利用锥形束CT图像分析非小细胞肺癌临床靶区外放的研究

目的 探讨非小细胞肺癌三维适形放射治疗临床靶区的外放范围。方法 8例非小细胞肺癌患者均采用三维适形放疗或调强放疗。分次放疗前、后患者在治疗床上进行锥形束CT扫描,并将锥形束CT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 8例患者共计160组配准数据。如果放射治疗过程中未进行在线图像引导校正,在实际应用中临床靶区外放10.9 mm;如果每次放射治疗均进行在线图像引导校正,在实际应用中临床靶区外放2.2 mm。结论 非小细胞肺癌三维适形调强放疗时具有一定的摆位误差。基于锥形束CT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临床靶区外放。     

非小细胞肺癌在线配准剂量残差回归式离线补偿技术的初步探讨

目的:探讨非小细胞肺癌(NSCLC)锥形束CT(CBCT)图像引导在线摆位校正后,对残余误差导致的剂量学差异进行离线补偿的可行性.方法:2例NSCLC患者入组.每分次放疗前进行在线CBCT图像引导摆住校正,然后对在线CBCT图像数据进行回顾性分析.离线配准CBCT图像与计划CT图像,对比分析配准后CBCT图像上靶区的剂量分布与初始计划的差异,如果发现明显的剂量缺陷区域,则通过逆向调强技术制定新的放疗计划,下一分次放疗按新计划执行.结果:NSCLC患者经在线图像引导摆位校正后,仍然有多分次靶区存在欠剂量区,通过逆向调强技术可以给予欠剂量区以高剂量,从而实现对前次治疗所欠剂量的补偿.结论:离线逆向调强补量技术作为在线图像引导技术的补充,能够对在线图像引导后配准残差导致的剂量学误差进行有效补偿,有望进一步减小靶区外放,实现与每日计划相同的剂量学目标.     

CT引导在线校正分次放疗间误差的研究进展

分次放疗间误差是影响患者放疗疗效的主要因素，在分次放疗过程中，根据肿瘤患者及其器官放疗过程中随时间变化的频率不同，可采用不同的CT扫描安排，评价分次放疗间的位置误差。将放疗当日图像与初始计划时图像进行配准，找出不同轴线上的位移矢量，通过移床调整患者的位置等在线摆位或通过调整多叶光栅的形状、形变剂量强度等在线调整放疗计划的方法校正。为兼顾效率和效能，可适当减少靶区勾画层数，并改进图像获取方法。     

CTVision 图像引导下非小细胞肺癌立体定向放疗的精确性分析

目的 探讨CTVision引导下非小细胞肺癌立体定向放疗的精确性。方法 2010—2012年应用西门子ONCOR CTVision加速器对10例非小细胞肺癌患者行立体定向放疗,采集每位患者每次放疗前后CT图像并与治疗计划CT图像进行匹配,在线调整并分析患者放疗前后位移误差。通过离线勾画每位患者每次放疗前后(共8次)大体肿瘤体积,融合8次靶区得到内靶体积,通过比较内靶体积和计划靶体积进行离线验证治疗过程准确性。配对样本t检验差异。结果 分析10例肺癌患者放疗前后80次CT扫描数据,结果显示放疗前和后在左右、上下、前后方向位移误差均相似,分别为(－0.10±1.30) mm和(－0.15±1.31) mm (P=0.720)、(0.18±1.32) mm和(0.18±1.43) mm (P=1.000)、(－0.08±1.19) mm和(－0.13±1.18) mm (P=0.750)。内靶区的体积均小于计划靶区体积,分别为13.53 cm³和37.84 cm³(P=0.000)。结论 CTVision加速器能够确保肺癌患者立体定向放疗的准确性和安全性。     

CT与MRI图像融合在颅内肿瘤三维适形放疗中的应用

目的采用CT与MRI图像融合技术,为颅脑肿瘤三维适形放疗提供更精确地靶区定义。方法对25例脑瘤患者分别使用CT和MRI进行三维适形放疗定位,比较2种图像采集方式确定靶区的不同。以MRI确定的靶区作为大体靶区(GTV),以CT图像提供的CT值进行剂量计算,制定放疗计划。结果25例患者均接受了CT和MRI定位,解剖结构及体表标记均基本重合。其中23例患者CT和MRI扫描后显示病灶数目相同,2例患者显示病灶数目不同。CT比MRI扫描GTV体积增大者10例,缩小者15例。放疗结束后复查颅脑MRI评价疗效,有效率为64.0%。结论CT与MRI融合技术进行三维立体适形放疗定位,提高了GTV确定的精确性,提高了适形放疗的精度。     

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.     

PET-CT图像融合精度对非小细胞肺癌放疗计划的影响

目的测定非小细胞肺癌病灶的同机FDGPETCT图像融合的精度,并利用PETCT融合图像制定精确放疗计划,探讨融合精度对放疗计划的影响。方法13例非小细胞肺癌患者分别采用几何中心法(COG)及体积法测定PETCT同机图像融合精度,COG法为测定病灶PET图像的COG与CT图像COG的距离,体积法为测定病灶PET与CT图像融合部分体积(VPETCT)占总体积(VPET+CT)的百分比(PPETCT),将勾画靶区文件传输至三维放疗计划系统,每例病例分别依据PET、CT、PET+CT3个靶区制定三套计划,分别比较三者正常组织受照剂量(肺、心脏、脊髓)的差异。结果采用COG法测定所有病灶的融合误差为(4.95±2.41)mm(1.00～8.68mm)。采用体积法测定PPETCT为46.7%±19.2%(2.7%～70.4%)。按照不同靶区制定的三组计划中,肺的受量(V20、肺平均受量)、脊髓最大剂量、心脏平均和最大受量的差异均有统计学意义(P<0.05),脊髓的平均受量差异无统计学意义(P=0.05)。下肺病灶PETCT图像融合精度较差,制定放疗计划中正常组织受量增加较上肺病灶明显。结论肺部病灶同机PETCT融合的偏差较小。融合精度对靶区的大小有一定的影响,融合误差将会使正常组织的受量增加。采用融合图像制定放疗计划时,必须对融合精度进行测定并采取有效的措施降低融合误差。     

宫颈癌IMRT靶区及OAR体积与位置变化研究

目的 通过量化方法研究IMRT前与放疗中期靶区及正常组织体积与空间位置的变化。方法 选取 40例经过IMRT的宫颈癌患者。分别于放疗前及放疗剂量达27 Gy (15次)时各扫描1组CT图像。临床医生分别在这两组CT中勾画出靶区与OAR。通过Pinnacle计划系统图像配准把第1次靶区与OAR映射至第2次CT图像上。分析靶区与各OAR体积变化,并使用体积差异法和DICE相似度法来评价空间位置变化情况。配对t检验差异。结果 疗前和放疗15次的原发灶GTV、盆腔转移淋巴结GTV均不同(P=0.000、0.000)。使用体积差异法评价原发灶GTV变化率平均为(38.64±19.50)%,范围 3.16%~86.49%;盆腔转移淋巴结变化率平均为(42.49±25.68)%,范围 2.79%~87.42%; OAR中膀胱体积变化率最大,平均为(55.13±33.40)%,范围 3.25%~116.01%。使用DICE值法评价,原发灶GTV平均为 0.50±0.18,范围 0.10~0.85;盆腔转移淋巴结GTV平均为 0.31±0.20,范围 0.00~0.71,OAR中直肠DICE参数最小,平均为 0.57±0.14,范围 0.18~0.76。结论 IMRT宫颈癌患者疗前和疗中靶区及正常组织体积与空间位置发生明显变化,应及时修改放疗计划确保靶区足够剂量,同时避免OAR超过剂量限值是非常有必要的。     

C-RAD Catalyst HD系统在乳腺癌保乳术后调强放疗中实时监测运动位移的剂量学研究

目的:分析光学体表监测系统C-RAD Catalyst HD在放疗中实时监测乳腺癌患者的体表运动位移，给出使用C-RAD Catalyst HD系统应当设定的建议运动阈值。方法:以C-RAD Catalyst HD系统实时监测乳腺癌患者体表运动位移数据为参考，分析其平移方向上的运动位移区间占比，模拟患者运动规律将不同位移等中心代入患者的QA计划中读取剂量学参数。结果:在Y（头脚）与Z（前后）的正方向上位移的计划，计划靶区的D2%、HI呈线性递增趋势，计划靶区的D98%、V95%、CI及危及器官的剂量学参数呈线性递减趋势，且危及器官的剂量学参数均在临床可接受范围之内；在负方向上位移的计划，计划靶区剂量变化趋势和危及器官的剂量学参数均呈线性递增趋势。计划靶区不符合临床处方剂量要求的参数:正方向上位移超过3 mm时计划靶区的V95%；正方向上位移超过5 mm时计划靶区的D2%；负方向上位移超过4 mm时计划靶区的D2%、V95%。超出剂量参考限值的危及器官剂量学参数:负方向上位移超过3 mm时患侧肺的Dmean、V5 Gy和左侧乳腺癌患者心脏的V40 Gy;超过4 mm时健侧乳腺的Dmean、左侧乳腺癌患者心脏（Dmean、V5 Gy、V30 Gy），右侧乳腺癌患者（心脏的Dmean、肝脏的V5 Gy）;超过5 mm时患侧肺的V20 Gy。结论:使用C-RAD Catalyst HD系统监控乳腺癌保乳术后放疗患者在治疗过程中的运动位移时，建议设定3 mm的运动阈值控制加速器束流。     

基于锥形束CT与计划CT图像在线配准的非小细胞肺癌临床靶区外放研究

目的 分析非小细胞肺癌(NSCLC)放疗过程中,应用锥形束CT(CBCr)图像在线校正或来进行在线校正时临床靶区(CTV)的合理外放.方法 8例行三维适形放疗的NSCLC患者入组.放疗前后各行CBCT扫描1次,并将CBCT图像与计划CT图像在线配准.根据配准获得的左右(X轴)、头脚(Y轴)、前后(Z轴)方向上平移矢量调整治疗床的位置,从而修正摆位和器官运动引入的误差.按上差方法每周采集CBCT图像2-3次.放疗前后配准得到的平移矢量分别作为分次间误差和分次内误差代入CTV外放计算公式,计算未进行在线校正和计算进行在线校正后NSCLC放疗的群体化CTV外放.结果 8例NSCLC患者共143组配准数据.若未进行CBCT在线校正,CTV外放为:左右方向8mm、头脚方向9 mm、前后方向11mm.若进行CBCT在线校正,各方向上CTV外放均为2 mm.结论 NSCLC患者三维适形放疗时具有一定的摆位和器官运动误差.基于CBCT图像分析的在线校正方法能明显减小这些误差,并有助于确定合适的CTV外放.     

食管癌分次放疗期间靶区不确定性初步研究

目的 观察食管癌分次放疗期间靶区变化情况,探讨这些变化对放疗计划实施影响程度.方法 选取14例未手术并拟接受全程三维适行放疗食管癌患者.在放疗期间每照射10次重新行定位CT扫描,并且再次勾画靶区(GTV).随后将放疗前制定放疗计划复制到新CT图像上,观察分次放疗期间新勾画靶区与放疗前治疗计划符合程度.结果 放疗过程中GTV总体呈递减趋势,14例中5例在照射至第10次时出现CTV增大为初始2.0%～37.7%.95%等剂量曲线包括计划靶体积(PTV)初始计划时为97.81%±1.53%、第10次时为91.95%±5.25%、第20次时为94.27%±4.23%和第30次时为94.03%±6.45%,且在照射后第10、20和30次分别有6、5和4例出现95%等剂量曲线包括PTV降至95%以下.结论 食管癌分次放疗期间靶区出现明显变化而使放疗实施存在不确定性.     

局部晚期食管癌在三维适形放疗中靶区中心偏移的研究

目的:比较局部晚期食管癌三维适形放疗中二次CT定位靶区中心位置的变动.方法:对患者进行体部热塑膜、真空垫固定,治疗体位下分别于放疗开始时及放疗中(原发病灶剂量DT 40Gy)进行2次CT模拟定位、影像传输、用治疗计划系统勾画GTV、PTV,制定三维放疗计划,PTV以90%等剂量线包绕靶区,根据两次靶区中心位置确认X轴、Y轴、Z轴的移动范围,判断靶区中心位置的变动情况.结果:对于每位食管癌患者,放疗过程中,食管靶区位置均有不同程度的变动.Y轴变动幅度明显大于X轴的变动.结论:食管癌放疗剂量达40Gy时需进行第二次CT定位.     

鼻咽癌IMRT中气腔对靶区及OAR剂量影响

目的 明确IMRT中气腔效应对鼻咽癌患者原发肿瘤及OAR受照射剂量影响。 方法 选择鼻咽癌患者9例,放疗前及放疗第25次分别接受CT定位扫描。在放疗前CT图像上勾画靶区及OAR,制定计划plan1。复制plan1,将此放疗前CT图像与放疗第25次CT图像融合。在放疗前CT图像上勾画靶区退缩后形成的空腔并将空腔的密度强制设为0,并将放疗前勾画的靶区减去空腔体积形成新靶区,此CT图像命名为CT_Air。使用plan1计划的设野及计划参数,在CT_Air上计算剂量分布,形成放疗计划plan2。假设plan1和plan2分别被全程使用,配对t检验比较有气腔和无气腔情况下原发肿瘤及OAR受量。     

CT-MRI图像融合对前列腺癌调强放疗靶区及正常组织剂量影响

目的 探讨CT-MRI图像融合对前列腺癌调强放疗靶区及正常组织剂量影响.方法 对10例经病理证实的中高危局限期前列腺癌患者行CT模拟定位和MRI图像采集.用CT-MRI图像融合软件确定同层面CT和MRI图像,分别在其上勾画前列腺和精囊腺靶区、直肠、膀胱等并对靶区进行调强放疗计划设计,比较它们在直肠和膀胱的剂量体积直方图参数间差异.结果 CT、MRI图像上勾画的前列腺+精囊腺平均体积分别为84.03、53.53 cm3(t=2.47,P=0.024),基于CT和MRI图像进行调强放疗计划设计后直肠V50、V60、V70分别为37.03%和30.28%(t=2.71,P=0.014)、24.99%和19.13%(t=2.83,P=0.011)、14.55%和9.53%(t=3.19,P=0.005);膀胱最大剂量分别为82.45 Gy和81.10 Gy(t=2.41,P=0.027).结论 MRI图像上勾画的前列腺+精囊腺体积比CT图像上勾画的小,基于MRI图像勾画靶区制定调强放疗计划比基于CT图像的可明显减少受较高剂量照射的直肠体积.     

肺癌三维适形放疗中再次CT定位对靶区和正常组织剂量学影响

肺癌三维适形放疗中靶区及正常组织体积、形状和位置会发生变化,应适时调整治疗计划以最大限度照射肿瘤、减小正常组织受照范围.本研究对20例接受放疗的局部晚期非小细胞肺癌患者治疗中进行了二次CT定位,在前半程治疗基础上,根据第2次CT定位结果 重新制定治疗计划,探讨放疗过程中二次定位对正常组织及靶区剂最学的影响.     

锥形束CT在盆腔肿瘤放射治疗摆位中的临床应用

目的探讨锥形束CT(CBCT)在盆腔肿瘤放射治疗摆位中的应用效果。方法选取2012年6月至2013年6月间采用调强放疗技术的120例盆腔肿瘤患者,实施CBCT扫描,手动匹配获取的CT计划图像和CBCT图像,得出误差数据以判别摆位是否准确。结果盆腔肿瘤患者的头脚方向摆位误差较另两个方向大(P<0.05),最大的误差值高达12.6mm,其中>5mm的占据23.0%。在纠正后和治疗后的各方向摆位误差较首次摆位误差均明显下降,前后比较差异有统计学意义(P<0.05);依据计划靶区外放剂量值(MPTV)的推导公式进行计算,证明不低于90.0%的临床靶区达到了95.0%以上的处方剂量。在首次摆位匹配经纠正后,各方向的MPTV值均有所下降(P<0.05)。结论 CBCT能够对盆腔肿瘤放疗摆位的误差施以实时监测,同时予以校正,使照射靶区能够外放到计划靶区上,大大提高了放疗的精准性,降低不可逆严重并发症或后遗症的发生率,有效控制和治愈肿瘤。     

BOLD-fMRI在脑胶质瘤术后IMRT中视觉功能区保护价值

目的 评价血氧水平依赖功能MRI (BOLD-fMRI)在枕叶脑胶质瘤术后放疗视觉功能区保护中的临床应用价值。方法 选取2014—2016年间枕叶区脑胶质瘤术后拟行放疗病例28例。所有患者放疗前行定位CT、常规MRI及BOLD-fMRI检查,获得在3DT1解剖图像上显示的视皮质激活图,并以此为指导在定位CT图像上标记视皮质区,采用IMRT技术分别制定视觉功能区保护性放疗计划和未考虑视觉功能区的常规放疗计划。通过比较PTV的CI、HI、Dmax、Dmean以及视皮质区所受Dmax、Dmean,评价视觉功能区保护性方案的可行性。结果 常规放疗计划及视觉功能区保护性放疗计划在确保靶区有效治疗剂量及常规OAR剂量限制在安全可接受范围前提下,PTV的CI及HI差异无统计学意义(P=0.874、0.602)。视觉功能区保护性放疗计划患侧视皮质Dmax、Dmean分别降低8.40%、9.25%,健侧13.26%、14.77%。结论 利用BOLD-fMRI指导制定视觉功能区保护性放疗计划,在保证靶区处方剂量前提下,相比常规放疗计划,降低了视觉功能区受量,进而可以实现相应的功能区保护。     

PET-CT成像用于碳离子治疗剂量验证的SUV值范围研究

目的 采用碳离子治疗计划CT图像与实际碳离子照射后靶区位置产生的正电子PET-CT图像进行配准融合,在照射后衰变时间下以不同靶体积、单次靶区剂量测量对应PET-CT图像SUV值并找出相应范围,为临床治疗中采用在线PET-CT图像准确评价验证计划靶区剂量与实际靶区剂量相关性和一致性提供参考和帮助。 方法 选用仿真头部体模为研究对象,经模拟CT扫描生成计划图像后在重离子TPS中勾画体积分别为10、4、1 cm³规则立方体,以模拟颅内脊索瘤患者CTV。采用重离子治疗系统以固定90°单射野对三组虚拟靶区分别进行照射,单次相对平均等效剂量分别给予2.5、5.0、8.0 GyE,模拟常规分割和大分割剂量放疗。照射后即时应用PET-CT系统对体模进行扫描,采用医学图像处理软件对治疗计划CT图像与实际照射后PET-CT图像进行刚性配准融合,通过计划CT图像中虚拟靶体积位置确定相应PET-CT图像中该范围内SUV值等一系列数据,并分析不同靶体积和不同照射剂量条件下各次PET-CT图像中SUV数据组的规律和异同。Pearson法相关分析。 结果 对相同体积靶区,相应SUV值与照射剂量大小存在一定线性相关性(P=0.000);而对不同体积靶区,在照射剂量完全相同情况下对应SUV值大小范围均保持一致(P>0.05)。结论针对模拟人体头部颅内靶区碳离子治疗计划,应用照射后一定时间内扫描得出的PET-CT图像与计划CT图像进行融合配准,通过分析靶区体积SUV值来评价验证靶区剂量沉积准确性的这一方法是可行的。     

增强CT定位对非小细胞肺癌三维适形放疗计划参数的影响

[目的]观察非小细胞肺癌(NSCLC)三维适形放疗(3D-CRT)中增强CT定位对放疗计划参数的影响.[方法]对97例在CT定位下拟行根治性3D-CRT的NSCLC患者,分别以CT平扫图像、增强CT图像勾画大体肿瘤靶区 (GTVCT和GTVCT+),分别制定放疗计划.[结果]增强CT明显改变35例(36.1％)患者PTV和/或GTV.增强CT组与平扫CT组的计划参数GTV的体积(VGTV)、受照射量≥45Gy的食管占全食管体积的比例(VE45)和脊髓最大受照射剂量(SCM)差异有统计学意义(P均＜0.001).[结论]利用增强CT定位能更加准确地确定靶区,据此制定3D-CRT 可更优的覆盖靶区,降低脊髓、食管的受照射剂量.     

鼻咽癌IMRT计划腮腺剂量预测模型建立与验证

目的 运用医学数据分析方法,建立鼻咽癌IMRT计划腮腺剂量预测模型并评估其准确性。方法 从鼻咽癌治疗数据库中选取50例相同射野角度的IMRT计划,获取腮腺DVH。自编软件计算腮腺中每个体素点到靶区边缘距离,统计并生成DTH。对DVH和DTH 数据进行主成分分析,并以DVH主成分为因变量,以DTH主成分、腮腺体积和靶区体积为自变量进行多元非线性回归,构建DVH预测模型。选取另外10例鼻咽癌IMRT患者,利用模型对腮腺剂量进行预测,并与原有IMRT计划设计的DVH进行比较以验证预测模型的可靠性和准确性。结果 DTH和DVH数据97%以上信息可以通过2、3个主成分进行表示。构建的腮腺DVH模型平均拟合误差为(0±3.5)%。10例验证病例显示腮腺预测DVH曲线形状与原TPS计划结果高度一致,平均偏差(-0.7±4.4)%,模型预测的准确性高达95%。结论 该模型能有效预测鼻咽癌IMRT计划腮腺剂量分布,可作为评估和验证治疗计划腮腺受量的质量保证工具。