Cone beam CT image guidance for intracranial stereotactic treatments: comparison with a frame guided set-up

PURPOSE: An analysis is performed of the setup errors measured by a kV cone beam computed tomography (CBCT) for intracranial stereotactic radiotherapy (SRT) patients immobilized by a thermoplastic mask and a bite-block and positioned using stereotactic coordinates. We evaluated the overall positioning precision and accuracy of the immobilizing and localizing systems. The potential of image-guided radiotherapy to replace stereotactic methods is discussed. METHODS AND MATERIALS: Fifty-seven patients received brain SRT. After a frame-guided setup, before each fraction (131 fractions), a CBCT was acquired and the detected displacements corrected online. Translational and rotational errors were analyzed calculating overall mean and standard deviation. A separate analysis was performed for bite-block (in conjunction with mask) and for simple thermoplastic mask. Interobserver variability for CBCT three-dimensional registration was assessed. The residual error after correction and intrafractional motion were calculated. RESULTS: The mean module of the three-dimensional displacement vector was 3.0 +/- 1.4 mm. Setup errors for bite block and mask were smaller (2.9 +/- 1.3 mm) than those for thermoplastic mask alone (3.2 +/- 1.5 mm), but statistical significance was not reached (p = 0.15). Interobserver variability was negligible. The maximum margin calculated for residual errors and intra fraction motion was small but not negligible (1.57 mm). CONCLUSIONS: Considering the detected setup errors, daily image guidance is essential for the efficacy of SRT treatments when mask immobilization is used, and even when a bite-block is used in conjunction. The frame setup is still used as a starting point for the opportunity of rotational corrections. Residual margins after on-line corrections must be evaluated.     

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.     

应用锥形束CT分析肿瘤放疗中分次间及分次内摆位误差

背景与目的:放射治疗中肿瘤患者每次的治疗摆位受很多因素影响,存在分次问及分次内摆位误差.本研究目的是采用锥形束CT(cone-beamcomputed tomography,CBCT)影像技术研究肿瘤患者放射治疗中摆位误差及纠正方法.方法:对51例放疗肿瘤患者.其中头颈部肿瘤19例,胸部肿瘤25例,腹、盆部肿瘤7例,在每次照射前首次摆位后、摆位误差调整后及治疗结束时获取CBCT,通过系统的匹配功能,将获取的CBCT图像和计划CT图像匹配,获得左右(X)、头脚(Y)、前后(Z)3个方向的摆位误差.分析摆位误差及纠正方法.结果:51例患者共进行CBCT扫描1934次.每次治疗开始前首次摆位CBCT 955次,调整治疗床后再次CBCT扫描525次,治疗后CBCT扫描454次.X、Y、Z三维方向分次间摆位误差在头颈部分别为(1.2± 0.9)mm、(1.2±1.1)mm和(1.0±0.8)mm;在胸部分别为(2.3±1.9)mm、(4.2±3.7)mm和(2.4±2.1)mm;在腹、盆部分别为(1.7±1.5)mm、(4.7±3.6)mm和(2.1±1.6)mm.调整后比较,头颈部肿瘤治疗后摆位误差在三维方向均有增加,并且差异均有显著性(P＜0.05);而体部肿瘤这种差异在Z、Y、Z 3个方向均无显著性(P＞0.05).结论:每次治疗前通过CBCT获得分次间摆位误差并对其进行纠正对提高放射治疗精度有积极意义.分次内误差在头颈部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.胸部及腹、盆部分次内误差还有待于进一步研究.     

头肩体垫固定下乳腺癌的放疗摆位误差

目的 探讨头肩体垫固定的乳腺癌的放疗摆位误差,并计算合适的临床靶区（CTV）外扩边界。方法 53例乳腺癌患者均接受头肩体垫固定,采用千伏级锥形束CT（CBCT）扫描并分析左右（X）、头脚（Y）、上下（Z）3个轴方向的线性误差（X、Y、Z）,及绕此3个轴的旋转误差（Xr、Yr、Zr）。统计误差数据,评价头肩体垫的优劣,并根据公式MPTV=2.5∑+0.7δ计算CTV外扩为计划靶区（PTV）的范围（MPTV）。结果 53例患者共得到265次摆位误差的数据。265组线性误差绝对值的均值为2.50 mm、2.40 mm、2.20 mm,旋转误差为1.13°、1.11°、0.94°,Z轴方向与X、Y轴方向误差的差异有统计学意义（P<0.05）。X、Y、Z 轴3个方向的线性群体系统误差为2.5 mm、2.3 mm、1.9 mm,随机误差为2.5 mm、2.20 mm、2.20 mm;旋转群体系统误差分别为1.03°、1.10°、0.95°,随机误差为0.79°、1.15°、0.72°。建议外扩边界为8.00 mm,7.30 mm、6.30 mm。结论 头肩体垫具有较好的摆位精度,利用CBCT测量乳腺癌放疗的摆位误差,为乳腺癌放疗CTV外扩为PTV提供参考依据,提高了乳腺癌放疗的精准性。     

肺癌立体定向放射治疗中两种固定技术摆位误差的比较研究

  目的  比较分析在立体定向放射治疗中使用热塑体模和负压真空垫两种体位固定方式治疗肺癌患者分次间的摆位误差,并比较两种摆位的时间。  方法  回顾性分析2015年1月至2016年11月间浙江省肿瘤医院121例体部立体定向放射治疗的肺癌患者,分为热塑体模组（A组）43例,真空负压垫组（B组）78例。在每次治疗之前使用锥形束CT（cone-beam CT,CBCT）进行扫描,再进行手动配准得出患者左右（X轴）、上下（Y轴）、前后（Z轴）方向的摆位误差,比较两组的摆位误差大小,并记录其摆位时间。  结果  A组和B组X方向的摆位误差分别为0.16 0.09/0.25 0.11 cm,（P＜0.05）,在Y轴方向摆位误差分别为0.27 0.13/0.25 0.15 cm,（P＞0.05）,在Z轴方向的摆位误差分别为0.19 0.13/0.26 0.12 cm,（P＜0.05）,A组和B组平均摆位时间分别为57.66 s/58.09 s,（P＞0.05）。  结论  在X轴和Z轴方向上A组优于B组,在Y轴方向上无明显差异,A组摆位时间低于B组。在使用立体定向放射治疗治疗肺癌患者时在不考虑患者年龄、心肺功能时热塑体模无疑是最好的固定方式。      

千伏级锥形束断层扫描在鼻咽癌适形调强放射治疗中的初步应用

背景与目的:调强放射治疗(intensity-modulated radiotherapy, IMRT)由于剂量分布较常规放疗更符合鼻咽癌病灶与临近解剖结构对剂量的复杂要求而逐渐被临床采用.但IMRT对摆位精确度及其验证的要求高.千伏级锥形束断层扫描(kilo-volt cone-beam computed tomography, kV-CBCT)是新出现的实时图像引导技术,本研究旨在评价kV-CBCT图像引导技术在鼻咽癌调强放射治疗摆位修正中的应用价值.方法:应用kV-CBCT于放疗实施前对22例鼻咽癌患者进行扫描,并在线将重建的容积图像与计划CT扫描图像匹配,调整床位后给予放疗.对患者数据离线后进行分析,计算摆位误差以及计划靶体积(planning target volume, PTV)边界.结果:22例患者共754次kV-CBCT扫描中,首次kV-CBCT(调整前)扫描共505次,其中摆位偏差在左右、头足和前后3个方向误差≤2 mm的检测次数分别为386(76.4%)、384(76.0%)和433(85.7%);调整床位后(调整后)扫描共106次,其中在3个方向摆位偏差≤2 mm的检测次数分别为:103 (97.2%)、103 (97.2%)和106 (100%);治疗后扫描共143次,3个方向误差≤2 mm的检测次数分别为125(87.4%)、124(86.7%)和129(90.0%).患者摆位的系统和随机误差调整前在X、Y、Z轴分别为(-0.7±1.6)mm、(-0.7 1.8)mm和(-0.3±1.7)mm,调整后分别为(-0.4±0.8)mm、(0.3±0.8)mm和(0.0±0.7)mm,治疗后分别为(0.2±1.2)mm、(0.3±1.3)mm和(0.1±1.1)mm.在调整前、后PTV最大边界分别为4.0 mm和2.1 mm.结论:kV-CBCT图像引导放射治疗在鼻咽癌IMRT中可以提高等中心摆位精度,检测并调整摆位误差,有效减小照射野边界.     

图像引导技术在周围型肺癌患者放疗中的应用

目的:探讨图像引导技术在周围型肺癌患者放疗中的应用价值,为提高周围型肺癌患者放疗精确度、降低放疗损伤、提高放疗疗效提供参考.方法:选择2014年10月至2016年10月我院收治的42例周围型肺癌患者作为研究对象,均采用瓦里安Clinical Ⅸ医用加速器,行大分割放射治疗,肿瘤计划靶体积总剂量为42 ～ 56 Gy,6～8 Gy/次,隔天一次,所有患者2周内行7次放疗.放疗前采用CT平扫和增强扫描,获得患者肿瘤及周围组织三维图像,并将其传输到瓦里安eclipse计划系统进行放疗方案计划设计.患者放疗前,采用CBCT扫描获取定位参考图像,再与放疗计划进行匹配,该匹配方案获取的定位参数设为在线校准参数.根据在线匹配的定位参数对患者进行在线摆位校准,再行CBCT扫描获取数据,采用系统自带软件完成图像与扫描数据的匹配,该匹配方案获取的定位参数为离线校准参数.比较X、Y、Z三个方向的离线校位误差和在线校位误差.采用VanHerk的群体性误差算法计算两种校位方法外扩界值范围.结果:在线校位X、Y、Z三个方向的误差分别为:X(0.1±1.8) mm,Y(-0.2±1.3)mm,Z(-0.5±3.1)mm;离线校位三个方向的校位误差分别为:X(-0.1±1.1)mm,Y(-0.2 ±0.6)mm,Z(-0.9±1.9)mm,Y、Z向在线校位精度均明显高于离线校位精度,比较差异有统计学意义(t=6.372,P=0.003,t=11.305,P =0.000).离线校位外扩界值范围为(4.0～4.6) mm,在线校位外扩界值为(5.9～8.9) mm,离线校位外扩界值范围明显较在线校位窄.结论:图影像引导技术可明显改善周围型肺癌患者放疗中的摆位误差,降低靶区外扩边界距离,提高放疗精度,具有较高的临床价值.     

Magnitude and clinical relevance of translational and rotational patient setup errors: a cone-beam CT study

PURPOSE: To establish volume imaging using an on-board cone-beam CT (CB-CT) scanner for evaluation of three-dimensional patient setup errors. METHODS AND MATERIALS: The data from 24 patients were included in this study, and the setup errors using 209 CB-CT studies and 148 electronic portal images were analyzed and compared. The effect of rotational errors alone, translational errors alone, and combined rotational and translational errors on target coverage and sparing of organs at risk was investigated. RESULTS: Translational setup errors using the CB-CT scanner and an electronic portal imaging device differed <1 mm in 70.7% and <2 mm in 93.2% of the measurements. Rotational errors >2 degrees were recorded in 3.7% of pelvic tumors, 26.4% of thoracic tumors, and 12.4% of head-and-neck tumors; the corresponding maximal rotational errors were 5 degrees , 8 degrees , and 6 degrees . No correlation between the magnitude of translational and rotational setup errors was observed. For patients with elongated target volumes and sharp dose gradients to adjacent organs at risk, both translational and rotational errors resulted in considerably decreased target coverage and highly increased doses to the organs at risk compared with the initial treatment plan. CONCLUSIONS: The CB-CT scanner has been successfully established for the evaluation of patient setup errors, and its feasibility in day-to-day clinical practice has been demonstrated. Our results have indicated that rotational errors are of clinical significance for selected patients receiving high-precision radiotherapy.     

Body-Fix 装置对脊椎转移瘤大分割调强放疗摆位误差的影响

目的 观察Body-Fix装置用于脊椎转移瘤大分割调强放疗的误差改变,为广泛开展骨转移大分割治疗提供参考资料。方法 选择2008—2009年在本院接受大分割调强放疗的6例鼻咽癌椎体转移患者,均使用Body-Fix 装置进行固定、摆位和治疗。利用千伏级锥形束CT采集放疗前、摆位纠正后、放疗后图像,与计划CT图像进行配准,对摆位纠正后和放疗后位置误差变化情况(分次内误差)进行统计分析。结果 上、中、下段椎体左右方向分次内误差分别为(－0.6±0.5)、(－0.1±1.0)、(0.0±0.4) mm,头脚方向分次内误差分别为(1.0±1.4)、(4.8±5.7)、(0.0±0.3) mm,前后方向分次内误差分别为(1.2±5.2)、(－0.3±0.3)、(0.0±0.5) mm。结论 采用Body-Fix装置后各节段椎体的分次内误差基本能控制在2 mm内,为采用大分割调强放疗治疗椎体转移瘤提供了良好的固定保障。     

锥形束CT在线调整大分割放射治疗椎体转移癌*

目的:评价锥形束 CT（CBCT）在线调整技术在大分割治疗椎体转移瘤中的应用价值。评价分次间摆位误差及治疗过程中靶区位移对治疗的影响。方法:2008 年12 月至 2009 年08 月,应用医科达 Synergy 系统治疗椎体转移瘤 10 例,每次照射前、调整后及治疗后获取 CBCT图像,将获取图像和计划 CT图像匹配,获得靶中心 X（左右）、Y（头脚）、Z（前后）方向的位移及旋转角度误差,分析误差及分布规律。应用逆向调强放射治疗技术,靶区剂量 63 Gy/9 次,隔日照射。随访 6 个月。结果:10 例患者共 10 个靶区 CBCT扫描 269 次。首次摆位在X、Y、Z 方向位移误差分别为（-0.90 ±4.20 ）mm、（-0.40 ±4.90 ）mm、（-2.50 ±3.40 ）mm,旋转角度误差分别为（-0.20 ±1.65 ）°、（-1.12 ±1.84 ）°、（0.22 ±1.48 ）°。调整后其位移误差分别为±0.80 mm、±0.90 mm、（-0.10 ±0.80 ）mm;治疗后分别为（-0.10 ±1.30 ）mm、±1.80 mm、（0.10 ±1.40 ）mm。调整后角度误差分别为（-0.21 ±1.06 ）°、（-0.72 ±0.96 ）°、（0.33 ±0.85 ）°;治疗后分别为（-0.15 +1.27 ）°、（-0.64 ±1.39 ）°、（0.62 ±1.18 ）°。调整前PTV 外扩值范围为8.40 ～11 .00 mm,调整后缩小为1.20 ～1.50 mm。10 例患者疼痛缓解,未发现放疗副作用。治疗 6 个月后复查骨扫描提示核素浓聚减少。结论:CBCT在线调整能纠正摆位误差,既满足靶区剂量的提升也有效降低了脊髓受量。高剂量大分割图像引导调强放疗技术是治疗椎体转移瘤的一种安全、有效的新方法。      

热塑头肩模与头颈肩真空垫在肺癌脑转移大分割立体定向放疗中固定效果分析

目的:回顾性分析热塑头肩模单用或联合使用头颈肩真空垫在脑转移瘤大分割立体定向放疗(HFSRT)中的固定效果。方法:纳入2017—2019年间54例非小细胞肺癌脑转移并行HFSRT患者,热塑头肩模固定24例(单模组),热塑头肩模+真空垫固定30例(联合组)。治疗前后分别行在线图像配准,记录疗前分次间误差及疗后分次内误差,...     

骨转移螺旋断层调强放疗摆位误差分析

目的 分析骨转移患者在自带兆伏级CT（MVCT）影像引导的螺旋断层放疗中的摆位误差,为骨转移患者从临床靶体积（CTV）外放到计划靶体积（PTV）的距离提供临床依据.方法 对30例骨转移患者采用螺旋断层放疗,体网固定装置,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Margin=2.5∑＋0.7σ计算出CTV-PTV外扩Margin值.结果 30例患者共行494次MVCT扫描,线性误差在X、Y、Z方向的误差（系统误差±随机误差）分别为（2.85±0.77）、（3.11±0.95）、（2.21±0.55）mm;在Roll方向的旋转误差为（0.55±0.24）..CTV-PTV外放边界在X、Y、Z三个方向Margin值分别为3.64、4.17、2.86 mm.结论 应用图像引导技术对骨转移的调强放疗可实时摆位纠正,减小了分次治疗的摆位误差,提高了治疗精度,对临床放疗具有指导价值.     

六自由度床在直肠癌术前放疗影像引导放射治疗中减小摆位误差的作用

目的探讨六自由度床联合锥形束计算机断层扫描(CBCT)在线纠正原发直肠癌患者摆位误差中的作用。方法收集2013年7月至2014年1月就诊于北京大学第三医院放疗科的17例原发直肠癌患者的临床病理资料。男14例,女3例;中位年龄65岁。回顾性分析CBCT和六自由度床联合CBCT在线校正患者摆位误差的差异。结果首次CBCT获得治疗床的3个平移方向X(左右)、Y(进出)和Z(升降)方向的摆位误差分别为(0.06±0.25)cm、(0.13±0.40)cm和(-0.28±0.31)cm;3个旋转方向RX(旋转俯仰)、RY(滚动)和RZ(左右旋转)方向的摆位误差分别为(0.62±1.15)°、(-0.19±0.99)°和(-0.34±0.84)°。六自由度床联合CBCT校正摆位后,X、Y和Z方向的残余误差分别为(0.01±0.09)cm、(-0.01±0.05)cm和(-0.03±0.08)cm,RX、RY和RZ方向的残余误差分别为(-0.16±0.40)°、(0.36±0.31)°和(-0.01±0.25)°。六自由度床联合CBCT校正前、后比较,平移方向(X、Y和Z方向)和旋转方向(RX、RY和RZ方向)的差异均有统计学意义(均P<0.05)。平移方向中,Z方向误差值出现频率较高的范围为0.20~0.79 cm;旋转方向中,RX方向误差出现较大的频率范围为0.20°~2.99°;骨模式和灰度模配准的摆位误差差异无统计学意义(均P>0.05);随着放疗进行,摆位误差中除Y方向外,X、Z、RX、RY和RZ方向的摆位误差均增大。结论六自由度床联合CBCT有助于减小原发直肠癌患者放疗的摆位误差,建议采用六自由度床在线校正原发直肠癌放疗的摆位误差,直肠癌患者图像引导放射治疗推荐骨模式配准。     

鼻咽癌适形放疗中摆位误差的测定

背景与目的：鼻咽癌适形射治疗摆位误差是决定计划靶区（planning target volume,PTV）外扩范围（PTV margin,MPTV）的关键因素,本研究应用“[牙合]垫内置标记点法（[牙合]垫法）”测量鼻咽癌适形放射治疗中的摆位误差,并计算出PTV外扩范围。方法：22例行适形放射治疗的鼻咽癌患者制作[牙合]垫并在其中镶上金属球作为内标记。通过比较射野影像片和定位CT上内标记点的坐标来计算摆位误差。由公式MPTV=2．5∑＋0．7σ分别计算出考虑和不考虑器官运动的MPTV大小。结果：22例患者在X、Y、Z轴上的摆位系统误差标准差（∑）分别为1．13mm、1．47mm、1．31mm;摆位随机误差标准差（σ）分别为0．81mm、0．45mm、0．80mm。不考虑器官运动时在X、Y、Z轴上的MPTV大小分别为3．40mm、3．98mm、3．83mm。考虑器官运动时在X、Y、Z轴上的MPTV大小分别为3．75mm、4．35mm、4．16mm。结论：应用[牙合]垫法能够比较精确地测量出符合实际情况的摆位误差值,并确定了MPTV的大小,从而使制定的适形放疗计划更具有科学性。     

Calculation of rotational setup error using the real-time tracking radiation therapy (RTRT) system and its application to the treatment of spinal schwannoma

PURPOSE: The efficacy of a prototypic fluoroscopic real-time tracking radiation therapy (RTRT) system using three gold markers (2 mm in diameter) for estimating translational error, rotational setup error, and the dose to normal structures was tested in 5 patients with spinal schwannoma and a phantom. METHODS AND MATERIALS: Translational error was calculated by comparing the actual position of the marker closest to the tumor to its planned position, and the rotational setup error was calculated using the three markers around the target. Theoretically, the actual coordinates can be adjusted to the planning coordinates by sequential rotation of gamma degrees around the z axis, beta degrees around the y axis, and alpha degrees around the x axis, in this order. We measured the accuracy of the rotational calculation using a phantom. Five patients with spinal schwannoma located at a minimum of 1-5 mm from the spinal cord were treated with RTRT. Three markers were inserted percutaneously into the paravertebral deep muscle in 3 patients and surgically into two consecutive vertebral bones in two other patients. RESULTS: In the phantom study, the discrepancies between the actual and calculated rotational error were -0.1 +/- 0.5 degrees. The random error of rotation was 5.9, 4.6, and 3.1 degrees for alpha, beta, and gamma, respectively. The systematic error was 7.1, 6.6, and 3.0 degrees for alpha, beta, and gamma, respectively. The mean rotational setup error (0.2 +/- 2.2, -1.3 +/- 2.9, and -1.3 +/- 1.7 degrees for alpha, beta, and gamma, respectively) in 2 patients for whom surgical marker implantation was used was significantly smaller than that in 3 patients for whom percutaneous insertion was used (6.0 +/- 8.2, 2.7 +/- 5.9, and -2.1 +/- 4.6 degrees for alpha, beta, and gamma). Random translational setup error was significantly reduced by the RTRT setup (p < 0.0001). Systematic setup error was significantly reduced by the RTRT setup only in patients who received surgical implantation of the marker (p < 0.0001). The maximum dose to the spinal cord was estimated to be 40.6-50.3 Gy after consideration of the rotational setup error, vs. a planned maximum dose of 22.4-51.6 Gy. CONCLUSION: The RTRT system employing three internal fiducial markers is useful to reduce translational setup error and to estimate the dose to the normal structures in consideration of the rotational setup error. Surgical implantation of the marker to the vertebral bone was shown to be sufficiently rigid for the calculation of the rotational setup error. Fractionated radiotherapy for spinal schwannoma using the RTRT system may well be an alternative or supplement to surgical treatment.     

锥形束断层CT对肺部肿瘤放射治疗摆位误差修正及其阈值的确定*

目的:采用锥形束CT（cone beam computed tomography ,CBCT）检测并修正肿瘤放射治疗摆位误差可以有效减少放射治疗边界,而CBCT图像引导治疗误差的修正范围受许多不确定因素影响,本研究目的是确定锥形束CT影像技术对肺部肿瘤放射治疗摆位误差修正阈值。方法:对30例肺部肿瘤放疗患者在每次照射前获取CBCT,通过系统的匹配功能,将获取的CBCT图像和计划CT图像匹配,获得左右（X）、头脚（Y）、前后（Z）三个方向的摆位误差。若任何方向误差>2mm,相应移动治疗床修正误差后再次获取CBCT图像,设定1mm、2mm、3mm和5mm调准阈值并分析相应调整后的残余摆位误差及其规律。结果:30例患者共进行CBCT扫描860 次。每次治疗开始前首次摆位CBCT 584 次,调整治疗床后再次CBCT扫描276 次,调整误差前胸部摆位误差在Y 轴最大,其误差≤1mm、2mm、3mm和5mm的百分率分别为15.0% 、26.0% 、48.7% 和63.7% ,调整后残余误差≤1、2、3、5mm的百分率分别为78.4% 、95.2% 、98.3% 和99.6% ;初次摆位最大系统误差和随机误差分别为4.2mm和5.0mm,其外放边界（Msetup）为6.9～13.8mm,根据1、2、3、5mm阈值调整获得的残余误差值分别为≤1.0mm、≤1.0mm、≤1.2mm和≤2.2mm,与之相对应的外放边界分别为≤2.2mm、≤2.2mm、≤3.1mm和≤4.4mm。结论:CBCT有助于检测和修正分次间摆位误差,采用2mm和3mm作为胸部肿瘤CBCT摆位误差的修正阈值是可行的。      

鼻咽癌调强放射治疗摆位不确定度对危及器官计划体积(PRV)影响的研究

背景与目的:在进行调强放射治疗(intensity modulated radiationtherapy,IMRT)计划设计时,危及器官的计划体积(planning risk volumes,PRVs)的定义对计划优化设计的结果影响很大。而PRV的设定与执行调强放射治疗时体位固定的不确定度有密切关系。本研究探讨鼻咽癌IMRT时需要设定的危及器官安全边界的大小。方法:选取首次做适形调强放疗的早期鼻咽癌患者19例。每周进行一次CT重复扫描,方法与做治疗计划时完全相同。共获取85次扫描参数。通过读图软件Osiris对每周扫描的CT图像与计划设计的CT图像进行比较,求出每次摆位与首次定位时感兴趣的解剖骨性标志点(这些骨性标志点代表视神经、脑垂体、脊髓、腮腺)在三维方向上的差异。结果:19例患者的85次CT扫描参数与计划CT扫描参数进行比较,视神经、脑垂体在X、Y、Z三个轴向的绝对位移值分别为(0.86±0.53)mm、(0.84±0.68)mm、(0.93±1.02)mm,轴向矢量位移的Σ(系统误差的标准差)分别为0.83mm、1.08mm、1.21mm,δ(随机误差的标准差)分别为0.85mm、0.83mm、1.14mm。脊髓、腮腺在X、Y、Z三个轴向的绝对位移值分别为(0.98±0.74)mm、(1.25±0.88)mm、(1.43±1.02)mm,轴向矢量位移的Σ分别为0.98mm、1.35mm、1.87mm,δ分别为1.02mm、1.46mm、1.54mm。结论:使用连续CT多次重复扫描的方法来研究鼻咽癌放射治疗时危及器官安全边界值的大小是可行的。     

精准体位固定模式在肺癌图像引导放疗中的作用

目的 探讨肺癌图像引导放疗（image-guided radiotherapy, IGRT）中体位的最佳固定方式。 方法 选取2016年1月—2017年6月期间在我院治疗的90例肺癌IGRT患者,在锥形束CT（cone-beam computer tomography, CBCT）下观测放疗时摆位误差值。将患者分为三组（A组负压真空垫（体膜）、B组头肩网罩、C组连体网罩）体位固定模式,每位患者放疗前5次进行CBCT扫描采集图像与计划CT图像配准,测量摆位误差。结果 本研究共采集图像450张,配准结果平移误差在患者左右（X）、头脚（Y）、前后（Z）三方向上,A组分别为（3.21±2.05）mm、（2.03±1.55）mm、（3.34±2.13）mm;B组分别为（1.81±1.53）mm、（3.13±2.15）mm、（3.26±2.04）mm;C组分别为（1.88±1.73）mm、（1.85±1.46）mm、（1.78±1.48）mm,A组与B组对比在X、Y方向、,B组与C组对比在Y、Z方向,A组与C组对比在X、Z方向上差异均有统计学意义（P<0.05）。旋转误差在X、Y、Z方向A组分别为（2.52±1.03) °、（4.85±1.32）°、（4.53±1.25）°;B组（4.54±1.12）°、（2.61±1.52）°、（4.82±1.23）°;C组(2.08±1.12）°、（1.53 ±1.05）°、（1.51±1.38）°。旋转误差＞3°的概率,C组明显小于A组与B组。结论 C组连体网罩固定模式放疗体位重复性好,建议肺癌乃至胸腹部肿瘤的放疗使用连体网罩固定模式。     

射波刀椎体追踪方式治疗腰椎转移肿瘤的体位误差分析

目的:通过采用射波刀进行腰椎转移肿瘤的放射治疗,并且利用交叉视野脊柱追踪技术得出误差结果并进行分析,并对临床上靶区设计提供参考数据。方法:选择我科室2017年10月至2019年4月接受射波刀治疗的14例腰椎转移肿瘤患者,中位年龄63岁（46~83岁）。患者根据临床要求采用仰卧位、真空垫固定,十字中心激光定位。在治疗过程中应用交叉视野脊柱追踪技术对靶区位置进行校正,行立体定向放射治疗（stereotactic body radiation therapy,SBRT）3~5次。每隔90 s采集一次正交图像并与参考数字图像（digital reconstructedly radiograph,DRR）行自动配比后记录误差值。分析治疗过程中采样点的随机误差,根据van Herk等人提出的MPTV＝2.5Σ+0.7σ公式进行计算临床靶区（clinical target volume,CTV）到计划靶区（planning target volume,PTV）的外扩边界范围。结果:通过治疗过程中采集到6个方向上共749组数据分析得出,三个线性方向体位误差（系统误差±随机误差）:X轴的偏差为（0.37±0.27）mm,Y轴的偏差为（0.29±0.22）mm,Z轴的偏差为（0.34±0.27）mm;三个旋转方向体位误差（系统误差±随机误差）:L-R偏差为（0.30±0.21）°、DOWN-UP偏差为（0.25±0.20）°和CCW-CW偏差为（0.39±0.26）°。以上结果得出三个线性方向X、Y、Z的外放边界分别为1.11 mm、0.88 mm、1.04 mm。结论:腰椎肿瘤使用射波刀交叉视野脊柱追踪进行的椎体追踪技术可为临床靶区外放提供可靠的依据。     

Repositioning accuracy of fractionated stereotactic irradiation: assessment of isocentre alignment for different dental fixations by using sequential CT scanning.

BACKGROUND AND PURPOSE: To quantify the accuracy and reproducibility of patient repositioning in fractionated stereotactic conformal radiotherapy (SCRT) using dental fixations in conjunction with a stereotactic head mask. PATIENTS AND METHODS: One hundred and fourteen verification CT scans were performed on 57 patients in order to check set-up alignment. The first scan was done immediately after the first treatment. Twelve patients were checked for alignment accuracy with weekly CT scans over a period of 3-6 weeks, all others had 1-2 scans. Two different dental fixations were used in combination with a non-invasive mask system: an upper jaw support (35 patients) and a customised bite-block (17 patients). Five patients were treated with no additional fixation. Co-registration to the planning CT was used to assess alignment of the isocentre to the reference markers. Additionally, the intra-operator variability of image co-registration was assessed. RESULTS: There was a significant improvement of the overall alignment in using the bite-block instead of the upper jaw support (P<0.001). The mean deviation was for the bite-block 2.2+/-1.1 mm (1 SD), for the upper jaw support 3.3+/-1.8 mm and 3.7+/-2.8 mm for the mask alone. Overall isocentre deviations independent of the method of fixation were 2.8 mm (1.7 mm, 1 SD). Displacements in CC direction were significantly less for the bite-block compared to the upper jaw support (P=0.03). The addition of an upper jaw support significantly reduced lateral rotations compared to the mask system alone (P=0.03). The intra-operator variability of image co-registration was 1.59+/-0.49 mm (1 SD). CONCLUSION: The reproducibility of patient positioning using a re-locatable head mask system combined with a bite-block is within the reported range for similar devices and is preferable to a simple upper jaw support. In order to further reduce the margin for the planning target volume an intra-oral dental fixation is recommended.