千伏级锥形束CT与兆伏级电子摄野影像系统在鼻咽癌影像引导放疗的对比研究

目的:分析千伏级锥形束CT与兆伏级电子射野影像系统用于测量鼻咽癌调强放射治疗的摆位误差,评价两种技术在鼻咽癌调强放疗摆位修正中的应用价值。方法:选取施行IMRT的鼻咽癌患者21例,于放疗实施前先进行EPID正侧位片的拍摄,再进行KV-CBCT的扫描。将EPID拍摄的正侧位片与数字重建射线影像(DRR)配准,得出x、y、z三个线性方向的摆位误差值,同时将扫描的CBCT图像与计划CT图像进行自动的骨性配准,得出x、y、z三个线性方向和绕x轴、y轴和z轴的三个旋转方向的摆位误差值;最终对EPID和CBCT获得的两组数据进行分析比较,分别计算摆位误差以及计划靶体积(planning target volume,PTV)边界;两种技术校正前后的结果进行配对t检验;两种技术的残余误差进行配对t检验结果。结果:CBCT组校正前x、y、z轴的MPTV分别是:3.30 mm、2.58 mm、2.99 mm,校正后分别是1.71 mm、1.71 mm、1.98 mm,t检验有统计学意义(P<0.05);EPID组校正前x、y、z轴的MPTV分别是:2.56 mm、4.02 mm、3.40 mm,校正后为校正前后各个方向0.9 mm、2.37 mm、4.23 mm,t检验有统计学意义(P<0.05)。CBCT与EPID残余误差的数据有统计学意义(P<0.05)。结论:与EPID相比较,CBCT在校正后能使MPTV缩小至2 mm,大大提高了放疗精度,通过残余误差的比较发现CBCT校正误差的能力优于EPID。     

胰腺癌患者螺旋断层放疗摆位误差分析

目的：通过兆伏级CT（MVCT）在线测量校正胰腺癌患者螺旋断层放疗的摆位误差,确定临床靶区CTV和计划靶区PTV之间的外放距离。方法：2012年5月至12月,21例接受TomoTherapy治疗的胰腺癌患者,每次治疗前均行靶区部位MVCT扫描。并将扫描后的MVCT图像与定位时千伏级CT（kVCT）图像进行配准,分别记录患者左右x、头脚y、腹背z和横断面旋转Roll四个方向的偏差数值,对其误差值进行统计分析。结果：21例患者共行358次MVCT扫描,其摆位误差值在x、y、z和Roll方向分别为：（-0．14±0．60）mm、（-1．21±0．44）mm、（0．69±0．93）mm和（0．02±0．26）。x、y、z方向CTV和PTV之间的外放距离分别为：5．5mm、7．4mm和3．9mm。结论：胰腺癌患者治疗摆位误差较大,Tomotherapy通过在线摆位校正能有效减小摆位误差。临床上建议胰腺癌患者在x、y、z方向上CTV和PTV之间可分别外扩5mm、7mm和4mm,为精确照射提供必要的质量保证。     

基于CBCT非小细胞肺癌外放边界研究

目的：探讨非小细胞肺癌（Non-Small Cell Lung Cancer,NSCLC）放疗靶区外放边界的确定。方法：本研究随机抽取14例行锥形束CT（Cone-Beam Computer Tomography,CBCT）扫描的NSCLC体部立体定向放疗（Stereotactic BodyRa-diationTherapy,SBRT）治疗患者,利用治疗前CBCT扫描图像与定位CT图像匹配,得出所有患者的摆位误差。利用国际辐射单位及测量委员会（International Commission 0n Radiation Units and Measurements,ICRU）第83号文件报道的计算外放边界的公式计算出NSCLC患者放疗靶区的外放边界。放射治疗肿瘤组织（Radiation Therapy Oncology Group,RTOG）推荐肺部肿瘤外放边界为左右、前后0．50cm,上下1．00cm,与本研究结果进行对比。结果：NSCLC患者摆位系统误差在左右、前后、上下三个方向上分别为（-0．03±0．23）cm、（-0．02±0．42）cm、（0．02±0．25）cm。在ICRU第83号文件报道的公式中,利用VanHerk提出的计算公式得出的靶区外放边界最大,左右、前后、上下分别为0．72cm、0．74cm、1．30cm。结论：与RTOG提出的肺部肿瘤外放边界相比,利用本研究方法计算各个方向的外放边界比原来RTOG提出的外放标准更加精确,给个体化放疗外放边界的选取提供了很好的依据。     

食管癌个体化临床靶区-计划靶区外扩边界剂量研究及摆位误差分析

目的：研究食管癌放疗个体化临床靶区（CTV）-计划靶区（PTV）外扩边界剂量及摆位误差,在合理的剂量要求下提高放疗治疗精度。方法：选取2021年6月到2022年6月中山大学肿瘤防治中心黄埔院区收治的54例食管癌患者为研究对象,所有患者分次内均行锥形束CT(CBCT)图像扫描,共收集1 283次CBCT图像。在患者放疗前进行CBCT扫描,将CBCT图像与计划CT图像匹配,得到腹背方向（VRT）、头脚方向（LNG）、左右方向（LAT）、旋转横断位（Roll）、旋转矢状位（Pitch）、旋转冠状位（YAW）6个方向的误差。同时分别对54例患者前5次6个维度方向摆位误差计算出均值,利用单样本t检验方法,与全分次摆位误差进行比较,判断差异性。并利用公式（外放边界=2.5∑+0.7δ）计算出PTV外放边界。将计算得出的外扩边界分为5组：A组（所有方向均外扩5 mm）,B组（LAT方向外扩7.9 mm,其它方向5 mm）,C组（LNG方向外扩11.03 mm,其它方向5 mm）,D组（VRT方向外扩6.36 mm,其它方向5 mm）,E组（LAT方向外扩7.9 mm,LNG方向外扩11.03 mm,...     

不同配准方式下鼻咽癌千伏级CBCT图像引导放疗的摆位误差

目的:比较鼻咽癌千伏级锥形束CT（CBCT）不同配准方式得出的配准结果,为摆位修正提供参考。方法:回顾性分析2018年5月~2019年8月在广州医科大学附属肿瘤医院进行治疗的100例鼻咽癌患者的CBCT图像。按照大区域（Large）即全扫描范围、小区域（Small）即计划靶区范围、骨性（Bone）、灰度（Grey）的不同组合方式,对千伏级CBCT图像分别采用大区域骨性（LB）、大区域灰度（LG）、小区域骨性（SB）、小区域灰度（SG）这4种方式进行配准,并对平移误差和旋转误差结果进行分析。结果:4种方式等中心点平移误差均值范围为-0.29~1.07 mm,旋转误差均值范围为-0.10°~0.61°。除LB与SB在Y方向的平移误差存在显著性差异（P=0.00）之外,其余平移和旋转误差均无显著性差异（P=0.05~0.82）。LG与SG的所有平移和旋转误差均无显著性差异（P=0.14~0.64）。而LG与LB相比除Y方向的平移和旋转误差无显著性差异（P=0.67, 0.57）外,其余所有误差均有显著性差异（P=0.00~0.02）。SB与SG相比除X方向平移误差和Y方向旋转误差无显著性差异（P=0.36, 0.72）外,其余所有误差均有显著性差异（0.00~0.02）。Pearson相关性分析表明三维方向上所有平移和旋转摆位误差结果均呈正相关（R=0.48~0.98, P<0.01）。采用LG和SG进行配准得出的摆位误差在X、Y、Z平移和旋转方向上的95％一致性限度分别为［1.19, -1.25］、［0.95, -1.01］、［1.13, -1.31］和［0.80, -0.85］、［0.69, -0.60］、［1.02, -1.13］。按照2 mm和2°界值标准二者摆位误差具有一致性。结论:在鼻咽癌的图像引导放疗中用千伏级CBCT进行自动模式下的图像配准时,三维方向上的配准结果可能因骨性或灰度配准方式的不同而有差别。配准区域选择靶区或全扫描范围时,配准结果差异不明显。     

3DCT联合4DCBCT在中下叶肺癌SABR放疗靶区外放边界中的应用研究

目的:利用四维锥形束CT（4DCBCT）扫描获取放疗靶区摆位误差和呼吸运动误差,计算肿瘤立体定向消融放射治疗（SABR）中计划靶区体积（PTV）外放边界大小。方法:回顾性分析19例中下叶肺癌SABR治疗患者,治疗前4DCBCT扫描,共72次扫描图像。根据4DCBCT与定位CT的配准结果,评估放疗靶区分次间摆位和呼吸运动误差,确定PTV外放边界大小。结果:放疗靶区摆位误差在左右、上下、前后3个方向上分别为（0.11±0.29）、（0.02±0.58）、（0.05±0.26） cm,放疗靶区呼吸运动误差在3个方向上分别为（-0.06±0.34）、（0.09±0.68）、（0.06±0.23） cm,利用ICRU83#报告公式计算PTV外放边界,在3个方向上分别为1.13、2.15、0.90 cm。结论:4DCBCT可有效评估放疗靶区摆位和呼吸运动误差,并确定中下叶肺癌SABR治疗中PTV外放边界大小。利用本方法计算的外放边界比原来RTOG提出的外放标准更加精确,可个体化评估放疗靶区外放边界。     

应用锥形束CT研究儿童神经母细胞瘤放射治疗的摆位误差

目的：应用锥形束CT（CBCT）研究儿童腹部神经母细胞瘤放射治疗分次间（Interfraction）和分次内（Intrafraction）的摆位误差,探讨临床靶区（CTV）到计划靶区（PTV）的外放边界,为临床治疗计划的设计提供参考。方法：选取于2012年10月到2013年5月共10例接受放射治疗的儿童腹部神经母细胞瘤患者,所有患儿分别于治疗前以及治疗结束后进行CBCT扫描,CBCT扫描图像与计划CT图像进行配准,记录左右方向（Medial-Lateral,ML）,头脚方向（Superior-inferior,SI）以及胸背方向误差（Anterior-Posterior,AP）,从而得到分次间和分次内的摆位误差。结果：若按照每周一次图像验证,则摆位误差为：左右方向5.3mm,头脚方向5.7mm,胸背方向5.2mm。若按照每日CBCT图像验证,这种情况下的摆位误差仅为：左右方向2.1 mm,头脚方向1.7 mm,胸背方向1.4 mm。结论：每日CBCT图像扫描可以有效减少儿童神经母细胞瘤的摆位误差,缩小CTV到PTV的外放边界,减少正常组织的受照范围。正常组织受照范围的减少对患者特别是儿童患者有很大意义。在确定CTV到PTV的外放边界时,内边界（InternalMargin）的大小还需要进一步讨论。     

基于锥形束CT分析食管癌和肺癌患者摆位误差

【摘要】目的:应用锥形束CT（CBCT）观察食管癌和肺癌六维方向的摆位误差,分析六维床对食管癌平移和旋转方向校正的必要性及其临床意义。方法:选取2019年10月~2021年12月在中山大学肿瘤防治中心放疗的胸部肿瘤患者,食管癌组、肺癌组各85例,收集所有患者前3次CBCT扫描,通过六维方向与计划中的定位CT图像进行配准,获得头脚方向（SI）、左右方向（LR）、前后方向（AP）、绕Z轴旋转（RTN）、绕X轴旋转（PITCH）、绕Y轴旋转（ROLL）6个方向的摆位误差。原始数据取绝对值,采用Kolmogorov-Smirnov Z非参数秩和检验进行统计分析。结果:食管癌组和肺癌组在SI、LR、AP平移方向摆位误差取绝对值分别为:0.30（0.10, 0.50）、0.10（0.10, 0.30）、0.10（0.10, 0.20）和0.20（0.10, 0.40）、0.20（0.10, 0.30）、0.10（0.10, 0.30） cm;在RTN、PITCH、ROLL旋转方向的摆位误差取绝对值分别为0.50°（0.30°, 0.90°）、0.90°（0.40°, 1.60°）、0.90°（0.40°, 1.40°）和0.40°（0.10°, 0.70°）、0.70°（0.20°, 1.30°）、0.50°（0.10°, 1.00°）,食管癌组和肺癌组中SI、RTN、PITCH、ROLL方向比较,差异均有统计学意义（P<0.05）,而LR、AP方向比较,差异无统计学意义（P>0.05）。结论:基于CBCT引导下,六维配准技术配合六维床能降低胸部肿瘤患者放疗时摆位误差,特别是长靶区如食管癌方面,校正旋转摆位误差有明显优势。     

Synergy加速器治疗床自动摆位准确性的验证

目的：验证图像引导放射治疗中Synergy加速器治疗床位置自动校正（RATM）的准确性。方法 ：Quasar Penta-Guide模体在Brilliance下进行定位扫描,CT图像传送到PrecisePlan治疗计划系统进行计划设计,计划分别传至MOSAIQ和XVI系统。模体在加速器治疗床上摆位后进行CBCT扫描,图像配准后用RATM进行治疗床自动位置校正,用直尺测量激光灯十字线和模体中心十字线的距离作为摆位偏差。选取头部肿瘤患者,CBCT扫描后用骨性标记自动配准,移床后再做一次CBCT扫描,配准后分析残存摆位误差。结果：治疗床的自动最大校正范围为20 mm。模体验证结果显示,在左右、头脚、垂直3个方向自动校正误差均小于2 mm。头部肿瘤患者的残存误差小于2 mm。结论：治疗床远程控制自动摆位的准确性满足临床要求,治疗床自动移动的准确性直接影响治疗效果,需要对治疗床移动的准确性进行验证和采取严格的质量保证措施。     

利用VMAT技术对颅内肿瘤进行放疗时配合IGRT的临床研究

目的:探讨利用锥体束CT扫描检查在VMAT技术治疗颅内肿瘤中的价值。方法:选取24例接受VMAT技术进行治疗的颅内肿瘤患者,进行CT模拟定位、勾画靶区,CTV外放5 mm为PTV,在放疗前每周进行1次锥体束CT扫描,与定位CT图像相融合,获得在x、y、z轴及旋转误差,测定个体化的PTV外放边界,设定为PTVCBCT,并计算PTVCBCT体积,将其与PTV体积相比较。结果:x轴方向平均位移为(0.35±0.16)mm,y轴方向平均位移为(0.2±0.09)mm,z轴方向平均位移为(0.09±0.04)mm,旋转误差为(0.8±0.07)°。PTVCBCT较PTV平均体积减少63.6 cm3,平均百分数为19.8%,PTV与PTVCBCT两组体积间有显著统计学差异。结论:利用精确放疗技术对颅内肿瘤患者进行放疗时配合CBCT图像,可以减小PTV外放边界,从而减少PTV体积,减少了正常脑组织受照剂量,放射性脑损伤的发生率将有所降低。     

kV级锥形束CT在图像引导放疗中的应用

目的：评价kV级锥形束CT（CBCT）在图像引导放射治疗（IGRT）中的临床价值。方法：92例行IGRT的患者分为头颈组、胸腹组和盆腔组,通过868次图像配准统计配准结果,判断中心移位误差,同时观察配准满意患者计划PTV轮廓包绕实体靶区的程度,并进行统计学分析。结果：头颈组、胸腹组和盆腔组在X（左右）的移位分别为1.7mm±1.1 mm、1.7mm±1.4 mm和1.3mm±0.9 mm,在Y（头脚）方向上分别为1.9 mm±1.2mm、2.5 mm±1.9 mm和2.4 mm±1.5mm,在Z（腹背）方向上分别为1.6 mm±1.0 mm。1.6mm±1.1 mm1.3 mm±0.9mm,且个体差异较大,配准满意后计划PTV轮廓包绕实体靶区,包绕满意率达95.2%（826/868）,包绕一般满意率达98.8%（858/868）,包绕尚可率达100%（868/868）,未出现包绕危险现象。结论：kV级CBCT是开展IGRT的理想设备,可以提高照射精度,建议临床在PTV Margin外放时作相应减少。     

基于CTVision分析不同配准方式对鼻咽癌摆位误差的影响

目的分析CTVision进行鼻咽癌图像引导时采用不同的配准方式对摆位误差的影响。方法采用两种不同的图像配准方式,对同一个进行调强放射治疗的鼻咽癌患者采集得到的治疗CT图像与计划CT图像进行配准分析。自动配准：系统自动调节窗宽、窗位,进行图像灰度配准。骨性配准：手动调节基于第一颈椎体为骨性标志进行配准。配准得到的摆位误差大小以均数和标准差的形式表示。结果分别计算得到两种方法在X、Y、Z三个方向上的摆位误差数据．自动配准和骨性配准结果分别是X轴为（0．2286±0．1496）cm和（0．0571±0．0976）cm,Y轴为（-0．1000±0．1000）cm和（-0．0714±0．1254）cm．Z轴为（0．1000±0．0816）cm和（0．1000±0．0577）cm。两种配准方法比较,靶区在X轴上的摆位误差差异有统计学意义（P〈0．05）,而在Y轴和Z轴上差异均无统计学意义（P〉0．05）。结论鼻咽癌进行图像引导时．基于骨性标志的手动配准和基于灰度的自动配准．在X轴方向的摆位误差校正差异明显．在Y轴和Z轴方向的无明显差异。采用骨性标志的配准是一种更为准确和有效的配准方式。     

32例鼻咽癌调强放疗摆位误差的简单分析

目的:利用电子射野影像验证系统(electronic portal imaging device,EPID)监测鼻咽癌调强放射治疗的摆位误差,为临床医生的计划靶区(planning target volume,PTV)勾画与外放提供参考数据。方法:随机选取32例接受调强放疗的鼻咽癌患者,利用电子射野影像验证系每周一次统获取患者正侧位图像(electronic portal image,EPI),在iView GT系统下与患者首次计划设计时的数字化重建图像(digitally reconstructed radiograph,DRR)进行对照比较,计算摆位误差。结果:左右x轴方向误差为1.36 mm±1.02 mm,前后y轴方向误差为1.23 mm±1.05 mm,上下z轴方向误差为:1.34 mm±1.08mm。结论:32例鼻咽癌患者治疗时三个方向的摆位误差均小于5 mm,严格执行摆位质量控制前提下,这个数据可以用于指导临床医生从内靶区放外5 mm产生PTV,这样既能保证患者的肿瘤受到完全的照射,同时也能保护更多的正常组织避免不必要的照射。     

KV-KV、KV-MV和CBCT在头颈部调强放疗位置验证中的对比研究

目的:利用Varian-OBI系统提供的3种放射治疗位置验证模式(KV-KV、KV-MV和CBCT),分析二维位置验证方法相对于三维位置验证的差异,寻找头颈部调强放疗(IMRT)时的最佳IGRT方法和应用方式。方法:选择10例头颈部调强患者,以每周一次的频数进行治疗前位置验证,每次验证时首先行二维(KV-KV/KV-MV)位置验证,根据验证结果进行移位纠正后再用CBCT行三维验证,记录参考图像和采集图像的三个方向(Vertical,Longitudinal,Lateral)和绕三个方向的旋转(Rtn=Yaw,Roll,Pitch,)的偏移值,统计并计算均值和标准差,并记录和比较分析三种验证方式的时间等参数。结果:本研究共获取53组图像,三种验证方式在Vertical,Longitudinal,Lateral三个方向的平移偏差分别为:KV-KV:(-0.006±0.141)cm,(0.148±0.269)cm,(-0.063±0.254)cm;KV-MV:(-0.01±0.145)cm,(0.09±0.323)cm,(-0.115±0.232)cm;CBCT:(0.04±0.12)cm,(0.06±0.12)cm,(0.00±0.14)cm。Vertical,Longitudinal,Lateral三个方向≤3 mm、5 mm、5 mm的概率KV-KV:94%,85%,91%;KV-MV:90%,85%,95%。绝对最大值分别为:KV-KV:0.4 cm,0.6 cm,0.6 cm;KV-MV:0.5 cm,0.9 cm,0.6 cm。CBCT:Vertical,Longitudinal,Lateral三个方向≤2 mm概率分别为:100%,94%,100%,绝对最大值为:0.2cm,0.3 cm,0.2 cm。三个方向旋转偏差Rtn,Roll,Pitch分别为:(-0.38±1.66)°,(0.36±1.51)°,(-0.3±0.87)°,绝对最大值为:4.3°,3.8°,2.7°。≤±3°为92%,96%,100%。≤±2°为77%,81%,96%。KV-KV、KV-MV、CBCT采集时间分别为1′20″、2′、35″,图像配准分析时间分别为5′、5′~8′、10′~15′。KV-KV与KV-MV两种配准模式对比分析,三个平移方向之间无统计学差异(p0.05)。CBCT自动配准和自动+手动配准对比分析结果无统计学差异(p0.05)。结论:KV-KV与KV-MV相比,图像引导时间(包括图像采集时间和图像配准分析时间)约为KV-MV的二分之一,MV图像分辨率低,配准精度难以保证,在二维位置验证中宜优先选择KV-KV模式。KV-KV与CBCT相比,能使平移偏差减小到2 mm之内,且图像引导时间约相当于CBCT的三分之一。在CBCT基准下,用KV-KV进行二维验证精度可信且时间较短,可使有限的IGRT资源得到更多的利用。     

肿瘤快速旋转调强放疗摆位误差的测量与分析

目的:采用直线加速器机载的千伏级锥形束CT扫描技术对不同部位肿瘤患者的摆位误差进行探讨。方法:应用瓦里安RapidArc直线加速器治疗肿瘤患者180例,其中头颈部患者53例,胸部患者58例,盆腔患者69例。所有患者在首次放疗前行KV-CBCT扫描,以后每周扫描1次。将CBCT扫描图像和计划CT图像及其靶中心匹配,分析靶中心在x、y、z方向上的误差值及其误差分布情况,探讨我科CTV–PTV外放边界大小。结果:系统误差(均数)±随机误差(标准差)在平移误差Lateral左右(x)方向、Vertical背腹(y)方向、Longitudinal头脚(z)方向分别为头颈部x(0.55±0.79)mm,y(0.81±1.00)mm,z(1.21±1.12)mm;胸部x(1.13±1.26)mm,y(1.03±1.09)mm,z(2.12±2.15)mm;盆腔x(0.94±1.16)mm,y(0.87±1.08)mm,z(2.02±1.78)mm;绕y轴方向旋转(Rtn)误差分别为头颈部(0.39±0.48)°,胸部(0.47±0.54)°,盆腔(0.44±0.51)°。结论:CBCT可以减少分次治疗间的摆位误差,保证放疗摆位精度。