兆伏级锥形束CT在鼻咽癌调强放射治疗中的临床应用研究

目的 评估兆伏级锥形束CT(CBCT)图像引导鼻咽癌调强放射治疗(IMRT)摆位误差和计划靶体积(PTV)的边界.方法 采用头颈肩热塑体膜固定体位,对22例鼻咽癌患者设计IMRT逆向调强放疗计划,采用西门子ONCOR直线加速器配备的MVision兆伏级CBCT容积成像并与计划CT图像进行三维方向(左右、头脚、前后)匹配,获取前5次放射治疗摆位误差调整前和调整后的CBCT数据,分析摆位误差及PTV外扩边界.结果 22例患者三维方向摆位误差分别为左右(-0.03±1.68)mm、头脚(0.17±2.03)mm和前后(0.28±2.15)mm.摆位误差调整后与调整前相比在三维方向均有降低,并且有统计学差异(P<0.05).5次CBCT分次间摆位误差在三维方向上均无统计学差异(P>0.05).摆位误差调整前PTV外扩边界,左右2.78 mm,头脚3.22mm,前后3.46 mm.摆位误差调整后PTV外扩边界,左右1.74 mm,头脚1.94 mm,前后2.13 mm.结论 鼻咽癌各个方向的计划靶区边界小于4 mm,采用兆伏级CBCT技术对鼻咽恶性肿瘤IMRT治疗分次间摆位误差的纠正和PTV边界的评估对提高鼻咽癌IMRT治疗的精度有重要意义.     

应用锥形束CT验证食管癌患者放射治疗时的摆位误差

目的：利用锥形束CT（CBCT）验证对进行放射治疗的食管癌患者在每次摆位过程中的误差进行分析,为医生勾画靶区时从临床靶区（CTV）外扩到计划靶区（PTV）所需的距离提供参考数据。方法：对我科治疗的43例食管癌患者进行CBCT验证,对摆位误差进行分析。结果：根据摆位误差数据计算,食管上段肿瘤外扩大小为2.6-3.9 mm,食管中下段肿瘤外扩大小为2.9-4.7 mm。结论：摆位误差在医生勾画靶区时CTV外扩到PTV的距离范围内。     

两种不同体表标记方式对鼻咽癌患者颈椎摆位误差的影响

目的 通过锥形束CT（CBCT）图像与定位CT图像的配准,分析两种不同体表标记方式对鼻咽癌患者颈椎摆位误差的影响。方法随机选择32例鼻咽癌患者,平均分成两组。在3点标记组（B组）患者的固定网膜上常规标记3个定位点,4点标记组（A组）除常规3个定位点外,在患者的左右锁骨头中间增加1个定位点,用于引导患者的颈部摆位。每例患者每周1次CBCT扫描,整个疗程共6套CBCT图像。最后在医科达MOSAIQ系统中通过CBCT图像与定位CT图像的配准,分析患者的6个颈椎在左右方向上的摆位误差。结果两组患者的C1、C2、C3在左右方向上的摆位误差,差异无统计学意义（P>005）,但C4、C5、C6差异有统计学意义（P<005）,与B组相比,A组能减少14～33 mm。结论4点标记方式能明显提高鼻咽癌患者的颈椎摆位精度。     

肺癌图像引导放疗不同配准方式对摆位误差的影响

目的：探讨图像引导肺癌放射治疗（以下简称放疗）时不同图像配准方法对摆位误差的影响。方法：利用Elekta Synergy直线加速器对43例肺癌患者进行基于锥形束CT（CBCT）的图像引导放疗（IGRT）。将重建获得的CBCT图像与原计划系统CT图像进行骨性和灰度两种模式匹配,分析X、Y、Z轴水平方向的摆位误差及旋转方向摆位误差,比较两种匹配模式之间的差异。结果：43例肺癌放疗共进行114次CBCT扫描,其中骨性配准和灰度配准在X轴水平方向的误差分别为（-0.297±3.137）mm、（0.377±2.958）mm;在Y轴水平方向的误差为（-1.415±5.313）mm、（0.719±5.451）mm;在Z轴水平方向的误差为（0.632±3.033）mm、（-0.679±2.982）mm。骨性配准和灰度配准在X轴旋转方向的误差分别为（-0.469±1.605）°、（-0.493±1.461）°;在Y轴旋转方向的误差为（-0.203±1.431）°、（0.35±1.424）°;在Z轴旋转方向的误差为（0.134±1.478）°、（0.196±1.348）°。将6个方向摆位误差计量数据配对进行统计学处理,骨性配准和灰度配准两种配准方式除了在X轴旋转和Z轴旋转差异无统计学意义（均P〉0.05）外,其他4个方向的摆位误差计量数据差异均有统计学意义（P〈0.05）。结论：肺癌行IGRT时,两种配准方式均可选择,建议首先使用灰度配准,骨性配准辅之。     

基于CTVision研究宫颈癌调强放疗中摆位误差对剂量分布的影响

目的通过测量宫颈癌调强放疗中的摆位误差,分析摆位误差对肿瘤计划靶体积（PTV）及危及器官受照剂量分布的影响。方法20例宫颈癌患者调强放疗过程中每周1次行CTVision图像引导扫描,其实时扫描图像与计划CT图像融合配准获得X、Y、Z方向上的摆位误差,将上述误差引入治疗计划系统重新计算得到PTV及危及器官的剂量分布参数并与原计划行配对t检验。结果X、Y、Z方向上的摆位误差分别为2.14、5.52、2.47 mm;再计划的PTV 95%体积剂量（D95）和最小剂量（Dmin）明显小于原计划（P<0.05）;再计划膀胱和直肠接受45 Gy剂量体积（V45）明显大于原计划（P<0.05）。结论摆位误差导致PTV D95明显不足,危及器官体积剂量均增加,因此宫颈癌放疗过程中摆位误差的在线纠正是必要的。     

15例非小细胞肺癌IMRT计划与IGRT计划剂量学比较研究

目的非小细胞肺癌患者通过图像引导放疗技术确定PTV外扩数值，与常规三维调强计划（CT—IMRT）进行剂量学比较研究。方法选取15例病理组织学确诊的非小细胞肿瘤患者，每周行1次肺部CBCT扫描，每次在放疗前、放疗后分别扫描，得到数据依据二参数法得到三维方向外扩距离，按照外扩距离数据重新勾画靶区并制定计划（CT—IGRT），并与原计划（CT—IMRT）的PTV、双肺、脊髓、心脏的受量、体积进行比较，差异行配对t检验；并依据LymanNTCP模型设计正常组织并发症概率（NTCP）程序，比较2种计划的肺组织NTCP，差异行非参数wilcoxson检验。结果校正后PTV外扩值较前减小。校正后肺平均剂量减小，2种计划有统计学差异。校正后随双肺受照体积增加，经CBCT校正后NTCP有下降趋势，V5、V10、V20、V30、V40、V50CT-IGRT比CT-IMRT明显减低（P均〈0．05）。结论利用CBCT技术校正后可减小摆位误差，缩小PTV外扩数值，精确PTV外扩距离，减小双肺平均受照剂量，降低正常组织并发症概率。     

千伏级CBCT与X线透视成像校正鼻咽癌患者摆位误差相关性及一致性研究

目的探讨千伏级锥形束CT（CBCT）与X线透视成像在鼻咽癌影像引导调强放疗中摆位校正时的相关性及一致性。方法选择35例鼻咽癌患者为研究对象,治疗实施前均行正侧位的千伏级X线透视成像、千伏级CBCT检查,分别将正侧位千伏级X线透视图像、CBCT图像与治疗计划数字重建射野图像进行手动配准与自动的骨性配准,得出左右（x）、上下（y）、前后（z）等3个方向上的摆位误差值。应用Spearman相关分析两种图像采集方法的相关性,Bland-Altman绘图法检验两者的一致性。结果CBCT、千伏级X线透视成像在x、y、z方向的CTV-PTV外放边界（M_ptv）推荐值分别为0.41、0.56、0.31cm和0.36、0.50、0.43cm。两种图像采集方法在x、y、z方向所得的平移摆位误差结果均呈正相关（rs=0.634、0.869和0.735,均P＜0.05）。两种图像采集方法在x、y、z方向上的95%一致性限度分别为[0.26,-0.22]、[0.21,-0.23]、[0.21,-0.33]cm,提示两者所得的平移摆位误差缺乏足够的一致性。结论X线透视成像尚不能替代CBCT。考虑到千伏级X线透视成像的照射剂量较千伏级CBCT小一个数量级,临床上可根据实际情况联合运用两种方法。     

利用OBI系统减少盆部肿瘤摆位误差的研究

目的：探讨机载影像系统（OBI）在分析盆腔部肿瘤调强放射治疗时摆位误差中的作用。方法选取我院收治的盆腔部肿瘤患者80例作为研究对象,并采用Varian医用直线加速器对其进行治疗。每组治疗前获取锥形束CT（CBCT）图像,并与计划CT图像和靶中心区域匹配,计算摆位误差。结果盆部肿瘤调强放射治疗时摆放误差为系统误差（均数）±随机误差（标准差）如下：x方向-0.4730±2.5821,y方向0.8791±5.4567,z方向0.1126±3.3328,旋转误差r为-0.2416±1.6754。结论 OBI系统能够提高摆位精度,减少误差,减少对周围组织的照射,对指导摆位误差的修正具有较大意义。     

基于CBCT扫描分析头颈部肿瘤放疗摆位误差

目的 3D CRT/IMRT治疗前行CBCT扫描,测定分次治疗间摆位误差,为头颈部肿瘤制定放疗计划CTV外放PTV提供参考依据.方法 采用Varian-21EX直线加速器机载影像系统(OBI),在三维适形或调强放疗前行锥形束CT(CBCT)扫描,系统自动重建成断层图像,获得患者腹背、头脚、左右方向的摆位数据,并直接与治疗计划CT扫描图像相匹配得出两者间误差.结果 统计268组CBCT扫描摆位误差数据显示,在左右、头脚、腹背方向平均误差分别为(1.2±1.7)mm、(1.8±3.2)mm、(0.5±2.0)mm,绝对最大值分别为7mm、12mm、7mm,以头脚方向的移动幅度稍大.小于3mm和5mm的误差在三个方向上分别为58%、43%、76%和85%、81%、94%.结论 通过对本组CBCT扫描测得的误差数据分析,头颈部肿瘤在设计三维适形或调强放疗计划外放PTV时,考虑由摆位而引起的误差边界(SM)一般要3～5mm.     

4D CBCT在胸部肿瘤影像引导下自动配准精度及其影响分析

  目的  研究胸部肿瘤患者进行放射治疗时,使用4D 锥形束CT（CBCT）作为图像引导策略,选用自动配准方式进行图像配准,分析其针对胸部不同种类肺部肿瘤的精度,为临床使用4D CBCT提供指导。  方法  使用呼吸运动模体及两种肺插件模拟胸部两种肿瘤（肺内孤立性肿瘤和粘连性肿瘤）及其运动,对每种模拟肿瘤扫描4D CT,在各种人为摆位误差下扫描4D CBCT,使用手动和自动配准方式对各组4D CBCT进行配准。  结果  肺内粘连性肿瘤组出现较多明显误配情况,以靶区大小创建蒙片及靶区外扩0.5 cm创建蒙片的自动配准方式与手动配准方式结果差异有统计学意义;肺内孤立性肿瘤组明显误配情况偶发,各种自动配准方式与手动配准方式结果差异均无统计学意义。  结论  在使用4D CBCT作为胸部肿瘤患者图像引导策略时,对于与胸壁、纵隔等粘连的肿瘤不宜使用其自动配准程序;对于肺内孤立性肿瘤,自动配准方式与手动配准方式具有相似的配准精度,但仍需审核排除明显误配的情况。     

应用锥体束 CT分析肝癌图像引导放疗的摆位误差及外放边界

目的：分析千伏级锥体束CT （ KV-CBCT ）肝癌图像引导放疗摆位误差,为肝癌放疗计划靶区（PTV）的外放边界提供参考。方法应用医科达Synergy直线加速器治疗31例肝癌患者,KV-CBCT扫描采集的X线容积图像（ XVI）与计划CT图像的靶中心匹配,获得腹背（ X）、头脚（ Y）、左右（ Z）三个方向的线性误差x、y、z和绕X、Y、Z轴旋转形成的旋转误差u、v、w。由公式计算出肝癌临床靶区（ CTV）到计划靶区（ PTV）的外放边界值（ MPTV ）。结果共进行275次 CBCT 扫描,其在 X、Y、Z 方向上摆位误差 x、y、z 中位数分别为1．70 mm、1．30 mm、0．80 mm,旋转误差u、v、w分别为0．65°、0．38°、0．31°。 MPTV在X、Y、Z方向上分别为4．11 mm、8．49 mm、4．94 mm。结论采用KV-CBCT技术测量肝癌图像引导放疗的摆位误差,为肝癌放疗MPTV提供参考,提高了肝癌放疗的精准性。     

CBCT在盆腔肿瘤放疗摆位中的临床应用

目的应用Vrian Trilogy锥形束CT（CBCT）分析盆腔部调强放射治疗中的摆位误差,为设计放疗临床靶区（CTV）外放到计划靶区（胛V）提供数据参考。方法30例盆腔肿瘤患者均采用调强放疗技术,真空袋固定,首次治疗均需行CBCT扫描,以后每周扫描1次,将CBCT图像和计划CT图像进行自动及手动匹配,获得X（左右）、Y（头脚）、Z（前后）方向的偏移数据,以判断摆位的准确性。结果患者首次摆位后行CBCT扫描,其在X、Y、Z方向上的误差分别为（1．73±0．62）mm、（5．63±0．13）mm、（2．81±0．52）mm;经纠正后的误差明显降低,且与首次摆位后的误差相比,有统计学意义（P〈0．05）;但在治疗过程中的再次摆位误差较纠正后显著增加（P〈0．05）;根据MPTV的计算公式（M=2．5∑总＋0．7总σ）,纠正前X、Y、Z方向的MPTV分别为4．58mm、11．82mm、6．45mm,纠正后X、Y、Z方向的MPTV分别为1．78mm、2．84mm、2．14mm。结论使用CBCT扫描系统,能较准确、高效地修正摆位误差,提高治疗精确度,并为治疗单位准确设定计划靶体积（PTV）提供了依据。     

源皮距辅助对宫颈癌适形放疗摆位误差的影响

目的 探讨宫颈癌三维适形放疗摆位时用源皮距实时辅助检测是否可以减小误差.方法 54例患者分为两组,制定3D-CRT计划,对照组摆位后直接拍摄验证片,辅助组在摆位时利用源皮距检测后再拍摄验证片,两组验证片分别与放疗计划的DRR图像比较,X、Y、Z方向上的误差记为△X、△Y和△Z,三维方向的总误差为D2=△X2+△Y2+△Z2.结果 对照组的摆位误差:△X、△Y和△Z为(2.5±2.0)mm、(5.7±3.5)mm和(3.2±2.5)mm,三维方向的总误差为(7.0±3.2)mm;辅助组的摆位误差:△X、△Y和△Z为(1.8±1.6)mm、(3.1±2.3)mm和Z方向(2.3±1.8)mm,三维方向的总误差为(4.3±3.2)mm.两组误差在X、Y、Z方向和三维方向均有明显差异(P＜0.01).结论 宫颈癌三维适形放疗时运用源皮距辅助可以减小摆位误差,且实时方便.     

基于4D—CT和变形图像配准获取肺通气功能的三维分布

目的获取基于4D—CT和变形图像配准方法,建立肺通气功能的三维分布阿像。方法在患者自由呼吸状态下进行肺部4D—CT图像采集和重建;用B样条三维变形配准算法,对4D—CT中不同相位的两个CT图像系列进行配准,获得三维变形场文件,再将该文件转换为雅可比行列式矩阵,根据其物理含义进行量化分析,得到任意横断面的通气分布图像。将此图像伪彩化后与CT图像融合,再进行任意冠状面、矢状面重建,从而得到直观的横断面、冠状面、矢状面三维方向的通气功能分布。将自动勾画并计算出的不同功能肺的体积,与吸气末和呼气末肺体积之差进行相关分析。结果实现了快速获得直观的肺通气功能的三维分布。结果表明,不同功能肺体积与呼吸过程中肺体积的最大变化显著相关（P〈0．05）。结论基于4D—CT和变形图像配准来获取肺通气功能的i维分布图像简便、快捷,具有可行性。     

CBCT成像在涎腺造影检查中的应用价值

  目的  探讨CBCT成像技术在涎腺造影诊断涎腺疾病中的应用价值。  方法  对51例患者行涎腺造影术后,进行传统曲面体层摄影（traditional pantomography,TPAN）和CBCT扫描;利用CBCT容积数据重建多平面图像（multi-planar reconstructed ,MPR）、合成曲断面图像（synthetic pantomography,SPAN）及3D图像,并与TPAN影像对比。  结果  51例涎腺造影后的CBCT- 3D图像,能360°立体展示涎腺全貌,对涎腺导管扩张、狭窄及末梢导管“点状扩张”等病变特征的显示优势明显;其MPR三维图像对涎腺占位性病变（如阴性涎石、肿瘤）形成的充盈缺损显示更为清晰和准确。  结论  CBCT成像在涎腺造影检查中能以多种重建技术（MPR、SPAN、3D）立体展示涎腺导管系统及腺体形态改变,更有利于涎腺疾病诊断,加之体位舒适、操作简便,辐射剂量低等优点,在涎腺疾病诊断中具有独特的应用价值。     

一种用于调强剂量计算的快速CBCT HU值修正方法

目的建立一种快速CBCT HU值修正方法,并将其应用于实际患者调强剂量计算。方法取10例头颈计划,获取患者的计划CT和第一次治疗时的CBCT图像。利用Eclipse计划系统进行配准并将CT图像上勾画的轮廓结构拷贝至CBCT图像。统计CBCT和CT上各轮廓的平均HU值,建立HUCBCT-UCT关系曲线,从而获取CBCT对应的CT值-电子密度曲线。另外选取5例头颈病例对其CBCT图像进行修正前后剂量进行计算,并与计划CT的剂量分布进行Gamma一致性比较和DVH比较。结果修正后的CBCT剂量计算结果与CT剂量计算结果相一致,Gamma一致性验证结果提高约4.4%,PTV平均剂量差异小于0.56%。结论本文的CBCT HU值修正方法可应用于临床患者的头颈部肿瘤剂量计算。