利用锥形束CT分析宫颈癌放疗分次间摆位误差及趋势研究

目的:利用锥形束CT(cone beam computed tomography,CBCT)获取宫颈癌调强放疗分次间摆位误差,研究变化趋势。方法:宫颈癌调强放疗22例,每位患者利用锥形束CT获取放疗前摆位误差次数6-8次,累积153次,统计放疗分次间平移及旋转摆位误差及差异,分析变化趋势。结果:分次间放疗前摆位平移误差一般不超过7mm,旋转误差一般不超过3°;平移误差Y轴最大,X轴与Z轴差异无统计学意义;旋转误差X轴最大,Y轴与Z轴差异无统计学意义。随着放疗的进行,平移及旋转摆位误差没有发现明显增加或减少的趋势。结论:宫颈癌调强放疗首次摆位Y轴平移误差及X轴旋转误差较大,随着放疗的进行未发现摆位误差增加或减少趋势。     

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。     

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.     

兆伏级锥形束CT在食管癌放射治疗中摆位误差的分析

目的:评估兆伏级锥形束CT(CBCT)图像引导食管癌三维适形放射治疗(3DRT)的摆位误差,计算临床靶体积(CTV)到计划靶体积(PTV)的外放边界.方法:用西门子配备有MVision兆伏级CBCT的直线加速器,对32例三维适形放疗(3DRT)的食管癌患者,在治疗的5周内每周1次,分别对治疗前、摆位误差调整后行CBCT扫描.通过计划CT图像与治疗图像进行匹配,获取左右(X)、头脚(Y)、前后(Z)的摆位误差,计算CTV到PTV的外放边界.结果:32例患者共获取320幅CBCT图像.在校正前,患者的摆位误差分别为左右(-1.25±3.28)mm、头脚(-0.63±5.00)mm、前后(0.84±3.26) mm;根据Van等提供的公式,CTV至PTV的外放边界为左右9.38mm,头脚12.28mm,前后7.70mm.摆位误差调整后:误差分别为左右(0.19±1.89) mm、头脚(-0.56±3.71)mm和前后(0.53±1.54)mm,与调整前相比在三维方向均有降低,且有统计学差异(P＜0.05).摆位误差调整后PTV外扩边界,左右3.68mm,头脚4.83mm,前后4.24mm.结论: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.     

锥形束CT研究头颈部肿瘤调强放疗摆位误差

[目的]应用IGRT机载千伏级锥形束CT(CBCT)研究头颈部肿瘤调强放疗体位的线性误差和旋转误差。[方法]应用医科达Synergy IGRT系统治疗头颈部肿瘤12例,共治疗217次。CBCT分别在治疗前、治疗中(摆位误差纠正后)、治疗后共扫描3次,得到3组X线容积图像(XVI),将3组XVI图像和计划CT图像的靶中心匹配,获得3组X、Y、Z三维方向的线性误差和旋转误差。[结果]12例每次治疗开始前的CBCT共217次,线性误差在X、Y、Z方向上系统误差(均数)±随机误差(标准差)分别为(-0.04±2.63)mm、(0.07±1.69)mm、(-1.15±1.33)mm,旋转误差为(0.10°±1.14°)、(0.16°±1.41°)、(-0.06°±1.22°)。纠正后的X、Y、Z3个方向线性误差及旋转误差的系统误差和随机误差均低于纠正前水平。治疗中(摆位误差纠正后)与治疗后的误差结果无显著性差异。[结论]CBCT实时纠正头颈部肿瘤放疗的摆位误差可缩小摆位误差并减少计划肿瘤靶区(PTV)外扩。头颈部肿瘤患者分次治疗中的摆位误差小。     

用锥形束CT图像测量放疗摆位误差

目的探讨图像引导放疗(IGRT)系统的临床摆位误差。方法应用医科达SynergyTM系统治疗51例,其中头颈部肿瘤19例,胸部肿瘤25例,腹、盆部肿瘤7例。每次照射前获取X线容积图像(XVI)即锥形束断层扫描(CBCT),将CBCT图像和计划CT图像及其靶中心匹配,获得靶中心x、y、z方向的误差,分析误差及其分布规律。结果CBCT图像对比度好,临床上能清楚显示肿瘤大小、位置及其和周围的关系。51例每次治疗开始前的CBCT共955次,分别分析头颈部、胸部及腹、盆部摆位误差,均呈正态分布。系统误差(均数)±随机误差(标准差)在x、y、z方向分别为头颈部(- 0.3±1.5)、(-0.3±1.6)、(0±1.3)mm,胸部(-0.6±2.9)、(-0.2±5.6)、(0.7±3.2)mm,腹、盆部(-0.8±2.1)、(-0.3±5.9)、(0.1±2.6)mm。结论通过CBCT测量治疗前摆位误差并实时调整摆位误差,可大大提高患者摆位精度,同时为正确设定计划靶体积(PTV)提供了依据。     

锥形束CT研究肺癌放射治疗中的摆位误差

目的:肺癌在放射治疗中由于呼吸运动的影响,其摆位误差较其它肿瘤大.本研究旨在采用锥形束CT(CBCT)影像技术探讨肺癌放射治疗中分次间和分次内摆位误差及其规律.方法:2007年4月至2007年12月四川大学华西医院应用医科达Synergy系统治疗肺癌23例,患者每次照射前、误差调整后及治疗结束时获取CBCT图像.根据系统的匹配功能,将获取的CBCT图像和计划CT图像及其靶中心匹配,获得靶中心X、Y、Z三个方向的误差,分析误差及其分布规律.并进一步对调整前三种固定装置的摆位误差进行分析比较.结果:获取的CBCT图像能够清晰显示软组织器官、肿瘤大小、位置和周围结构.23例患者共进行CBCT扫描800次,照射前CBCT扫描342次,调整后CBCT扫描276次,治疗后CBCT扫描182次.首次摆位在X、Y、Z三维方向的误差分别为-0.6mm±3.0mm、-0.4mm±5.5mm和0.7mm±3.2mm,调整误差后及治疗后CBCT结果显示误差明显缩小.调整前PTV外扩值范围为7～13mm,调整后缩小为2～3mm.结论:利用CBCT可以准确调整靶中心使其和计划设计等中心保持一致.由于肺癌存在较大的分次间摆位误差,摆位中这种测量和调整是必须的,可以明显减小摆位带来的误差,降低边界外扩值,极大地保护周围正常组织.而仅靠固定装置,减少摆位误差的作用相当有限.     

乳腺癌放疗中扇形束CT和锥形束CT图像引导放疗的比较研究

目的 比较乳腺癌保乳术后放疗过程中应用扇形束CT(fan beam CT,FBCT)和锥形束CT(cone beam CT,CBCT)图像引导放疗（image-guided radiation therapy,IGRT）方式的摆位误差、时间效率及患者满意度,探索临床更优图像引导方式。方法 按照治疗时间顺序顺位选取河南省人民医院2021年5月至2022年2月20例采用配备FBCT图像验证系统的联影加速器（FBCT组：左乳10例,右乳10例）和20例采用医科达加速器（CBCT组：左乳10例,右乳10例）行乳腺癌保乳术后调强放疗的患者。利用2种位置验证方式对患者进行图像引导,由2名主管技师共同配准后,记录配准误差及图像引导所需时间后进行治疗。回收分析两组患者的满意度调查问卷。结果 FBCT组（133次FBCT扫描）图像引导配准后,左右、头脚和腹背方向的摆位误差分别为（-0.065±0.265）mm、（-0.007±0.263）mm和（-0.119±0.266）mm,CBCT组左右、头脚和腹背方向的摆位误差分别为（-0.033±0.312）mm、（0.083±0.344）mm和（-0.183±...     

鼻咽癌基于锥形束CT调强放疗的摆位误差分析

目的:基于锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)进行鼻咽癌患者调强放疗(intensity modulated radiation therapy,IMRT)中的摆位误差分析。方法:对2010-03-01-2011-12-30我院21例采用头颈肩热塑膜固定的鼻咽癌IMRT患者采用CBCT分别在每周首次治疗摆位后、在线校正后及治疗结束后进行扫描,通过医科达XVI软件进行图像匹配,获取线性方向(X、Y和Z)摆位误差。结果:21例患者共进行了113次CBCT扫描。每周首次治疗摆位误差在X、Y和Z三维方向摆位点位移分别为(0.83±0.32)、(1.32±0.46)和(0.94±0.45)mm。采用在线纠正后,摆位误差在X、Y和Z三维方向摆位点位移分别为(0.45±0.32)、(0.52±0.46)和(0.53±0.45)mm,纠正后的X(t=3.546,P<0.001)、Y(t=3.463,P<0.001)和Z(t=2.954,P=0.005)三维方向摆位误差明显小于纠正前的摆位误差。与校正后相比,治疗后摆位误差在X、Y和Z三维方向点位移分别为(0.55±0.36)、(0.62±0.34)和(0.58±0.37)mm。结论:采用CBCT对头颈肩热塑膜固定的鼻咽癌患者在IMRT中进行校正可以减少治疗中分次间的摆位误差,而分次治疗内的治疗摆位误差虽然较小,但在设计时PTV的摆位扩边应予以考虑。     

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。     

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。     

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.     

患者生理特征参数对乳腺癌调强放疗摆位误差影响的研究

背景与目的：逆向调强放疗技术已广泛应用于全乳放疗,为有效地代偿摆位误差的不确定性,目前还是将临床靶区向计划靶区外放合适的边界,但对于不同乳腺癌患者外放相同的边界是否妥当尚存在争议,利用锥形束计算机断层扫描（cone-beam computed tomography,CBCT）对接受调强放疗的乳腺癌患者进行三维方向摆位误差分析,探讨各生理特征参数与摆位误差的相关性并进行初步分组,为个性化靶区外放边界提供参考依据。方法：回顾性分析2019年1—12月在复旦大学附属肿瘤医院接受调强放疗的乳腺癌保乳术后患者的临床资料,共纳入97例,利用CBCT分析患者的生理特征参数（包括年龄、肿瘤位置、体重指数、胸围及患侧乳腺体积）对摆位误差的影响。对于连续变量,按中位数分组;对于肿瘤位置,将患者按左右进行分组,并个性化确定靶区外放边界。结果：患者体重指数、胸围和乳腺体积分别与头脚方向（Pearson=0.40,P<0.01）、头脚方向（Pearson=0.43,P<0.01）和左右方向（Pearson=0.42,P<0.01）呈中度正相关,同时三者分组在头脚方向的摆位误差比较差异有统计学意义（t=-3.923,P=0.001;t=-5.182,P=0.001;t=-2.712,P=0.008）。并且胸围及乳腺体积分组在左右方向的摆位误差比较差异也有统计学意义（t=-2.124,P=0.036;t=-3.550,P=0.001）。按体重指数、胸围和乳腺体积中位数分组确定计划靶区外放边界在左右、头脚和前后方向上分别为3.1~4.5、4.6~8.0和4.9~5.3 mm。结论：乳腺癌保乳术后调强放疗患者的体重指数、胸围及乳腺体积与摆位误差存在相关性,推荐根据以上生理特征参数为不同乳腺癌患者确定合理的个性化靶区外放边界。     

Flat-panel cone-beam computed tomography for image-guided radiation therapy

: Geometric uncertainties in the process of radiation planning and delivery constrain dose escalation and induce normal tissue complications. An imaging system has been developed to generate high-resolution, soft-tissue images of the patient at the time of treatment for the purpose of guiding therapy and reducing such uncertainties. The performance of the imaging system is evaluated and the application to image-guided radiation therapy is discussed.

: A kilovoltage imaging system capable of radiography, fluoroscopy, and cone-beam computed tomography (CT) has been integrated with a medical linear accelerator. Kilovoltage X-rays are generated by a conventional X-ray tube mounted on a retractable arm at 90° to the treatment source. A 41 × 41 cm² flat-panel X-ray detector is mounted opposite the kV tube. The entire imaging system operates under computer control, with a single application providing calibration, image acquisition, processing, and cone-beam CT reconstruction. Cone-beam CT imaging involves acquiring multiple kV radiographs as the gantry rotates through 360° of rotation. A filtered back-projection algorithm is employed to reconstruct the volumetric images. Geometric nonidealities in the rotation of the gantry system are measured and corrected during reconstruction. Qualitative evaluation of imaging performance is performed using an anthropomorphic head phantom and a coronal contrast phantom. The influence of geometric nonidealities is examined.

: Images of the head phantom were acquired and illustrate the submillimeter spatial resolution that is achieved with the cone-beam approach. High-resolution sagittal and coronal views demonstrate nearly isotropic spatial resolution. Flex corrections on the order of 0.2 cm were required to compensate gravity-induced flex in the support arms of the source and detector, as well as slight axial movements of the entire gantry structure. Images reconstructed without flex correction suffered from loss of detail, misregistration, and streak artifacts. Reconstructions of the contrast phantom demonstrate the soft-tissue imaging capability of the system. A contrast of 47 Hounsfield units was easily detected in a 0.1-cm-thick reconstruction for an imaging exposure of 1.2 R (in-air, in absence of phantom). The comparison with a conventional CT scan of the phantom further demonstrates the spatial resolution advantages of the cone-beam CT approach.

: A kV cone-beam CT imaging system based on a large-area, flat-panel detector has been successfully adapted to a medical linear accelerator. The system is capable of producing images of soft tissue with excellent spatial resolution at acceptable imaging doses. Integration of this technology with the medical accelerator will result in an ideal platform for high-precision, image-guided radiation therapy.     

Kilo-voltage cone-beam computed tomography setup measurements for lung cancer patients; first clinical results and comparison with electronic portal-imaging device

PURPOSE: Kilovoltage cone-beam computed tomography (CBCT) has been developed to provide accurate soft-tissue and bony setup information. We evaluated clinical CBCT setup data and compared CBCT measurements with electronic portal imaging device (EPID) images for lung cancer patients. METHODS AND MATERIALS: The setup error for CBCT scans at the treatment unit relative to the planning CT was measured for 62 patients (524 scans). For 19 of these patients (172 scans) portal images were also made. The mean, systematic setup error (Sigma), and random setup error (sigma) were calculated for the CBCT and the EPID. The differences between CBCT and EPID and the rotational setup error derived from the CBCT were also evaluated. An offline shrinking action level correction protocol, based on the CBCT measurements, was used to reduce systematic setup errors and the impact of this protocol was evaluated. RESULTS: The CBCT setup errors were significantly larger than the EPID setup errors for the cranial-caudal and anterior-posterior directions (p < 0.05). The mean overall setup errors after correction measured with the CBCT were 0.2 mm (Sigma = 1.6 mm, sigma = 2.9 mm) in the left-right, -0.8 mm (Sigma = 1.7 mm, sigma = 4.0 mm) in cranial-caudal and 0.0 mm (Sigma = 1.5 mm, sigma = 2.0 mm) in the anterior-posterior direction. Using our correction protocol only 2 patients had mean setup errors larger than 5 mm, without this correction protocol 51% of the patients would have had a setup error larger than 5 mm. CONCLUSION: Use of CBCT scans provided more accurate information concerning the setup of lung cancer patients than did portal imaging.     

Optimizing image acquisition settings for cone-beam computed tomography in supine and prone breast radiotherapy

Volumetric discrepancies between cone-beam computed tomography (CBCT) and planning CT image sets were investigated for both prone and supine breast radiotherapy. A phantom study was performed in order to examine the artefacts’ dependency on CBCT acquisition parameters and to minimize their effect on patient set-up accuracy.     

千伏级锥形束CT与Catalyst TM 系统在影像引导放疗过程中的对比研究

背景与目的：光学体表成像系统应用于图像引导的放疗过程。比较分析锥形束CT（cone-beam computed tomography,CBCT）和Catalyst TM 系统在患者放疗摆位误差检测方面的临床价值。方法：选取复旦大学附属肿瘤医院放射治疗中心的33例胸部肿瘤患者进行体位固定后,进行同次摆位的CBCT和Catalyst ^TM 系统图像采集。将采集图像和模拟定位图像进行配准对比,分别记录两种系统在x、y和z方向的平移误差值以及在头脚方向旋转（pitch,PIT）、左右方向旋转（roll,ROL）、水平方向旋转（rotation,RTN）3个方向的旋转误差值,计算其平均值、标准差、系统误差和随机误差,采用配对样本t检验比较数据差异有无统计学意义。结果：CBCT配准在平移方向上的摆位误差x、y和z方向的结果为（0.95±1.18）mm、（1.28±1.63）mm和（0.97±1.20）mm,在旋转方向上的摆位误差PIT、ROL、RTN结果为（0.73±0.65）°、（1.07±0.86）°和（0.69±0.69）°。Catalyst ^TM 系统配准在平移方向上的摆位误差x、y和z方向的结果为（0.96±1.35）mm、（1.43±1.66）mm和（1.59±1.98）mm,在旋转方向上的摆位误差PIT、ROL和RTN结果为（0.86±0.80）°、（0.87±0.74）°和（0.75±0.76）°。两系统之间的系统误差和随机误差的差值均<1 mm。结论：Catalyst ^TM 系统与CBCT系统检测患者放疗摆位误差差异无统计学意义,Catalyst ^TM 系统可代替CBCT系统进行放疗摆位误差的检测。     

On-board patient positioning for head-and-neck IMRT: comparing digital tomosynthesis to kilovoltage radiography and cone-beam computed tomography

PURPOSE: High-precision intensity-modulated radiotherapy demands high patient positioning accuracy. On-board digital tomosynthesis (DTS) provides three-dimensional (3D) image guidance for daily positioning with a lower imaging dose, faster acquisition, and more geometric flexibility than 3D cone-beam computed tomography (CBCT). This clinical study evaluated DTS as a daily imaging technique for patient positioning and compared the results with 3D CBCT and two-dimensional (2D) radiography. METHODS AND MATERIALS: Head and neck cancer patients undergoing intensity-modulated radiotherapy were studied. For each session, the patient was positioned using laser marks. On-board imaging data sets, including 2D kilovoltage radiographs, DTS, and CBCT, were obtained to measure the daily patient positioning variations. The mean and standard deviations of the positioning variations in the translational and rotational directions were calculated. The positioning differences among 2D radiography, DTS, and CBCT were analyzed. RESULTS: Image data sets were collected from 65 treatment fractions for 10 patients. The systematic patient positioning variation was <0.10 cm and 1.0 degrees one dimensionally. The random variations were 0.27-0.34 cm in the translational and 0.93 degrees -1.99 degrees in the rotational direction. The mean vector isocenter variation was 0.48 cm. DTS with 40 degrees and 20 degrees scan angles in the coronal or sagittal directions yielded the same results for patient positioning. DTS performance was comparable to that of CBCT, with positioning differences of <0.1 cm and 0.5 degrees . The positioning difference between 2D radiography and DTS was approximately 0.1 cm and 0.2 cm in the vertical/longitudinal and lateral directions. CONCLUSION: Our results have demonstrated that DTS is a comparable 3D imaging technique to CBCT for daily patient positioning of head-and-neck patients as determined by manual registration of bony anatomy.     

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.