Catalyst HD和皮肤标记线肺癌SBRT摆位精度比较

目的 比较光学表面引导放疗系统Catalyst HD和皮肤标记线两种摆位方式在肺癌立体定向放疗(SBRT)中的摆位精度。方法 选取24例SBRT病例,均采用仰卧位和真空垫固定,分别利用Catalyst HD(A组)和皮肤标记线(B组)进行摆位,并通过CBCT和定位CT刚性配准方式获取床左右(x轴向)、升降(y轴向)、进出(z轴向)、床旋转(Rtn)、进出倾斜(Pitch)、左右转动(Roll)配准误差。结果 A组和B组六维度配准误差取绝对值后平均值±标准差依次为(0.13±0.12) cm和(0.25±0.19) cm、(0.26±0.15) cm和(0.13±0.11) cm、(0.23±0.19) cm和(0.35±0.29) cm、(0.43°±0.40°)和(0.80°±0.69°)、(0.48°±0.47°)和(0.79°±0.64°)、(0.62°±0.60°)和(0.88°±0.70°)。上述六组数据正态性检验除B组x轴向外均不服从正态分布,两组差异均有统计学意义(P<0.05)。两组数据中超限误差(>0.5cm/2°)差异也有统计学意义(P<0.05)。结论 Catalyst HD方式六维度配准误差均低于标记点方式(y轴向除外),Catalyst HD方式摆位精度优于传统标记点,具有较好临床应用价值。     

自制体部固定装置在SBRT放疗中的应用分析

目的 应用千伏级CBCT评价自制体部固定装置在肺部SBRT中的固定效果。方法 选取SBRT肺肿瘤患者10例(中央型、周围型各5例),通过数据分析得到每次SBRT前后骨性配准和软组织配准的平均摆位误差。采用单因素方差分析两种型别分次间骨性配准后摆位误差差别。结果 中央型和周围型患者分次间骨性配准摆位误差在横断面左右、前后、上下方向不同( P =0、001),分别为( 0. 01±0、32)、( －0、08 ±0、38)、( 0. 14±0、36) cm和( －0、23 ±0、39)、( －0、13 ±0、52)、( 0. 21±0、33) cm,上下方向误差最大( P=0、003),左右方向误差最小( P=0、001)。总平均误差分别为( 0. 09±0、33)、( －0、10 ±0、44)、( 0. 17±0、35) cm,效果优于其他常见固定方式。利用骨性配准分次内摆位误差为( 0. 00±0、00) cm。软组织配准的结果也类似。结论 自制体部固定装置可降低SBRT中肺肿瘤运动范围,提高摆位精度。     

自制“倾倒式”治疗床减小胸腹部肿瘤放疗摆位误差可行性与有效性

目的 CT模拟定位和放疗过程中均使用自制“倾倒式”治疗床进行摆位,探讨其减小摆位误差的可行性和有效性。方法 选取 2016年3-9月于肿瘤医院进行放疗的 22例胸腹部肿瘤患者,根据是否使用“倾倒式”治疗床随机分为2个组,每组 11例。试验组使用“倾倒式”治疗床实现患者由直立位转换至仰卧位,对照组采用常规的患者自主仰卧位。所有患者均在自主呼吸的状态下接受定位CT扫描,根据IGRT协作组的规范化建议进行图像配准。记录并分析CBCT扫描平移误差和旋转误差配准数据,根据“四参数模型”计算2个组摆位误差。结果 试验组x、y、z轴向平移误差和范围分别为(-0.012±0.128)、(0.272±0.123)、(0.089±0.105) cm和 0.29~0.70、0.23~0.70、0.14~0.53 cm,对照组的分别为(0.006±0.198)、(-0.108±0.396)、(-0.096±0.176) cm和 0.27~0.75、0.56~2.08、0.34~0.89 cm。结论 自制“倾倒式”治疗床可以提高胸腹部肿瘤放疗的摆位重复性,减少摆位误差,尤其是y轴向上的摆位误差。     

头颈部肿瘤放疗中两种图像引导系统比较研究

目的 比较ExacTrac X线和CBCT两种图像引导系统在头颈部肿瘤放疗中的误差差异。方法 随机选取20例行头颈部放疗患者均分为两组:A组采用红外线小球摆位后行ExacTrac X线拍摄双斜位片,与计划DRR配准后得到左右、上下、前后方向的平移误差和旋转误差,六维放疗床调整误差并记录摆位配准时间;B组采用人工摆位后行CBCT获取图像,与定位CT图像配准得到上述方向平移误差和绕上下方向误差,四维方向上调整误差并记录摆位配准时间。采用配对t检验比较两组差异。结果 A组与B组左右、上下、前后方向平移误差分别为(0.59±0.25)、(0.62±0.25)(1.56±0.28) mm与(0.52±0.31)、(0.74±0.17)、(1.58±0.34) mm (P=0.43、0.21、0.90);旋转误差中A组左右、上下、前后方向分别为(0.54±0.17)°、(0.72±0.27)°、(0.44±0.22)°,B组绕上下方向为(1.26±0.33)°(P=0.01)。摆位配准时间A组小于B组(108.0 s∶165.8 s,P=0.00)。     

量化分析R624-SCF型固定装置在肺部SBRT过程中摆位误差

目的 应用KV-CBCT评估R624-SCF型固定装置在肺部SBRT治疗过程中的摆位误差,定量分析放疗过程中各种误差在累计摆位误差中的占比情况,揭示摆位误差的主要来源。方法 采集32例肺部肿瘤患者每周的CBCT数据及加速器每个月的QA数据,定量计算不同摆位误差。使用统计模型计算累计误差,并分析各次误差占比情况及来源。结果 32例患者通过420次CBCT扫描。固定装置的摆位在水平、头脚、垂直3个方向上的误差分别为(0.03±0.72)、(0.73±1.16)、(-0.21±0.95) mm。肿瘤靶区运动位移在水平、头脚、垂直3个方向上的误差分别为(0.71±2.61)、(-0.80±2.60)、(0.075±1.77) mm。通过Vance Keeling公式计算误差,得到线性模型中各项误差占比情况:累计误差54.55%,固定装置9.21%,肿瘤运动12.97%,治疗床沉降2.55%,机架旋转中心5.70%,准直器旋转中心4.73%,治疗床旋转中心4.61%,X线射野中心5.70%。结论 肺癌SBRT治疗过程中造成靶区误差的主要因素依次为摆位的随机性、肿瘤运动、固定装置、治疗床沉降以及机器等中心。在放疗过程中有针对性地控制肿瘤运动,对减小累计误差有重要意义。     

食管癌放疗两种不同固定体位对摆位误差的影响

目的 探讨双臂平放置身体两侧(A组)与双臂交叉抱肘上举置额前(B组)两种不同体位对食管癌分次放疗摆位误差的影响。方法 采用病例对照研究,患者仰卧双臂A或B体位,热塑体膜固定。放疗前3次及其后至少1 次/周CBCT扫描,骨配准并结合人工校对获得患者左右、上下、前后方向线性摆位误差并行成组t检验。结果 每组各 11例,A组CBCT共92人次,B组共87人次。摆位绝对误差只有左右方向(x轴) A组大于B组,分别为(2.46±1.79)、(1.91±1.71) mm (P=0.036)。摆位相对误差只有上下方向(y轴) A组小于B组,分别为(0.09±3.90)、(1.91±4.12) mm (P=0.003)。三维矢量摆位误差A、B组相近(P=0.751)。放疗中每周绝对摆位误差和三维矢量摆位误差A、B组均相近(P>0.05)。结论 两种体位对食管癌分次放疗的摆位误差各有优劣,但均在可控范围内。可根据临床实际选用合适的治疗体位。     

每次在线图像引导下肺肿瘤SBRT临床疗效分析

目的 分析每次在线CBCT图像引导下SBRT治疗原发和转移性肺癌的疗效及相关因素。方法 回顾2009—2013年间采用SBRT治疗的 36例肺肿瘤患者资料,包括原发肺癌 24例、转移性肺癌 12例。42个病灶中85.7%的BED₁₀≥100 Gy。每次照射前采用CBCT扫描后采用在线自动和或手动配准使CBCT上肿瘤落入PTV、PGTV内,不设定摆位阈值,移床校正后进行照射。结果 全组1、2、3年样本数分别为36、29、26例。1、2、3年LC率分别为96%、89%、72%,CCS率分别为82%、74%、64%,OS率分别为78%、64%、53%。单因素分析未发现与LC率相关因素,多因素分析也未显示与OS率相关因素。单因素和多因素分析均显示只有肿瘤位置分类变量(中央型、周边型)与肿瘤特异生存相关,中央型与周边型病灶的CCS平均值、95%CI值分别为21.4、13.2~29.6个月与42.3、35.7~49.0个月(P=0.024)。结论 每次疗前在线图像引导SBRT在原发或转移性肺肿瘤均可取得满意LC率。     

光学表面成像系统在ABC放疗患者作用探讨

目的 探讨光学表面成像系统在使用ABC放疗患者中的精度及稳定性。方法 采用ABC放疗的18例肺部转移灶患者,以光学表面成像系统为辅助手段引导摆位并进行监测,以CBCT为参考标准。表面影像摆位误差与CBCT扫描配准误差的差异定义为光学表面成像系统的精度,表面影像摆位误差、纠正的误差值及再次记录的表面影像误差的差异定义为该系统的稳定性。治疗过程中记录并分析光学表面成像系统监测到的分次内误差。结果 光学表面成像系统的精度(系统误差Σ/随机误差σ)与稳定性在左右、头脚及前后方向分别为1.78 mm/3.42 mm、2.54 mm/6.57 mm及2.79 mm/3.22 mm,2.12 mm/2.54 mm、3.09 mm/4.02 mm及1.37 mm/3.55 mm。屏气时与自由呼吸时的分次内误差(Σ/σ)在左右、头脚及前后方向分别为0.42 mm/0.85 mm、0.41 mm/1.47 mm及0.41 mm/1.47 mm,4.76 mm/4.16 mm、6.54 mm/7.78 mm及3.13 mm/5.92 mm。结论 光学表面成像系统可有效监测ABC屏气时的有效性。但在使用ABC放疗患者中光学表面成像系统摆位精度及稳定性的影响因素尚不明确,故不能代替CBCT进行位置验证。     

用KV-CBCT探讨两种下肢固定方法对直肠癌IMRT摆位误差影响

目的 探讨负压真空垫固定双下肢法与自制泡沫脚垫固定双脚踝法固定体位方式在直肠癌IMRT中对摆位误差的影响。方法 2014年选取12例直肠癌患者随机均分成A、B组,A组患者负压真空垫固定双下肢法,B组患者采用自制塑料泡沫脚垫固定双侧脚踝法。采集108人次(A、B组各54人次)治疗前后KV-CBCT图像行灰度平移误差配准,成组t检验两组患者在左右方向(x轴)、上下方向(y轴)、前后方向(z轴)的摆位误差。结果 两组患者y轴摆位误差相近[(2.13±0.64) mm∶(2.61±1.17) mm,P=0.399];x轴摆位误差A组低于B组[(1.51±0.28) mm∶(2.70±1.05) mm,P=0.039],A、B组误差率分别7.41%、42.59%;z 轴上A组也低于B组[(1.10±0.29) mm∶(2.37±0.71) mm,P=0.002],A、B组误差率分别1.85%、35.19%。结论 直肠癌放疗摆位采用负压真空垫固定双下肢法有效避免了双下肢左右平移和内外旋转,从而减少摆位误差,比自制泡沫脚垫固定双脚踝法的精确性更高。     

乳腺癌术后调强放疗颈胸一体固定的摆位误差分析

目的 探讨使用颈胸一体架(膜)对乳腺癌术后放疗患者体位固定的效果。方法 前瞻性入组32例乳腺癌术后放疗患者,均使用颈胸一体架(膜)进行体位固定,采用调强放疗技术照射乳腺/胸壁和锁骨上下区,并在放疗中进行锥形束CT(CBCT)位置验证,分别配准乳腺/胸壁靶区和锁骨上下区靶区。对239次CBCT图像的摆位误差和上下靶区位置一致性进行分析。结果 左右、头脚、腹背方向乳腺/胸壁的平移摆位误差分别为(1.84±2.36)、(1.99±2.48)、(1.75±1.86)mm,锁骨上下区的平移摆位误差分别为(1.98±2.44)、(1.98±2.48)、(1.71±1.79)mm。每个病例每次CBCT扫描的乳腺/胸壁与锁骨上下区平移误差的差值在x、y、z方向分别为(0.38±0.66)、(0.07±0.41)、(0.45±0.92)mm。结论 乳腺癌术后放疗患者采用颈胸一体架(膜)进行体位固定,摆位误差小,乳腺/胸壁和锁骨上下区靶区位置有很好的一致性。     

肺部肿瘤立体定向放疗技术中基于锥形束CT影像的摆位误差分析

背景与目的:准确的靶区位置是肺部肿瘤立体定向放疗的重要影响因素.该研究旨在分析在肺部肿瘤患者立体定向放疗中基于锥形束CT(cone-beam CT,CBCT)影像的摆位误差及其影响因素.方法:29例单发肺部恶性肿瘤行立体定向放疗的患者,每次放疗前行CBCT扫描,将得到的CBCT图像与定位CT图像匹配,获得前后、头脚和左右方向的摆位误差值,并计算临床靶区(clinical target volume,CTV)外扩至计划靶区(planning target volume,PTV)的边界.同时,还分析对可能影响摆位误差的临床参数等进行分层比较.结果:29例患者共获得155幅CBCT图像.考虑误差方向时前后、头脚和左右方向摆位误差分别为(-1.68±3.62)、(-1.34±3.90)和(0.36±2.15)mm,只考虑误差数值大小时分别为(3.16±2.42)、(3.29±2.48)和(1.74±1.30)mm.根据摆位误差得到CTV外扩至PTV的边界在前后、头脚和左右方向分别为9.6、10.0和5.3 mm.病灶位于周围的肺部肿瘤患者前后方向摆位误差更大(P=0.007),下肺病灶、右肺病灶、肺转移灶在头脚方向摆位误差更大(P=0.008、0.000和0.000).结论:肺部肿瘤患者放疗中的头脚和前后方向摆位误差较大,立体定向放疗需采用锥形束CT扫描、呼吸控制等技术以减少摆位误差.     

深吸气屏气和自由呼吸状态在乳腺托架固定下全乳调强放疗中的摆位误差研究

目的 比较乳腺癌保乳术后深吸气屏气(DIBH)与自由呼吸(FB)状态下放疗的摆位误差。方法 回顾性分析 2016年4月至 2018年6月在中国医学科学院肿瘤医院接受保乳术后采用DIBH技术行全乳放疗的左侧乳腺患者 30例,并选取 30例自由呼吸状态下接受全乳放疗的乳腺癌患者作为对照。比较放疗计划系统CT图像与放射治疗期间锥形束CT的位移,确定摆位误差,并计算临床靶体积(CTV)外扩至计划靶体积(PTV)的边界。摆位误差的比较采用t检验。结果 全组患者共拍摄锥形束CT图像318套,平均每人(5.1±1.1)套。FB患者摆位误差在x轴、y轴和z轴的位移分别为(2.2±1.7) mm,(3.1±2.5) mm,(3.3±2.3) mm。DIBH患者摆位误差在x轴、y轴和z轴的位移分别为(2.1±1.6) mm,(2.6±1.7) mm,(2.5±2.1) mm。在y轴和z轴方向,DIBH患者的位移显著小于FB患者(P=0.015、0.004),两组患者在x轴方向位移无明显差别(P=0.294)。DIBH患者CTV至PTV在x轴、y轴和z轴方向外扩边界分别为6.2、7.3、7.8mm。DIBH组放疗第一周与后续放疗、不同体重指数(BMI)的摆位误差无差别。结论 乳腺癌保乳术后全乳放疗时,DIBH技术摆位误差小于FB,推荐DIBH放疗的CTV至PTV的外扩边界为 6~8mm。     

Comparison of setup errors between deep inspiration breath hold and free breathing for whole breast irradiation

Objective To compare the setup errors between deep inspiration breath hold (DIBH) and free breathing (FB) for breast cancer patients who were treated with whole breast irradiation (WBI) after breast conserving surgery (BCS). Methods In this retrospective analysis, 30 breast cancer patients receiving WBI following BCS using DIBH in National Cancer Center/ Chinese Academy of Medical Sciences, an 30 patients treated with WBI using FB were enrolled as comparator.The kilovoltage cone-beam computed tomography (CBCT) was performed to evaluate and reduce setup errors. The optimal margins from clinical target volume (CTV) to planning target volume (PTV) for DIBH were estimated. The differences of setup errors between two techniques were compared using independent two-sample t-test. Results A total of 318 sets of CBCT images were acquired, with (5.1±1.1) sets per patient on average. The setup errors along the three translational directions (laternal, longitudinal and vertical) were (2.1±1.6) mm,(2.6±1.7) mm and (2.5±2.1) mm for DIBH, and (2.2±1.7) mm,(3.1±2.5) mm and (3.3±2.3) mm for FB, respectively. Compared with FB, DIBH significantly reduced setup errors in the longitudinal (P=0.015) and vertical (P=0.004) directions, whereas the setup errors in the lateral direction did not significantly differ (P=0.294). The optimal margins from CTV to PTV using DIBH were 6.2 mm, 7.3 mm and 7.8 mm, respectively.In the DIBH group, treatment fractions at the beginning and higher body mass index (BMI) did not associate with larger set-up deviation. Conclusions DIBH technique yields less setup errors than FB for breast cancer patients treated with WBI after BCS. The CTV-PTV margins of 6-8 mm are recommended for DIBH.     

胸中上段食管癌锥形束CT两处参考点标记位置摆位误差研究

目的 参考点标记方法是肿瘤CT模拟定位标记的常用方法,食管癌调强放疗中选取不同参考点标记位置对摆位误差存在一定的影响.本研究应用锥形束CT(cone-beam CT,CBCT)研究胸中上段食管癌2处参考点标记位置的摆位误差.方法 选取20例2016-01-01-2016-10-31于山东大学附属山东省肿瘤医院首次接受胸中上段食管癌调强放射治疗(intensitymodulated radiation therapy,IMRT)患者.所有治疗次数分为奇数次和偶数次2组,参考点选在下颌骨体中线位置为下颌组;参考点选在胸骨剑突上方平坦处为胸部组.照射前摆位后获取CBCT在线匹配,得出左右、腹背和头脚方向摆位误差,并用2.5∑+0.7δ算出计划靶区(planning target volume,PTV)外放界值.2组摆位误差比较行配对t检验.结果 下颌组患者左右、腹背和头脚方向摆位误差分别为(0.34士1.55)、(1.22±1.65)和(-0.17±2.30) mm,胸部组的分别为(-0.50±2.40)、(-0.77±3.82)和(1.23±2.09) mm,2组在上述方向的比较P值分别为0.263、0.042和0.044.下颌组PTV外放界值分别为5.21、5.63和7.02 mm;胸部组PTV外放界值分别为7.20、11.94和7.87 mm.结论 采用下颌部位参考点标记的定位方法,在减少摆位误差方面优于胸部参考点标记定位方法.     

自由呼吸频率与运动幅度对CT与CBCT图像配准偏差分析

目的 探讨自由呼吸状态下,不同呼吸频率、运动幅度对CT扫描图像与CBCT图像的配准偏差。方法 使用QUASAR呼吸运动模体,改变运动频率和头脚方向上的运动幅度,模拟不同状态下的自由呼吸运动。在模体静止时、各种运动状态下分别行定位CT扫描和CBCT扫描,获取相应配准结果及CT定位靶区体积,进行定量分析。结果 以模体静止时的定位CT图像为参考进行配准,当运动幅度一定时,频率的变化对图像的配准误差无明显影响。运动幅度分别为5 mm、10 mm、20 mm、30 mm时,配准误差分别为（0.213±0.020） cm、（0.351±0.009） cm、（0.654±0.010） cm与（0.972±0.022）cm。当运动幅度为5 mm、10 mm时,定位靶区体积变化为-16.92%~18.78%。当运动幅度为20 mm、30 mm时,定位靶区体积变化为-16.44%~81.70%。结论 自由呼吸运动下频率变化对CBCT与定位CT图像之间的配准误差无明显影响。运动幅度为5 mm、10 mm时,配准误差小,定位靶区体积变化小;当运动幅度为20 mm、30 mm时,配准误差可超过0.5 cm,定位靶区体积变化可>20%。     

自由呼吸频率与运动幅度对CT与CBCT图像配准偏差分析

目的 探讨自由呼吸状态下,不同呼吸频率、运动幅度对CT扫描图像与CBCT图像的配准偏差。方法 使用QUASAR呼吸运动模体,改变运动频率和头脚方向上的运动幅度,模拟不同状态下的自由呼吸运动。在模体静止时、各种运动状态下分别行定位CT扫描和CBCT扫描,获取相应配准结果及CT定位靶区体积,进行定量分析。结果 以模体静止时的定位CT图像为参考进行配准,当运动幅度一定时,频率的变化对图像的配准误差无明显影响。运动幅度分别为5 mm、10 mm、20 mm、30 mm时,配准误差分别为（0.213±0.020） cm、（0.351±0.009） cm、（0.654±0.010） cm与（0.972±0.022）cm。当运动幅度为5 mm、10 mm时,定位靶区体积变化为-16.92%~18.78%。当运动幅度为20 mm、30 mm时,定位靶区体积变化为-16.44%~81.70%。结论 自由呼吸运动下频率变化对CBCT与定位CT图像之间的配准误差无明显影响。运动幅度为5 mm、10 mm时,配准误差小,定位靶区体积变化小;当运动幅度为20 mm、30 mm时,配准误差可超过0.5 cm,定位靶区体积变化可>20%。     

胸部肿瘤放射治疗三种体位固定方式的比较分析

目的:利用图像引导设备研究三种固定装置对胸部肿瘤摆位误差大小的影响。方法:回顾性分析我科2015年3月1日至9月30日30例胸部肿瘤患者,三种体位固定方式各入组10例,应用Varian RapidArc Cone-Beam CT(CBCT)对所有入组胸部肿瘤患者进行图像验证,验证患者摆位误差,每例患者行CBCT 10次,共计300次,与原始定位CT图像进行比较,采取骨性配准,得出相应的摆位误差并记录。通过研究患者升降床方向（Vertical,Vrt）,进出床方向（Longitudinal,Lng),左右方向（Lateral,Lat)的系统误差值、随机误差值、靶区的偏移量及≤5 mm摆位次数进行比较得出哪种固定方式有较大的优势。结果:三组患者（A组:热塑体模组;B组:负压真空袋组;C组:翼型板联合负压真空垫组）的摆位误差,通过两两比较我们可以发现C组为最优。三组不同固定方式在Vrt(升降床方向)、 Lng(进出床方向)和Lat(左右方向)的摆位误差分别为A组（-0.12±0.42）cm、（-0.23±0.70)cm、(-0.04±0.39)cm;B组（0.23±0.31）cm、（-0.21±0.63)cm、(-0.03±0.37)cm;C组（0.23±0.33）cm、（0.05±0.41)cm、(0.06±0.33)cm。在Vrt方向的P值分别为A vs B:P=0.000、A vs C:P=0.000、B vs C:P=0.281;在Lng方向的P值分别为A vs B:P=0.007、A vs C:P=0.871、B vs C:P=0.004;在Lat方向的P值分别为A vs B:P=0.022、A vs C:P=0.489、B vs C:P=0.113。结论:胸部肿瘤放疗时不可避免存在一定程度摆位误差,为减少摆位误差影响,建议使用翼型板联合真空垫对胸部肿瘤患者进行固定。