在離線結合校正頭頸部和肺部腫瘤放療誤差的研究.pdf

1、目的： 機載錐形束CT(conebeamcomputertomography，CBCT)是重要的圖像引導放療設備。在線提取的CBCT圖像可以較清楚地顯示頭頸部、肺部腫塊及其周圍解剖結構。通過對比在線提取的CBCT圖像與初始計劃CT圖像，可以驗證并校正患者治療體位靶區(qū)位置與初始計劃靶區(qū)位置的不一致。 本研究旨在通過分析頭頸部、肺部腫瘤放療過程中在線提取的CBCT圖像與初始計劃圖像之間的差異，以及在線擺位校正或離線自適應校正

2、干預對這種差異的影響，探討在線擺位校正或離線自適應校正后臨床靶區(qū)(clinicaltargetvolume，CTV)的合理外放和頭頸部、肺部腫瘤進行在離線結合圖像引導自適應放療的可行性。針對肺癌在線擺位校正后殘余誤差可能導致一部分靶區(qū)存在劑量缺陷，提出對在線擺位校正后的劑量缺陷進行補償的技術。 方法： 1.16例行三維適形放療或調強放療的頭頸部癌癥患者入組?；颊叻执畏暖熐昂缶性诰€CBCT掃描1次，并記錄各個方向上CBC

3、T圖像與計劃CT圖像的配準差值。每周在2～3個治療分次采集CBCT圖像。放療前后配準獲得的平移矢量分別作為放療分次間誤差和分次內誤差，計算每例患者的個體化系統(tǒng)誤差和個體化隨機誤差。利用CTV外放計算公式，分別計算未行在線擺位校正和每分次放療均行在線擺位校正后的群體化CTV外放。分別以0.5mm和1.5mm為允許的最大殘余系統(tǒng)擺位誤差，計算預測個體化系統(tǒng)擺位誤差所需的最少CBCT圖像數，并計算對系統(tǒng)擺位誤差進行離線自適應校正后的群體化CT

4、V外放。 2.14例行三維適形放療的肺部惡性腫瘤患者入組?；颊叻执畏暖熐昂缶性诰€CBCT掃描1次，并記錄各個方向上CBCT圖像與計劃CT圖像的配準差值。每周在2～3個治療分次采集CBCT‘圖像。放療前后配準獲得的平移矢量分別作為放療分次間誤差和分次內誤差，計算每例患者的個體化系統(tǒng)誤差和個體化隨機誤差。利用CTV外放計算公式，分別計算未行在線擺位校正和每分次放療均行在線擺位校正后的群體化CTV外放。分別以0.5柵和1.5咖為允許

5、的最大殘余系統(tǒng)擺位誤差，計算預測個體化系統(tǒng)擺位誤差所需的最少CBCT。圖像數，并計算對系統(tǒng)擺位誤差進行離線自適應校正后的群體化CTV外放。 取l例非小細胞肺癌患者，探討每分次放療結束后通過重新制定放療計劃對當次放療的劑量缺陷進行補償的技術。將第1分次放療前在線采集的CBCT圖像與計劃CT圖像配準，利用三維治療計劃系統(tǒng)，獲取當次放療相對于初始計劃，其欠劑量區(qū)域的位置和所欠劑量大小。將該欠劑量區(qū)域讀入逆向放療計劃系統(tǒng)，通過制定新的放

6、療計劃，給予欠劑量區(qū)域高劑量。按新計劃執(zhí)行第2分次放療，以補償第1分次放療的劑量缺陷。放療前仍然在線采集CBCT圖像。將該CBCT圖像與計劃CT圖像對比，發(fā)現新的劑量缺陷區(qū)域并通過重新制定放療計劃補償之。如此循環(huán)往復，始終把最近一次放療獲取的CBCT圖像作為下次放療的幾何結構用于計劃優(yōu)化。 結果： 1.16例頭頸部癌癥患者共計320組配準數據。若未行在線校正，左右、頭腳和前后方向的群體化CTV外放分別為5.7mm、5.6

7、mm和7.3mm。若每分次放療均行在線校正，左右、頭腳和前后方向上群體化CTV外放分別為1.7mm、1.7mm和2.3mm。若以0.5mm為允許的最大殘余系統(tǒng)擺位誤差，預測系統(tǒng)擺位誤差最少需要8套在線CBCT圖像。對系統(tǒng)擺位誤差進行離線自適應校正后，左右、頭腳和前后方向上群體化CTV外放分別為2.7mm、2.5mm和3.6mm。若以1.5mm為允許的最大殘余系統(tǒng)誤差，預測系統(tǒng)擺位誤差最少需要5套在線CBCT圖像。對系統(tǒng)擺位誤差進行離線自

8、適應校正后，左右、頭腳和前后方向上群體化CTV外放分別為3.5mm、3.4mm和4.3mm。 2.每例肺部惡性腫瘤患者在10～12個治療分次內提取在線CBCT圖像，14例患者共計298組配準數據。若未行在線校正，左右、頭腳和前后方向上群體化CTV外放分別為5.7mm、8.0mm和7.8mm。若每分次放療均行在線校正，左右、頭腳和前后方向上群體化CTV外放分別為2.4mm、2.4mm和2.3mm。若以0.5mm為允許的最大殘余系統(tǒng)

9、誤差，預測系統(tǒng)擺位誤差最少需要9套在線CBCT圖像。對系統(tǒng)擺位誤差進行離線校正后，左右、頭腳和前后方向上群體化CTV外放分別為3.3mm、3.7mm和3.6mm。若以1.5mm為允許的最大殘余系統(tǒng)誤差，預測系統(tǒng)擺位誤差最少需要7套在線CBCT圖像。對系統(tǒng)擺位誤差進行離線校正后，左右、頭腳和前后方向上群體化CTV外放分別為3.9mm、4.3mm和4.3mm。 利用三維治療計劃系統(tǒng)可以對在線擺位校正后靶區(qū)內的欠劑量區(qū)域進行評價。利用

10、在線圖像的解剖結構，可以在常規(guī)定位CT圖像上制定新的放療計劃，新計劃采用逆向調強方法給予欠劑量區(qū)以高劑量，下一分次放療按新計劃執(zhí)行，可以實現對前次治療所欠劑量的補償。 結論： 1.頭頸部癌癥患者行三維適形調強放療時具有一定的擺位誤差?；贑BCT圖像分析的在線擺位校正和對系統(tǒng)擺位誤差進行離線自適應校正均能明顯減小擺位誤差，并有助于縮小CTV外放。頭頸部腫瘤進行在線、離線相結合的三維圖像引導自適應擺位誤差校正是可行的。