利用兆伏级CT分析头颈部肿瘤在螺旋断层放疗中的摆位误差

目的：应用螺旋断层放疗机（Tomo therapy）自带的兆伏级CT（MVCT）影像引导,测定并分析采取面网固定方式的头颈部肿瘤患者的摆位误差,并依此计算CTV-PTV外扩Margin值的大小。方法对34例采取面网固定装置的头颈部肿瘤患者,每次治疗前均行MVCT扫描,将扫描所得MVCT图像与定位图像（kVCT）行靶区位置配准,分析患者左右（x）、头脚（y）、腹背（z）和横断面旋转（Roll）方向的误差值,根据公式M＝2．5∑＋0．7σ计算出合理的CTV-PTV外扩Margin值。结果34例患者共行640次MVCT扫描,线性误差在x、y、z方向的系统误差＆#177;随机误差分别为：（-0．15＆#177;0．55） mm、（0．30＆#177;0．56） mm、（0．35＆#177;0．71）mm;在Roll方向的旋转误差为（-0．07＆#177;0．52）＆#176;。 CTV-PTV外放边界在x、y、z三个方向Margin值分别为3．31 mm、5．32 mm和3．35 mm。结论通过对摆位误差的分析为CTV-PTV外扩边界提供了理论依据,为精确放疗提供必要的质量保证。     

基于螺旋断层放疗系统分析儿童髓母细胞瘤全颅全脊髓放疗的靶区外放边界

[目的]基于螺旋断层放疗(tomotherapy,TOMO)兆伏级图像引导系统（megavoltage computed tomography,MVCT）,分析不同螺距及配准方式对儿童髓母细胞瘤全颅全脊髓放疗（craniospinal irradiation,CSI）摆位误差的影响,并探索最佳计划靶区（planning target volume,PTV）外放边界。[方法]选取25例儿童髓母细胞瘤,行TOMO放疗前每日MVCT图像引导,共计386次,图像采集范围选取头颈段和腰骶段,14例患儿MVCT扫描螺距选择Normal模式,11例选择Course模式,并在14例Normal螺距组选取Bone和Bone and Tissue两种配准模式进行组内对比。记录各方向的摆位误差进行差异分析,并计算PTV外扩边界。[结果] Normal螺距组头颈段和腰骶段的摆位误差均在Y轴和Roll方向小于Course螺距组（P<0.05）,X轴和Z轴方向的摆位误差差异无统计学意义;头颈段Bone配准组摆位误差在Z轴和Roll方向小于Bone and Tissue配准组（P<0.05）,X轴和Y轴...     

超长靶区食管癌螺旋断层放疗时不同体位固定方式效果比较

目的：探讨Body-ProLokTM床板加真空垫与单纯真空垫2种不同固定方式对超长靶区食管癌患者螺旋断层放疗时分次摆位精度的影响。方法回顾性分析34例食管癌患者,靶区长度均＞40 cm。其中16例采用Body-ProLokTM结合真空垫固定（A组）,治疗前共行392次兆伏CT（mega-voltage computed tomography,MVCT）扫描;18例采用单纯真空垫固定（B组）,治疗前共行467次MVCT扫描。治疗前MVCT采集的图像与千伏CT（kilo-volt-age computed tomography,KVCT）采集的计划图像进行匹配,获取患者的摆位误差,将摆位误差纠正后进行螺旋断层放疗。结果 A组患者在六维方向X轴、Y轴、Z 轴、Pitch、Row和 Yaw上的摆位误差分别为（1.89±1.48）mm、（3.03±2.34）mm、（1.80±1.41）mm、（0.52±0.42）°、（0.72±0.64）°和（0.39±0.34）°,B组分别为（2.88±2.33） mm、（3.94±3.09）mm、（1.94±1.83）mm、（0.62±0.52）°、（0.81±0.75）°和（0.54±0.44）°。摆位精度上,X轴、Y轴、Pitch和Yaw方向上,A组均优于B组（均P＜0.05）。二次摆位方面,A组发生率为2.0％,B组为6.6％（P＜0.01）。摆位时间两组差异无统计学意义（P＝0.154）。结论对超长靶区食管癌患者螺旋断层放疗时用Body-ProLokTM结合真空垫固定在摆位精度方面优于单纯真空垫固定。     

头颈部肿瘤螺旋断层放疗中的CTV-PTV边界大小分析

目的 探讨螺旋断层放射治疗头颈部肿瘤在六维方向上的摆位误差,并以此误差分析计划靶区(planning target volume,PTV)到临床靶区(clinical target volume,CTV)的预留边界大小.方法 应用兆伏(MV) CT于放疗实施前对24例头颈部肿瘤患者进行扫描,通过自适应软件对重建的容积图像与计划CT扫描图像进行自动匹配和手动调节,记录六维方向上的摆位误差值并调整床位后给予放疗.对记录数据进行统计学分析,计算临床靶体积到计划靶体积的外放边界.结果 24例患者共行327次MVCT扫描,其中摆位偏差在左右、头足和前后方向上的平均平移误差分别是(-0.88 ±2.37)mm、(-1.18±2.82)mm和(1.41±1.82) mm;在倾斜、旋转和偏离三个旋转方向上平均误差分别是(0.15±0.54)°、(0.27±0.96)°和(0.01 ±0.52)°.PTV-CTV外扩边界分别是X轴方向为3.42 mm、Y轴方向为4.33 mm、Z轴方向为4.09 mm.结论 MVCT图像引导下自适应功能在头颈部肿瘤放射治疗中可以有效修正患者的摆位误差,在保证CTV-PTV边界3～5 mm绝对安全的前提下,也保证了单次大剂量放疗肿瘤区域的剂量准确性和对正常组织的充分保护.     

前列腺癌TomoTherapy治疗过程中分次间及分次内误差研究

为了探讨MVCT在线图像引导技术分析前列腺癌螺旋断层放疗过程中分次间误差及分次内误差,并计算CTV-PTV的外扩边界,对10例早期前列腺癌患者行螺旋断层调强放疗.靶区为前列腺及精囊,剂量76 Gy/34次.所有患者每次治疗前及治疗后均行MVCT扫描,10例患者共行MVCT扫描680次.分次间误差在左右方向最小,≤5 m...     

锥形束CT测量食管癌放射治疗的摆位误差

目的利用锥形束CT在线研究食管癌放疗时的摆位误差,计算CTV到PTV的外放边界（MPTV）。方法应用医科达Synergy系统对食管癌患者治疗11例148次,分别在首次摆位后、摆位误差纠正后及治疗后行CBCT扫描,共获取444个CBCT信息,通过系统配有的匹配功能,获取的CBCT图像与计划CT图像相匹配,获取患者左右（X）、头脚（Y）和前后（Z）等3个方向的线性摆位误差,分析其摆位误差。结果 11例患者共行444次CBCT,首次摆位后CBCT扫描,系统误差（均数）±随机误差（标准差）在X、Y、Z方向上分别为（-0.17±3.62）、（1.82±3.97）、（-2.34±2.10）mm,误差纠正后再次行CBCT,结果显示摆位误差明显缩小（P〈0.05）。与纠正后比较,治疗后摆位误差增大,差异有统计学意义（P〈0.05）。纠正前X、Y、Z轴上MPTV分别为8.49、9.09、5.67mm,纠正后X、Y、Z方向的MPTV分别为1.80、2.47、2.21mm。结论本组病例食管癌放疗时Y方向摆位误差最大,X方向次之,Z方向最小;分次内误差在食管肿瘤治疗过程中变化明显,这在设计治疗计划时应予以考虑;通过CBCT获取食管癌患者的摆位误差并对其进行纠正,能显著降低分次间的摆位误差,提高放疗精确度,减小PTV外放边界。     

两种体位固定装置在颈部放疗中的摆位误差比较研究

目的： 利用螺旋断层放疗系统的MVCT扫描研究不同固定方法对颈部放疗时摆位准确性的影响。方法： 采用发泡胶头颈垫联合头颈肩面罩（发泡胶组）和简易头架联合真空袋（真空袋组）两种不同的体位固定方法的患者各10例，在螺旋断层治疗过程中给予每天一次MVCT扫描，采集三维线性摆位误差数据和Y轴方向旋转误差数据进行t检验，比较数据差异有无统计学意义，应用公式MPTV=2.5Σ+0.7σ分别算出对应的PTV外扩边界。结果： 发泡胶组患者在三维方向上的平均摆位误差及Y轴方向的旋转误差分别为[X：(-0.64±1.55 )mm；Y：(0.38±1.82) mm；Z：(1.77±2.54) mm；Roll：0.08°±0.64°），外扩边界分别为（3.708 mm；4.289 mm；4.692 mm）；真空袋组对应的误差为[（X：(-0.20±2.02) mm；Y：(0.94±2.71) mm；Z：(2.58±2.62) mm；Roll：-0.22°±1.11°），外扩边界分别为（4.181 mm；5.245 mm；5.603 mm）。两组摆位误差数据比较差异有统计学意义（P<0.05）。结论： 发泡胶组在头脚方向、前后方向以及Y轴旋转误差上的固定效果均优于真空袋组；而在左右方向上真空袋组优于发泡胶组；发泡胶组对应的外扩边界小于真空袋组，颈部照射时建议使用发泡胶头颈垫联合头颈肩面罩来进行固定。     

锥形束CT测量食管癌放射治疗的摆位误差

目的 利用锥形束CT在线研究食管癌放疗时的摆位误差,计算CTV到PTV的外放边界(MPTV).方法 应用医科达Synergy系统对食管癌患者治疗11例148次,分别在首次摆位后、摆位误差纠正后及治疗后行CBCT扫描,共获取444个CBCT信息,通过系统配有的匹配功能,获取的CBCT图像与计划CT图像相匹配,获取患者左右(X)、头脚(Y)和前后(Z)等3个方向的线性摆位误差,分析其摆位误差.结果 11例患者共行444次CBCT,首次摆位后CBCT扫描,系统误差(均数)±随机误差(标准差)在X、Y、Z方向上分别为(-0.17±3.62)、(1.82±3.97)、(-2.34±2.10)mm,误差纠正后再次行CBCT,结果显示摆位误差明显缩小(P＜0.05)。与纠正后比较,治疗后摆位误差增大,差异有统计学意义(P＜0.05)。纠正前X、Y、Z轴上MPTV分别为8.49、9.09、5.67mm,纠正后X、Y、Z方向的MPTV分别为1.80、2.47、2.21mm。结论本组病例食管癌放疗时Y方向摆位误差最大,X方向次之,Z方向最小;分次内误差在食管肿瘤治疗过程中变化明显,这在设计治疗计划时应予以考虑;通过CBCT获取食管癌患者的摆位误差并对其进行纠正,能显著降低分次间的摆位误差,提高放疗精确度,减小PTV外放边界.     

应用锥形束CT研究盆腔肿瘤放射治疗分次间及分次内的摆位误差

[目的]研究盆腔肿瘤放疗分次间及分次内的摆位误差,计算临床靶区(CTV)到计划靶区(PTV)的外放边界(MPTV)。[方法]应用ELEKTA Synergy IGRT直线加速器系统治疗盆腔肿瘤24例,通过锥形束CT(CBCT)影像技术获得患者左右(X)、头脚(Y)、前后(Z)方向线性摆位误差以及分别以X、Y、Z轴旋转形成相应的U、V、W旋转摆位误差,分析分次间、分次内的摆位误差,计算MPTV。[结果]24例患者共行365次首次摆位后CBCT扫描,系统误差(均数)±随机误差(标准差)在X、Y、Z方向上分别为(0.73±1.67)mm、(0.11±4.69)mm、(-1.77±2.60)mm,U、V、W方向上分别为(0.81°±1.11°、-0.01°±1.18°、0.39°±0.88°;纠正后摆位误差显著低于首次摆位后摆位误差(P<0.05),治疗后摆位误差较纠正后显著增加(P<0.05);纠正前X、Y、Z方向的MPTV分别为4.93mm、12.63mm、7.06mm,纠正后X、Y、Z方向的MPTV分别为1.25mm、2.43mm、1.67mm。[结论]盆腔肿瘤放疗时Y方向摆位误差最大,Z方向次之,X方向最小,旋转误差一般不超过3°;应用CBCT实施IGRT,可在线实时纠正分次间的摆位误差,提高放疗的精确度;应用CBCT引导放疗时,MPTV可缩小至所有方向均为3mm。     

千伏级CBCT图像引导椎体肿瘤放疗摆位误差分析

目的:研究千伏级CBCT图像引导椎体肿瘤放疗摆位误差的研究。方法:采用瓦里安IX直线加速器机载影像系统对37例椎体肿瘤患者调强放疗前行CBCT,系统自动重建图像并与治疗计划CT图像相匹配,获得患者X轴(左右）、Y轴（头脚）、Z轴（前后）方向摆位误差。结果:椎体肿瘤37例行114次扫描,只考虑误差大小时X轴、Y轴、Z轴方向误差分别为（2.69±2.46） mm、(5.37±4.57) mm、(4.02±3.5) mm。其中胸椎（2.02±2.07） mm、（4.80±4.59） mm、（4.00±3.92） mm,腰椎（3.35±2.65） mm、（5.83±4.54） mm、（4.03±3.08） mm。结论:腰椎患者与胸椎患者相比,摆位误差左右方向较大,在摆位中应加以注意,以减少治疗摆位误差。     

HT治疗多发转移瘤的MVCT引导方案探讨

目的 探讨应用HT治疗多发转移瘤时合适的MVCT引导方案。方法 将48例采用HT的多发转移瘤患者按靶区分布情况分为头胸组(15例)、头盆组(15例)和胸盆组(18例)。于治疗分次内对各靶区分别行MVCT扫描,将所得图像与定位CT图像进行配准并记录摆位误差值。计算各CTV到PTV的外扩边界。配对t检验差异。结果 头胸组、头盆组、胸盆组患者摆位误差的两两比较显示,x轴分别为-0.15±1.25∶-0.21±2.34(P=0.71)、-0.16±1.31∶-1.29±3.72(P=0.00)、0.25±2.90∶-0.22±3.65(P=0.06),y轴分别为0.73±1.22∶1.56±2.54(P=0.00)、0.81±1.34∶3.20±3.90(P=0.00)、0.35±3.60∶0.38±3.78(P=0.87),z轴分别为0.93±1.44∶2.65±1.88(P=0.00)、1.24±1.75∶5.49±2.80(P=0.00)、1.95±2.81∶3.35±3.05(P=0.00)。3个组经过各自上段靶区修正后,各自下段靶区的外扩边界在三维方向上均有所减小,但均以y轴缩小最显著,分别为5.13∶4.01、9.17∶8.30、8.52∶7.13。结论 对于分离靶区的多发转移瘤的HT,不应单独使用任一部位的摆位误差值修正整体摆位误差,建议采用分次内不同部位进行引导的图像引导方案。     

食管癌患者螺旋断层治疗的摆位误差分析

目的 利用TOMO自带的MVCT图像引导系统,分析食管癌患者治疗摆位误差,指导计算CTV到PTV外扩间距。方法 随机抽取2016年间64例在我院接受TOMO治疗的食管癌患者,在每次摆位后行MVCT获得图像,并将其与定位时KVCT图像进行配准。记录患者在x、y、z轴平移和横截位旋转(roll)摆位误差并行t检验或单因素方差分析。利用M= 2.5∑+0.7δ计算PTV的外扩间距。结果 颈段、胸上段、胸中段、胸下段的CTV-PTV外扩间距在x、y、z轴向略有不同;胸上段食管癌患者使用头颈肩膜固定在y轴向平均摆位误差低于体膜固定(P=0.000);体膜固定时第5、6周z轴摆位误差略小于前几周(P=0.036);3种图像配准模式得出的摆位误差相近(x轴P=0.868,y轴P=0.491,z轴P=0.169,roll方向P=0.985)。结论 食管癌患者摆位误差较大,TOMO自带的图像引导系统MVCT可以很大程度减少摆位误差,确保每次治疗精度。同时建议临床上在不同食管癌分段使用不同CTV-PTV外扩间距。胸上段食管癌患者建议使用头颈肩膜来固定。     

Assessment of intrafractional movement and internal motion in radiotherapy of rectal cancer using megavoltage computed tomography

PURPOSE: The aim of this study was to provide estimates of setup and internal margins of patients treated for rectal carcinoma using helical tomotherapy and to assess possible margin adaptations. Using helical tomotherapy, highly conformal dose distributions can be created, and the integrated megavoltage computed tomography (MVCT) modality allows very precise daily patient positioning. In clinical protocols, however, margins originating from traditional setup procedures are still being applied. This work investigates whether this modality can aid in redefining treatment margins. METHODS AND MATERIALS: Ten patients who were treated with tomotherapy underwent MVCT scanning before and after 10 treatments. Using automatic registration the necessary setup margin was investigated by means of bony landmarks. Internal margins were assessed by delineating and describing the mesorectal movement. RESULTS: Based on bony landmarks, movement of patients during treatments was limited to 2.45 mm, 1.99 mm, and 1.09 mm in the lateral, longitudinal, and vertical direction, respectively. Systematic errors were limited to <1 mm. Measured movement of the mesorectal space was -1.6 mm (+/- 4.2 mm) and 0.1 mm (+/- 4.0 mm) for left and right lateral direction. In the antero-posterior direction, mean shifts were -2 mm (+/- 6.8 mm) and -0.4 mm (+/- 3.8 mm). Mean shifts in the cranio-caudal direction were respectively -3.2 mm (+/- 5.6 mm) and -3.2 mm (+/- 6.8 mm). CONCLUSIONS: The use of the integrated MVCT on the tomotherapy system can minimize the setup margin for rectal cancer, and can also be used to adequately describe the internal margin allowing for direct treatment margin adaptation.     

应用锥形束CT校正宫颈癌调强放疗摆位误差的研究

目的 应用锥形束CT实时在线校正宫颈癌调强放疗的摆位误差,确定宫颈癌患者外照射治疗计划中外扩边界值的范围,并分析体质量差别对摆位的影响.方法 调强放疗的宫颈癌患者按体质量指数(body mass index,BMI)分为A组(BMI≥24)和B组(BMI＜24),将所获得锥形束CT(cone-beam computer tomography,CBCT)与计划CT图像进行灰度自动配准,计算摆位误差并进行在线评价.结果37例患者在X轴(左右)、Y轴(头脚)、Z轴(前后)方向摆位误差分别为(1.1±2.3)、(2.1±5.0)、(-1.1±2.2)mm,外扩边界分别为5.2、11.0 、5.6 mm.A组患者在Y轴方向摆位误差较B组增大,差异有统计学意义(P＜0.05).而两组在X轴、Z轴方向差异无统计学意义(P＞0.05).结论 应用锥形束CT在线校正可减小宫颈癌患者摆位误差、提高放疗的精确性,可利用摆位误差估算放疗摆位外扩边界值.体质量指数大者应适当增加外扩边界.     

Estimation of setup uncertainty using planar and MVCT imaging for gynecologic malignancies

PURPOSE: This prospective study investigates gynecologic malignancy online treatment setup error corrections using planar kilovoltage/megavoltage (KV/MV) imaging and helical MV computed tomography (MVCT) imaging. METHODS AND MATERIALS: Twenty patients were divided into two groups. The first group (10 patients) was imaged and treated using a conventional linear accelerator (LINAC) with image-guidance capabilities, whereas the second group (10 patients) was treated using tomotherapy with MVCT capabilities. Patients treated on the LINAC underwent planar KV and portal MV imaging and a two-dimensional image registration algorithm was used to match these images to digitally reconstructed radiographs (DRRs). Patients that were treated using tomotherapy underwent MVCT imaging, and a three-dimensional image registration algorithm was used to match planning CT to MVCT images. Subsequent repositioning shifts were applied before each treatment and recorded for further analysis. To assess intrafraction motion, 5 of the 10 patients treated on the LINAC underwent posttreatment planar imaging and DRR matching. Based on these data, patient position uncertainties along with estimated margins based on well-known recipes were determined. RESULTS: The errors associated with patient positioning ranged from 0.13 cm to 0.38 cm, for patients imaged on LINAC and 0.13 cm to 0.48 cm for patients imaged on tomotherapy. Our institutional clinical target volume-PTV margin value of 0.7 cm lies inside the confidence interval of the margins established using both planar and MVCT imaging. CONCLUSION: Use of high-quality daily planar imaging, volumetric MVCT imaging, and setup corrections yields excellent setup accuracy and can help reduce margins for the external beam treatment of gynecologic malignancies.     

食管癌图形引导的放射治疗(IGRT)6个自由度摆位误差研究

目的 肿瘤患者在接受放射治疗的过程中,会因各种原因引起摆位误差,影响放射治疗的准确性.因此有必要利用锥形束CT在线研究食管癌六个自由度的摆位误差,为临床提供数据.方法 采用图像引导的放射治疗(imageg uidedr adiotherapy,IGRT) 的锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)影像技术获得患者左右(X)、头脚(Y)、前后(Z)3个方向的线性摆位误差以及分别以X、Y、Z轴旋转形成相应的U、V、W旋转摆位误差.对食管癌患者146次治疗前摆位后、摆位误差调整后及治疗后获取348个CBCT信息,通过系统配有的匹配功能,获取的CBCT 图像与计划CT 图像相匹配,获取线性误差和旋转误差,分析其摆位误差.结果 将计划CT作为参考标准,治疗前摆位后的摆位误差呈近似正态分布,系统误差(均数)±随机误差(标准差)在X、Y、Z、U、V、W6个自由度分别为(0.85±3.56)mm、(1.82±4.00)mm、(-2.31±2.10)mm、(0.59±0.85)°、(0.29±1.30)°、(0.40±0.86)°.误差调整后再次CBCT,结果 显示摆位误差明显缩小 (P＜0.05).结论 食管癌放射治疗摆位误差在Y、Z方向上较为明显,个别患者还有较大的旋转误差,通过CBCT测量食管癌患者治疗前的摆位误差,并行6个自由度的在线调整误差,可明显减小平面误差和旋转误差,提高放疗准确性.