例接受放射治疗的儿童腹部神经母细胞瘤患者,所有患儿分别于治疗前以及治疗结束后进行CBCT扫描,CBCT扫描图像与计划CT图像进行配准,记录左右方向（Medial-Lateral,ML）,头脚方向（Superior-inferior,SI）以及胸背方向误差（Anterior-Posterior,AP）,从而得到分次间和分次内的摆位误差。结果：若按照每周一次图像验证,则摆位误差为：左右方向5.3mm,头脚方向5.7mm,胸背方向5.2mm。若按照每日CBCT图像验证,这种情况下的摆位误差仅为：左右方向2.1 mm,头脚方向1.7 mm,胸背方向1.4 mm。结论：每日CBCT图像扫描可以有效减少儿童神经母细胞瘤的摆位误差,缩小CTV到PTV的外放边界,减少正常组织的受照范围。正常组织受照范围的减少对患者特别是儿童患者有很大意义。在确定CTV到PTV的外放边界时,内边界（InternalMargin）的大小还需要进一步讨论。     

乳腺癌根治术后放疗靶区外放边界的分析及验证

目的:回顾性分析乳腺癌根治术后放疗中的摆位误差,由此计算CTV外扩至PTV的外放边界,并通过模拟摆位误差验证此外放边界是否合适。方法:选取接受乳腺癌根治术后放疗的患者40例,其中左乳腺癌患者20例,右乳腺癌患者20例。根据治疗期间采集的CBCT图像确定摆位误差,计算出外扩边界。在TPS中模拟摆位误差,比较在此外扩边界下的剂量学差异。结果:全组患者左右、头脚、腹背方向的摆位误差分别为（2.09±2.48）、（2.57±2.52）和（2.88±2.54） mm;CTV外扩至PTV的边界分别为6.24、7.99、7.17 mm。在此外放边界下模拟摆位误差,CTV的各项剂量学指标无统计学差异,PTV的D95、D98、Dmax、Dmin有统计学差异,健侧乳腺Dmax、Dmean和脊髓Dmax有统计学差异,其他危及器官剂量学指标无统计学差异。在左右和腹背方向模拟摆位误差3 mm时,计划的γ通过率<95%。结论:摆位误差对PTV、脊髓、健侧乳腺的剂量影响较大。与头脚方向相比,剂量分布受左右和腹背方向摆位误差的影响更大。当摆位误差超过3 mm时需要对其进行修正。     

利用CT模拟机重建图像分析鼻咽癌摆位重复性

目的：探讨我院鼻咽癌放疗病人的体位重复性及摆位误差,制定更为可靠的体位固定方式,为鼻咽癌靶区勾画中的临床靶区（CTV）的外扩具体提供参考。方法：用CT模拟机对我院17例行放射治疗的鼻咽癌病人扫描CT,每周扫描一次,总共扫描6次。利用CT重建后的定位相（SURVEW）测量头部x轴方向（框上缘）与y轴方向的最大值,对6次数值进行统计学分析。比较相邻两次间摆位是否存在差异。结果：17例鼻咽癌患者分次间的摆位误差在x轴的分次摆位误差部分有统计学差异（第一次/第二次：t=2.446,P=0.026;第三次/第四次：t=2.584,P=0.02）y轴的分次摆位误差亦部分有统计学差异（第二次/第三次：t=-2.2,P=0.043）。x、y轴的误差范围分别为（-5.1 mm,5.3 mm）和（-2.95 mm,4.45 mm）。在y轴（头脚）方向误差相对x轴（左右）方向较小。结论：鼻咽癌放射治疗病人在分次摆位时有必要校正摆位误差;患者左右、头脚方向存在误差,头脚方向误差范围较小。本研究结果可作为临床放疗计划肿瘤靶区外扩边界的参考,为进一步完善计划靶区（PTV）扩边范围提供参考。     

3DCT联合4DCBCT在中下叶肺癌SABR放疗靶区外放边界中的应用研究

目的:利用四维锥形束CT（4DCBCT）扫描获取放疗靶区摆位误差和呼吸运动误差,计算肿瘤立体定向消融放射治疗（SABR）中计划靶区体积（PTV）外放边界大小。方法:回顾性分析19例中下叶肺癌SABR治疗患者,治疗前4DCBCT扫描,共72次扫描图像。根据4DCBCT与定位CT的配准结果,评估放疗靶区分次间摆位和呼吸运动误差,确定PTV外放边界大小。结果:放疗靶区摆位误差在左右、上下、前后3个方向上分别为（0.11±0.29）、（0.02±0.58）、（0.05±0.26） cm,放疗靶区呼吸运动误差在3个方向上分别为（-0.06±0.34）、（0.09±0.68）、（0.06±0.23） cm,利用ICRU83#报告公式计算PTV外放边界,在3个方向上分别为1.13、2.15、0.90 cm。结论:4DCBCT可有效评估放疗靶区摆位和呼吸运动误差,并确定中下叶肺癌SABR治疗中PTV外放边界大小。利用本方法计算的外放边界比原来RTOG提出的外放标准更加精确,可个体化评估放疗靶区外放边界。     

32例鼻咽癌调强放疗摆位误差的简单分析

目的:利用电子射野影像验证系统(electronic portal imaging device,EPID)监测鼻咽癌调强放射治疗的摆位误差,为临床医生的计划靶区(planning target volume,PTV)勾画与外放提供参考数据。方法:随机选取32例接受调强放疗的鼻咽癌患者,利用电子射野影像验证系每周一次统获取患者正侧位图像(electronic portal image,EPI),在iView GT系统下与患者首次计划设计时的数字化重建图像(digitally reconstructed radiograph,DRR)进行对照比较,计算摆位误差。结果:左右x轴方向误差为1.36 mm±1.02 mm,前后y轴方向误差为1.23 mm±1.05 mm,上下z轴方向误差为:1.34 mm±1.08mm。结论:32例鼻咽癌患者治疗时三个方向的摆位误差均小于5 mm,严格执行摆位质量控制前提下,这个数据可以用于指导临床医生从内靶区放外5 mm产生PTV,这样既能保证患者的肿瘤受到完全的照射,同时也能保护更多的正常组织避免不必要的照射。     

食管癌个体化临床靶区-计划靶区外扩边界剂量研究及摆位误差分析

目的：研究食管癌放疗个体化临床靶区（CTV）-计划靶区（PTV）外扩边界剂量及摆位误差,在合理的剂量要求下提高放疗治疗精度。方法：选取2021年6月到2022年6月中山大学肿瘤防治中心黄埔院区收治的54例食管癌患者为研究对象,所有患者分次内均行锥形束CT(CBCT)图像扫描,共收集1 283次CBCT图像。在患者放疗前进行CBCT扫描,将CBCT图像与计划CT图像匹配,得到腹背方向（VRT）、头脚方向（LNG）、左右方向（LAT）、旋转横断位（Roll）、旋转矢状位（Pitch）、旋转冠状位（YAW）6个方向的误差。同时分别对54例患者前5次6个维度方向摆位误差计算出均值,利用单样本t检验方法,与全分次摆位误差进行比较,判断差异性。并利用公式（外放边界=2.5∑+0.7δ）计算出PTV外放边界。将计算得出的外扩边界分为5组：A组（所有方向均外扩5 mm）,B组（LAT方向外扩7.9 mm,其它方向5 mm）,C组（LNG方向外扩11.03 mm,其它方向5 mm）,D组（VRT方向外扩6.36 mm,其它方向5 mm）,E组（LAT方向外扩7.9 mm,LNG方向外扩11.03 mm,...     

宫颈癌术后调强计划稳健性研究

目的:通过移动等中心模拟系统误差,探讨宫颈癌术后调强放射治疗（IMRT）中剂量分布受系统摆位误差的敏感程度。方法:分别制定30例宫颈癌术后IMRT计划,在治疗计划中移动等中心,假设每次治疗时系统误差都为同一方向,每位患者沿原始x、y、z轴各移动等中心±3.0、±5.0和±7.0 mm模拟左右、腹背、头脚方向系统摆位误差对剂量分布的影响,在不改变优化条件的情况,重新计算剂量分布,得到30个参考计划与540个再计划DVH参数。配对t检验不同方向差异。结果:误差为3、5和7 mm时,CTV D98和PTV V95下降平均偏差分别为0.16%和0.55%、0.44%和1.72%、0.89%和3.41%;小肠、直肠、膀胱、左股骨头和右股骨头V50超标频率分别为2.22%、0.00%、0.00%、0.00%和0.00%,11.11%、2.22%、0.00%、4.44%和4.44%,15.56%、6.67%、2.78%、13.33%和14.44%。采用配对t检验对不同方向误差进行对比时发现:（1）y轴方向摆位误差比x和z轴方向对CTV D98和PTV V95影响更敏感（P<0.05, P<0.05）;（2）背方向摆位误差比其他方向对小肠和膀胱V50 影响更敏感（P<0.05, P<0.05）;（3）腹方向摆位误差比其他方向对直肠V50影响更敏感（P<0.05）;（4）右方向摆位误差比其他方向对左股骨头V50影响更敏感（P<0.05）;（5）左方向摆位误差比其他方向对右股骨头V50影响更敏感（P<0.05）。结论:摆位误差较小时（<5 mm）,靶区剂量和小肠、膀胱、直肠、左右股骨头V50受摆位误差敏感程度较小,宫颈癌术后IMRT计划较稳健。当摆位误差增大时,宫颈癌术后IMRT计划不再稳健,治疗前一定需要寻找原因,如有必要还需重新做体位固定装置。     

鼻咽癌调强放疗中摆位误差对物理剂量学的影响

目的：测量头颈部肿瘤在放射治疗中的摆位误差，分析鼻咽癌（NPC）调强放射治疗（IMRT）中误差对靶区和危及器官物理剂量学的影响。方法：随机抽取76名头颈部肿瘤患者，通过比较数字重建图像（DRR）和射野图像，测量其摆位误差；从其他住院患者中随机抽取另外10名作调强治疗的鼻咽癌患者，在计划系统中模拟患者治疗时体位的三维误差，重新计算剂量分布，分析一系列相关的靶区和危及器官的剂量参数，明确摆位误差对物理剂量的影响。结果：头颈部肿瘤在左右、头脚、腹背方向的摆位误差分别是（-0．62±1．46）mm，（-0．41±1．54）mm，（-0．31±1．67）mm；鼻咽癌调强放疗中超过3mm的摆位误差对GTV的最小剂量和CTV个别剂量参数的影响有统计学意义，腹背方向的误差对脊髓和脑干受照剂量的影响有统计学意义。结论：对于鼻咽癌调强治疗的患者，摆位误差需要控制在3mm之内：在日常工作中用EPID做质量保证和质量控制工作很有必要。     

千伏级锥形束CT与兆伏级电子摄野影像系统在鼻咽癌影像引导放疗的对比研究

目的:分析千伏级锥形束CT与兆伏级电子射野影像系统用于测量鼻咽癌调强放射治疗的摆位误差,评价两种技术在鼻咽癌调强放疗摆位修正中的应用价值。方法:选取施行IMRT的鼻咽癌患者21例,于放疗实施前先进行EPID正侧位片的拍摄,再进行KV-CBCT的扫描。将EPID拍摄的正侧位片与数字重建射线影像(DRR)配准,得出x、y、z三个线性方向的摆位误差值,同时将扫描的CBCT图像与计划CT图像进行自动的骨性配准,得出x、y、z三个线性方向和绕x轴、y轴和z轴的三个旋转方向的摆位误差值;最终对EPID和CBCT获得的两组数据进行分析比较,分别计算摆位误差以及计划靶体积(planning target volume,PTV)边界;两种技术校正前后的结果进行配对t检验;两种技术的残余误差进行配对t检验结果。结果:CBCT组校正前x、y、z轴的MPTV分别是:3.30 mm、2.58 mm、2.99 mm,校正后分别是1.71 mm、1.71 mm、1.98 mm,t检验有统计学意义(P<0.05);EPID组校正前x、y、z轴的MPTV分别是:2.56 mm、4.02 mm、3.40 mm,校正后为校正前后各个方向0.9 mm、2.37 mm、4.23 mm,t检验有统计学意义(P<0.05)。CBCT与EPID残余误差的数据有统计学意义(P<0.05)。结论:与EPID相比较,CBCT在校正后能使MPTV缩小至2 mm,大大提高了放疗精度,通过残余误差的比较发现CBCT校正误差的能力优于EPID。     

Evaluation of clinical margins via simulation of patient setup errors in prostate IMRT treatment plans

This work evaluates: (i) the size of random and systematic setup errors that can be absorbed by 5 mm clinical target volume (CTV) to planning target volume (PTV) margins in prostate intensity modulated radiation therapy (IMRT); (ii) agreement between simulation results and published margin recipes; and (iii) whether shifting contours with respect to a static dose distribution accurately predicts dose coverage due to setup errors. In 27 IMRT treatment plans created with 5 mm CTV-to-PTV margins, random setup errors with standard deviations (SDs) of 1.5, 3, 5 and 10 mm were simulated by fluence convolution. Systematic errors with identical SDs were simulated using two methods: (a) shifting the isocenter and recomputing dose (isocenter shift), and (b) shifting patient contours with respect to the static dose distribution (contour shift). Maximum tolerated setup errors were evaluated such that 90% of plans had target coverage equal to the planned PTV coverage. For coverage criteria consistent with published margin formulas, plans with 5 mm margins were found to absorb combined random and systematic SDs = 3 mm. Published recipes require margins of 8-10 mm for 3 mm SDs. For the prostate IMRT cases presented here a 5 mm margin would suffice, indicating that published recipes may be pessimistic. We found significant errors in individual plan doses given by the contour shift method. However, dose population plots (DPPs) given by the contour shift method agreed with the isocenter shift method for all structures except the nodal CTV and small bowel. For the nodal CTV, contour shift DPP differences were due to the structure moving outside the patient. Small bowel DPP errors were an artifact of large relative differences at low doses. Estimating individual plan doses by shifting contours with respect to a static dose distribution is not recommended. However, approximating DPPs is acceptable, provided care is taken with structures such as the nodal CTV which lie close to the surface.     

宫颈癌术后调强放疗摆位误差对靶区累积剂量偏差的影响

目的:千伏级锥形束 CT（CBCT）获取分次间宫颈癌术后调强放射治疗(IMRT)摆位误差,分析分次间摆位误差对靶区累积剂量偏差的影响。方法:选取61例宫颈癌术后行调强放疗的患者,全程916次CBCT获取摆位误差,将误差值输入治疗计划系统中,由分次间摆位误差剂量叠加得到累积摆位误差剂量,通过偏差公式与标准计划剂量计算偏差百分比。结果:摆位误差x、y、z方向的偏差和偏移等中心距离分别为0.04（-0.16, 0.25）、-0.05（-0.37, 0.28）、0.10（-0.06, 0.24）和0.55（0.38, 0.78） cm。临床靶区除CTV的HIsum-HIplan和CTV1 的Dsum_D50-Dplan_D50与HIsum-HIplan无统计学差异外,其他临床靶区的配对检验均有统计学差异。计划靶区除PGTVnd的Dsum_median-Dplan_median、Dsum_mean-Dplan_mean、Dsum_D50-Dplan_D50无统计学差异外,其他计划靶区均有统计学差异。累积摆位误差剂量与标准计划剂量分布对比呈现负偏态分布,峰度降低。GTVnd、CTV、CTV1、CTVn、CTV_all与PGTVnd、PTV、PTV1、PTVn、PTV_all剂量偏差均呈降低,计划靶区的累积剂量偏差比临床靶区偏差明显增大。Dmin偏差、D98偏差、D95偏差偏离最大,Dmax偏差、D5偏差、D2偏差变化次之,Dmedian偏差、Dmean偏差、D50偏差变化最小,反S型DVH曲线向左偏移,斜率增大。临床靶区HI偏差均上升。结论:宫颈癌术后调强放疗摆位误差对靶区累积剂量影响存在统计差异性,靶区累积剂量降低、均匀性变劣。宫颈癌术后调强放疗在每次治疗前需进行CBCT位置校准以保证靶区各结构剂量准确性。在放疗计划设计时考虑增加CBCT次数带来额外剂量的风险。