CBCT、EPID图像引导在肿瘤放疗中的应用研究.pdf

、图图像像引引导导在在肿肿瘤瘤放放疗疗中中的的应应用用研研究究黄焱秋 郭 斌 黄滈骢 周春骏 余忠全 陈少卿 基基金金项项目目:江江西西省省卫卫健健委委资资助助课课题题(编编号号:)作作者者单单位位:南南昌昌大大学学第第一一附附属属医医院院(黄黄焱焱秋秋 周周春春骏骏 余余忠忠全全 陈陈少少卿卿)江江西西中中医医药药大大学学第第二二附附属属医医院院(郭郭 斌斌)井井冈冈山山大大学学医医学学部部(黄黄滈滈骢骢)【摘要】目的 研究分析 和 两种图像引导技术对肿瘤放疗位置误差验证的差异 方法将放疗患者根据肿瘤部位分为头颈部和体部 组利用 机载图像引导系统()提供的电子射野影像系统()和千伏级锥形束 ()于患者每次治疗前先采集()图像进行自动配准检测并记录在六维方向(、)及各阈值区间的位置误差数据在不纠正 检测的位置误差的情况下再次采集 图像进行自动配准手动修正检测并记录和()相同项目的位置误差数据 根据两种技术检测到的位置误差数据分析比较两种图像引导技术在不同部位的肿瘤和六维各方向及误差阈值之间数据的差异性 结果 头颈组 和 两种图像引导方式各获取 人次六维方向 个误差数据 在六维 方向及误差阈值和 之间对放疗位置误差验证具有统计学差异(.)体部组 和 两种图像引导方式各获取 人次六维方向 个误差数据 在六维方向及各误差阈值之间 和 两种图像引导方式对放疗位置误差验证没有统计学差异(.)结论 和 两种图像引导技术均能较好满足精准放疗的临床需求 引导在图像分辨率和六维旋转验证上具有优势 【关键词】图像引导放射治疗误差 :./.中图分类号:.文献标识码:文章编号:().【】.().()().().(.).(.).【】(:)恶性肿瘤是严重危害人类生命健康的重大疾病手术、放疗和化疗是恶性肿瘤治疗的三大主要手段实用癌症杂志 年 月第 卷第 期 .放射治疗是恶性肿瘤综合治疗中的主要手段之一占所有恶性肿瘤患者治疗方法的 根据 年世界卫生组织()统计数据显示肿瘤的治愈率大约为 其中手术的贡献率为 放射治疗为 化疗为 放疗的作用与手术相当 随着医学影像技术、计算机技术、信息技术以及放疗技术和设备的不断发展和创新放射治疗已进入了全新的精准放疗时代治疗精准度越来越高效果越来越好患者的生存时间和生存质量也明显延长和提高放射治疗过程中摆位验证是精确放疗非常重要的治疗保证措施图像引导放疗()技术是实现精准放疗验证的重要手段图像引导的实现方式主要有利用电子射野影像系统()获取的 或 级二维图像和锥形束()获取的三维图像 采用不同的引导方式对治疗的精准度带来哪些影响?等指出二维位置验证不能准确测量体位旋转无法预知体位变化对剂量分布的影响 本文研究分析利用 提供的 和 两种图像引导方式对肿瘤放疗位置误差验证的差异性寻找出在保证验证精度的前提下明确其各自在不同放疗技术中的应用 资资料料与与方方法法.临床资料 随机选取 年至 年在我院肿瘤中心行调强放射治疗的患者含头颈部、胸部、腹部和盆腔部位的恶性肿瘤 所有入选患者意识清楚有自主控制能力卡氏评分 分.设备及材料 直线加速器 大孔径 及 治疗计划系统 自带的()系统核通数字化模拟定位机 及 一体板体位固定系统人体定位垫热缩膜烤箱水箱.方法.体位及固定方式 根据肿瘤部位的不同实施个体化的体位及固定方式 头颈部患者采用仰卧双上肢自然下垂体位人体定位垫 头颈肩热缩膜固定胸部肿瘤患者采用仰卧双上肢上举置于臂托体位人体定位垫 面颈肩胸热缩膜固定腹部患者采用仰卧双上肢上举置于臂托体位人体定位垫 腹膜固定盆腔患者采用仰卧双上肢上举置于臂托或俯卧双上肢上举握杆体位人体定位垫 腹膜固定.定位 所有患者均采用 大孔径、层厚、平扫 增强扫描定位扫描图像直接传输到治疗计划系统进行放疗计划设计.图像获取()参考图像的获取:治疗计划系统重建生成 图像作为 的参考图像定位 图像作为 的参考图像均从 数据库调取()图像采集:于患者治疗前以疗程治疗的前三次每天及疗程中每周至少一次的频率选取一个实时野加载一个 图像利用 的 系统获取两幅 正交二维图像()图像采集:于患者治疗前每次采集完 图像后不纠正配准误差利用 的 系统采用半弧或全弧扫描方式获取三幅重建的 三维图像.图像配准及数据收集整理利用 自带的图像配准系统将获取的 图像与治疗计划系统重建生成 图像进行自动配准并记录、方向的误差数据 将获取的 图像与治疗计划系统中肿瘤中心定位 图像进行自动配准并根据骨性、灰度和靶区进行手动微调修正收集记录、方向的误差数据治疗床修正该误差后进行治疗 将两种方法获取的六维方向的误差数据分别按各方向的误差阈值收集归纳整理.统计学处理 将 和 两种引导技术所获取的、方向的误差数据采用秩和检验 检验进行统计分析 结结果果 头颈组 和 两种图像引导方式各获得 人次六维方向共 个误差测定值 在六维 方向及误差阈值和 时两种引导方式对放疗位置误差验证具有统计学差异(.)见表 体部组 和 两种图像引导方式各获取 人次六维方向共 个误差测定值 在六维各个方向及各误差阈值之间 和 两种图像引导方式对放疗位置误差验证没有统计学差异(.)见表 实用癌症杂志 年 月第 卷第 期 .表 和 引导技术对头颈部肿瘤放疗位置误差验证的比较(例)方向误差/()合计 值(前后)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(头脚)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(左右)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)表 和 引导技术对体部肿瘤位置误差验证的比较(例)方向误差/()合计 值(前后)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(头脚)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(左右)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)(.)(.)(.).(.)(.)(.)讨讨论论 精准放疗包括射线剂量和靶区位置的精准第 号报告指出:靶区剂量偏离最佳位置 时就有可能使原发肿瘤失控加大局部失控的几率或引起放射并发症增加而摆位误差很可能会改变计划靶区剂量的大小及分布 有学者研究指出若误差 .摆位误差明显降低了靶区剂量 大体肿瘤体积所接受的剂量平均减少.原发灶靶体积平均减少.图像引导放疗()技术是实现精实用癌症杂志 年 月第 卷第 期 .准放疗的重要手段在多种图像引导的方法中尤以 和 最常见()图像能快速提供较好的骨性结构分辨率可图像对比度和软组织分辨率较低但 引导的 对缩小摆位误差提高摆位精度同样具有重要作用 级 图像除具有很高的空间和密度分辨率外还可用于三维的组织图像配准但 引导额外辐射剂量高耗时长 图像配准比 具有更经济和更高的效率 两种图像在不同组织分辨率和灰度分布上的差别会导致配准精度的不同据 等总结了头颈部肿瘤放射治疗时的摆位误差理想的头颈部肿瘤放疗摆位误差应在 以下本研究结果显示 和 两种引导技术在头颈部放疗位置误差 及以下占比均在 左右两种引导技术无差异性 尽管很多文献作者认为 三维图像引导配准精度优于 二维图像引导但本研究结果显示除在头颈部 方向 配准优于 配准外头颈部其它方向及体部的六维各方向两种引导技术配准精度差异均不具有统计 学 意 义 与 张 炳 新 袁 珂、陆 维 等 的 报 道 相同 本研究在采集完 图像自动配准后没有纠正位置偏差而是直接再次采集 图像并自动配准两种方式采集的图像及配准误差受患者体位及人为配准误差影响极小误差数据准确度及可信度高在现代精准放疗背景下图像引导方式至关重要虽然 引导在图像分辨率及旋转 方向配准要优于 但有报道称因患者身体旋转而造成的剂量改变很小 引导有着验证时间短精度可信患者额外辐射剂量较低效率高等优势是一种在临床实际工作中可以优先考虑采用的 引导模式参考文献 申 芹陈念永李光俊.容积旋转调强放射治疗技术在头颈部肿瘤的应用.华西医学():.:.吴 冰马广栋王亮和.图像引导放射治疗技术不同验证模式对头颈部肿瘤调强放疗摆位误差的影响.广西医学():.():.():.().():.孙小喆孟慧鹏郑爱青等.肺癌影像引导放疗摆位误差及配准的对比研究 .医疗卫生装备():.:.吴润叶高黎李明辉等.应用非每日锥形束 校位减少摆位误差对鼻咽癌调强放疗剂量影响.中华放射肿瘤学杂志():.:.容贤冰邓 烨.和 在体部肿瘤放疗摆位的对比研究.影响研究与医学应用():.():.():.():.():.黄敏霞沙朝丰史安娜.千伏级 与 线透视成像校正鼻咽癌患者摆位误差相关性及一致性研究.浙江医学():.上官小玲张强克徐建国等.胸部肿瘤调强放疗中摆位误差的原因与控制.中国医学物理学 杂志.():.(下转第 页)实用癌症杂志 年 月第 卷第 期 .:.():.():.():.():.():.张旭刚于海蛟刘永波等.完全植入式静脉输液港 种植入途径临床对比.介入放射学杂志():.:.():.孙兴伟白旭明程龙等.右侧头臂静脉入路植入静脉输液港临床应用.介入放射学杂志():.:.():.:.():.邢 雷刘洪石果等.植入式静脉输液港导管异位的安全性探讨.中华乳腺病杂志(电子版)():.杨柏帅王俊奕袁 敏等.超声结合 导引下经左侧腋静脉近侧段输液港植入术.介入放射学杂志():.()()/(/):.():.:.():.():.(收稿日期 修回日期 )(编辑:甘 艳)(上接第 页).():.():.刘利彬吴君心瞿宜艳等.千伏级锥形束 与兆伏级电子提野影像系统在鼻咽癌影像引导放疗的对比研究.中国医学物理学杂志():.赵成宗张 垚瞿瑜业等.和 在体部肿瘤放疗摆位的对比研究.影像研究与医学应用():.张炳新石祥礼等.瓦里安机载图像引导系统在鼻咽癌图像引导放疗中联合应用的探索.中华放射肿瘤学杂志():.袁 珂邓小武陈立新等.放疗摆位偏移检测二维和三维 射线图像自动配准技术对比研究.中华肿瘤防治杂志():.陆 维许婷婷许 青等.应用、研究鼻咽癌 种体位固定方式摆位误差的比较分析.中国癌症杂志():.():.(收稿日期 修回日期 )(编辑:甘 艳)实用癌症杂志 年 月第 卷第 期 .