锥形束CT在肿瘤精确放疗中的应用
锥形束CT图像引导用在胸部肿瘤放射治疗患者中的临床疗效观察

锥形束CT图像引导用在胸部肿瘤放射治疗患者中的临床疗效观察发布时间:2022-06-02T08:43:14.224Z 来源:《中国结合医学杂志》2022年5期作者:陈丽萍,陈楚平,袁官武,肖胜华,陈磊[导读] 目的:探究锥形束CT图像引导应用在胸部肿瘤放射治疗患者中的临床疗效。
陈丽萍,陈楚平,袁官武,肖胜华,陈磊广东省农垦中心医院,广东湛江,524000摘要:目的:探究锥形束CT图像引导应用在胸部肿瘤放射治疗患者中的临床疗效。
方法:取2020年11月到2021年12月本院放射治疗的胸部肿瘤患者60例,为保证研究科学且合理,采用抛硬币法对以上患者进行平均分组,对照组实施电子射野影像仪(EPID)图像引导,观察组实施锥形束CT(CBCT)图像引导,对两组患者的摆位偏差和放射性肺炎发生例数进行统计并对比。
结果:观察组头脚方向、左右摆位误差均低于对照组,且放射性肺炎发生率也低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。
结论:锥形束CT图像引导应用在放射治疗的胸部肿瘤患者中,可减小摆位误差,降低放射性肺炎的发生机率,提高了患者的远期生存质量,临床疗效确切。
关键词:锥形束CT图像引导;胸部肿瘤;放射治疗;放射性肺炎;摆位误差胸部肿瘤可分为良性肿瘤和恶性肿瘤,常见的恶性肿瘤有肺癌、食管癌、乳腺癌等,其发病率和致死率都非常高。
放射治疗是胸部恶性肿瘤常用的治疗方案,而图像引导的放射治疗是临床保证放疗精确性的重要辅助措施。
以往临床对于放射治疗的胸部肿瘤患者放射引导过程中,多选择电子射野影像仪(EPID),而随着新型放疗技术的应用,图像引导方式也发生了较大改变,锥形束CT(CBCT)图像引导不仅具有图像配准优势,而且图像质量高,可以向临床提供准确信息,现被临床广泛应用[1]。
本文以2020年11月到2021年12月胸部肿瘤患者为例,分析锥形束CT图像引导在胸部肿瘤放射治疗患者中的临床疗效,特作如下报道。
1资料与方法1.1基线资料2020年11月到2021年12月内,本院接收的放射治疗胸部肿瘤患者60例,经过抛硬币法对这些患者进行平均分组,每组30例,其中观察组30例(2021年1月到2021年12月入院),男性患者19例,女性患者11例,年龄范畴47~73岁,平均年龄是58.23岁,其中肺癌17例,乳腺癌5例,食管癌8例;对照组30例(2020年11月~2021年11月入院),男性患者13例,女性患者17例,年龄范畴37~79岁,平均年龄是58.30岁,其中肺癌11例,乳腺癌13例,食管癌6例。
锥形束CT快速扫描模式在胸腹部肿瘤放射治疗中的应用分析伍月

锥形束CT快速扫描模式在胸腹部肿瘤放射治疗中的应用分析伍月发布时间:2023-06-19T09:10:10.122Z 来源:《医师在线》2023年6期作者:伍月[导读] 目的:探讨锥形束CT快速扫描模式对于胸腹部肿瘤放射治疗的应用价值。
方法:选择医院在2022.01-2022.10期间提供放射治疗的胸腹部肿瘤患者44例,患者在治疗前先进行标准模式的 CBCT 扫描,之后立刻进行快速模式的 CBCT 扫描,分别配准之后,对比两种模式下的摆位误差、图像质量情况。
结果:标准和加速两种扫描模式下,x、y、z 轴在平移误差和旋转误差方面的对比,差异不存在统计学意义(P>0.05);经过评估发现,放疗室主任医师、主治医师、物理师、技术员对于50组图像的MOS评分的对比,差异不存在统计学意义(P>0.05)。
结论:针对胸腹部肿瘤放射治疗,选择锥形束CT快速扫描模式,在成像时间与受照剂量上要优于标准扫描模式,配准结果和图像质量也趋于一致,都比较好,因此值得临床推广应用。
重庆医科大学附属第一医院肿瘤科 400042摘要:目的:探讨锥形束CT快速扫描模式对于胸腹部肿瘤放射治疗的应用价值。
方法:选择医院在2022.01-2022.10期间提供放射治疗的胸腹部肿瘤患者44例,患者在治疗前先进行标准模式的 CBCT 扫描,之后立刻进行快速模式的 CBCT 扫描,分别配准之后,对比两种模式下的摆位误差、图像质量情况。
结果:标准和加速两种扫描模式下,x、y、z 轴在平移误差和旋转误差方面的对比,差异不存在统计学意义(P>0.05);经过评估发现,放疗室主任医师、主治医师、物理师、技术员对于50组图像的MOS评分的对比,差异不存在统计学意义(P>0.05)。
结论:针对胸腹部肿瘤放射治疗,选择锥形束CT快速扫描模式,在成像时间与受照剂量上要优于标准扫描模式,配准结果和图像质量也趋于一致,都比较好,因此值得临床推广应用。
探讨锥形束CT在盆腔肿瘤放射治疗体位摆放中的应用价值

探讨锥形束CT在盆腔肿瘤放射治疗体位摆放中的应用价值探讨锥形束CT在盆腔肿瘤放射治疗体位摆放中的应用价值引言医疗技术水平迅速发展使得放射疗法在恶性肿瘤的治疗中发挥着重要作用,可明显提高肿瘤疾病的局部控制率和治愈率,在此基础上促进患者生活质量的改善与提升。
然而在临床实践环节中,患者体位摆放不当,不但会降低放射治疗效果,甚至会使病灶周围正常组织器官受到损伤,引发一系列并发症,甚至加重患者原有疾病。
为减少放射治疗中的'体位误差值,我院对收治的部分盆腔肿瘤放射治疗患者予以锥形束CT扫描,取得了明显成效,现将具体研究内容报道如下。
1资料与方法1.1一般资料选择72例于2015年10月至2017年10月间在我院行放射治疗的盆腔肿瘤患者为研究对象,患者年龄在35-70岁之间,平均年龄为(52.1±1.5)岁,病程0.8-6.5年,平均(3.8±0.6)年;疾病类型:26例宫颈癌、21例直肠癌、15例前列腺癌和10例子宫内膜癌。
本次研究经医学伦理委员会批准,入组患者自愿参与。
1.2方法放疗设备为VrianTrilogy直线加速器,定位设备为85cm大孔径CT(PhilipsBrillianceCT),计划系统为VrianEclipse10.0计划系统。
CT模拟定位图像采集:定位前告知患者排空膀胱,饮用500mL温开水,用真空袋将患者固定好,患者双手抱头,待膀胱上界充盈至S2处,体表标记等中心点,严格遵照医嘱和仪器说明书对患者进行扫描,然后在计划系统进行靶区勾画和计划设计。
治疗前锥形束CT扫描时需要注意的是患者体位、衣着、真空袋固定情况以及膀胱充盈情况应与CT 扫描保持一致,锥形束扫描:仪器层厚为2.5mm,借助加速器获取体位摆放图像,由系统自动完成图像匹配,分别用a、b、c代表身体左右、头脚和前后方向。
医师可对CT扫描和锥形束扫描图像予以自行匹配,随即手动匹配骨性标志与灰度,取得干预前误差数据,在此基础上移动治疗床进行体位摆放误差纠正,对纠正后的体位再次予以锥形束CT扫描取得干预后误差数据。
观察锥形束CT图像引导用于胸部肿瘤放射治疗的临床效果

观察锥形束CT图像引导用于胸部肿瘤放射治疗的临床效果【摘要】目的:观察锥形束CT图像引导用于胸部肿瘤放射治疗的临床效果。
方法:从我院选择40例胸部肿瘤患者治疗,本次研究对象的入组时间为2021年1月至2021年12月,分组遵循入院顺序,患者被平均分为对照组(电子射野影像仪图片引导治疗,20例)和实验组(锥形束CT图像引导治疗,同20例),对临床效果进行分析。
结果:与治疗后对照组有效率相比,实验组显著更高,与对照组心理状态相比,实验组评分显著更低,二者存在明显统计学差异(p<0.05)。
结论:给予胸部肿瘤患者形束CT图像引导治疗,提高了放射治疗的有效性,缓解了患者紧张的心理状态,安全性较高,可以广泛推广。
【关键字】锥形束CT图像引导;胸部肿瘤放射治疗患者;临床效果近年来,胸部肿瘤的发病率逐年上升,对患者生命安全造成威胁,而且恶性肿瘤的治愈率较低,是导致患者死亡的重要原因之一[1]。
肿瘤通常用化疗和放射治疗,对于恶性肿瘤采用放射治疗可以降低肿瘤复发性,为了保证治疗有效性,临床常用锥形束CT图像引导治疗。
本文研究我院收治的40例胸部肿瘤患者,分析胸部肿瘤患者运用电子射野影像仪图片引导治疗的效果,具体如下。
1.资料与方法1.1临床资料选取我院所收治的40例胸部肿瘤患者,纳入时间以2021年1月为起点,以2021年12月为截止点,采用入院顺序自然分为两组(n=20),组别名称依次设定为实验组(含男12例、女8例)和对照组(含男13例、女7例)。
其中实验组最大年龄、最小年龄和年龄均值依次为62周岁、35周岁以及(48.50±3.32)周岁。
对照组对应临床指标依次为68周岁、35周岁以及(49.00±3.45)周岁。
组间临床基本资料经统计学分析后,显示差异不具有意义(p>0.05),可以实施对比分析。
入选条件:①根据临床检查,病理检查均符合肿瘤的诊断标准并进行放射治疗;②排除有精神障碍的患者;③研究前要得到患者及家属同意,并在知情同意书上签字。
分析锥形束CT引导放疗纠正肺癌放疗摆位误差实际作用

分析锥形束 CT引导放疗纠正肺癌放疗摆位误差实际作用【摘要】目的:在肺癌放疗过程中应用CBCT引导,分析其不同配准方式纠正放疗摆位误差的效果。
方法:选取2019年1月-2022年1月,在我院接受放射治疗的52例肺癌患者,所有患者均接受调强放射治疗,在首次治疗影像位置验证中,获取CBCT图像,使用离线配准的方法,比较胸部标准配准方式,胸部标准+肺组织配准方式,胸部标准+靶体积配准方式的摆位误差。
结果:胸部标准和标准+肺组织配准方式间摆位误差上下方向,差异明显(P<0.05);胸部标准和标准+PTV配准方式间摆位误差上下方向,差异明显(P<0.05)。
结论:在肺癌放疗摆位中,CBCT能较好的纠正放疗摆位误差,配准时需结合靶体积或肺组织。
关键词:肺癌;锥形束CT;摆位误差放射治疗是肺癌局部治疗的常用技术,70%左右的癌症病人均需要放射治疗,已经成为癌症治疗的重要手段。
近年来,随着放疗技术的发展,已经发展至“精确定位、精确计划、精确摆位”的阶段,其中,精确摆位是放疗治疗过程中的重要环节,其位置精度直接影响治疗效果[1]。
因此,为减少位置误差的影响,影像引导放射治疗(IGRT)技术应用越来越广泛,锥形束 CT(CBCT)作为最常用的图像引导方式,在成像剂量、图像质量、配准精度等方面均有优势[2],但不同配准方式下存在差异,因此,本文通过分析CBCT不同配准方式下纠正肺癌放疗摆位误差的效果,为其临床使用提供参考,现报道如下。
1.资料与方法1.1一般资料选取2019年1月-2022年1月,在我院接受放射治疗的52例肺癌患者。
其中,男性34例,女性18例,年龄48~89岁,中位年龄64岁。
所有患者均接受调强放射治疗,无放疗禁忌症,临床资料完整。
1.2方法使用飞利浦定位 CT、Varian Eclipse 8.6计划系统、OBI 影像引导系统、瓦里安ix-5008直线加速器。
所有患者均采用标准头枕结合真空垫体位固定后进行CT 扫描定位,扫描厚度 3 mm,获取图像后上传工作站,由专业放疗医师勾画靶区后,进行5-7野逆向调强放疗计划设计,满足临床要求且通过剂量验证后进行治疗。
CBCT技术在精确放疗中的应用价值

CBCT技术在精确放疗中的应用价值杨永留;李传云;张道莲【摘要】目的探讨锥形束CT (CBCT)在精确放疗中的应用价值.方法应用安装在Siemens加速器上的CBCT对放疗患者进行治疗前的扫描,与CT定位三维重建图像融合,从而判断肿瘤患者三维方向上的位置误差数值,进一步校正.结果精确放疗的摆位精确度要求较高,但应用CBCT观察都存在一定的摆位重复性误差.结论应用CBCT技术可以有效保证三维适形放疗(3D-CRT),并可进一步个体化适当减少肿瘤区(GTV)的外放边界,减少正常关键组织受照剂量.【期刊名称】《海南医学》【年(卷),期】2012(023)013【总页数】2页(P105-106)【关键词】CBCT;精确放疗;肿瘤【作者】杨永留;李传云;张道莲【作者单位】连云港市第一人民医院放疗科,江苏连云港222002;连云港市第一人民医院放疗科,江苏连云港222002;连云港市第一人民医院放疗科,江苏连云港222002【正文语种】中文【中图分类】R730.55肿瘤现在已经成为威胁人们身体健康的重要杀手之一,而放疗在肿瘤的治疗中起着举足轻重的作用,随着科技的发展,放疗也渐渐的由传统的普通放疗向精确放疗转变,图像引导放疗(IGRT)技术是近年出现并应用于临床的精确放射治疗技术。
我院于2010年引进Siemens ONCOR expression直线加速器及其Siemens COHERENCE Oncologist Workspace(放射治疗设备选件),经过一年多的应用发现较之前的胶片验证[1]和电子射野影像(EPID)[2]具有显著优势,本文探讨锥形束CT(CBCT)技术在精确放疗中的应用价值。
1.1 一般资料从我院2010年引进新直线加速器后应用调强适形放疗的肿瘤患者中随机抽取10例应用头颈肩膜患者和10例应用真空垫患者,其中男性12例,女性8例。
1.2 设备 Siemens ONCOR expression直线加速器、Siemens COHERENCE Oncologist Workspace以及体位固定装置。
锥形束CT在头颈部和腹盆部肿瘤放疗摆位误差中的应用
锥形束CT在头颈部和腹盆部肿瘤放疗摆位误差中的应用张大伟;覃文;苏世达;梁杰;王仁生【摘要】目的:探讨锥形束CT(CBCT)在头颈部和腹盆部肿瘤放疗摆位误差中的应用,为计划靶区(PTV)的外放提供依据.方法:选取2016年3月至2016年11月广西医科大学第一附属医院收治的44例头颈部和36例腹盆部肿瘤患者,分别采用热塑头颈肩面罩和真空负压袋固定,首次以及每周第一次放疗均行CBCT,将CBCT图像与计划CT图像配准得到摆位误差;对于任意方向摆位误差,头颈部>3mm、腹盆部>5mm在线移床后再行CBCT.结果:校位前头颈部摆位误差在前后、头脚、左右方向分别为(-0.32±0.84)mm、(0.49±1.19)mm、(-0.51±0.73)mm,校位后分别为(-0.14±0.51)mm、(0.19±0.75)mm、(0.20±0.58)mm;校位前腹盆部摆位误差在3个方向分别为(0.89±2.56)mm、(-0.72±2.13)mm、(-0.83±2.17)mm,校位后分别为(0.34±1.61)mm、(-0.32±1.52)mm、(-0.28±1.75)mm,校位后头颈部和腹盆部摆位误差均变小,差异有统计学意义(P<0.05).结论:腹盆部的摆位误差明显大于头颈部,采用CBCT可降低摆位误差,提高放疗摆位精度.%Objective:To study setup error for head and neck tumors and for abdominal and pelvic tumors with CBCT in radiotherapy,and provide reference for the proper margins of PTV.Methods:From March 2016 to November 2016,44 patients with head and neck tumors and 36 patients with abdominal and pelvic tumors who received radiotherapy in our hospital were selected and fixed by the head-neck-shoulder thermoplastic mask and negative pressure vacuumpad,respectively.CBCT was performed before every treatment.The scans were registered to the planning CT to get the setup error.CBCT was done again after online correction when the setup error was greater than 3 mmfor head and neck tumors and were greater than 5 mm for abdominal and pelvic tumors.Results:The setup error for head and neck tumors before correction in anterior-posterior,superior-inferior and left-fight directions were (-0.32±0.84) mm,(0.49±1.19) mm and (-0.51±0.73) mm.The setup error reduced to (-0.14±0.51) mm,(0.19±0.75) mm,and (-0.20±0.58) mm respectively after correction.The setup error for abdominal and pelvic tumors before correction were (0.89 ± 2.56) mm,(-0.72 ± 2.13) mm and (-0.83±2.17) mm,and reduced to (0.34± 1.61) mm,(-0.32± 1.52) mm and (-0.28± 1.75) mm in the three direction respectively after corr ection.Setup error after correction was significantly reduced (P<0.05).Conclusion:The setup error for the head and neck tumors was significantly greater than that of abdominal and pelvic tumors.CBCT could reduce the setup error and improve the accuracy of radiotherapy.【期刊名称】《广西医科大学学报》【年(卷),期】2017(034)012【总页数】4页(P1731-1734)【关键词】锥形束CT;摆位误差;PTV;调强放疗【作者】张大伟;覃文;苏世达;梁杰;王仁生【作者单位】广西医科大学第一附属医院放疗科,南宁530021;广西医科大学第一附属医院放疗科,南宁530021;广西医科大学第一附属医院放疗科,南宁530021;广西医科大学第一附属医院放疗科,南宁530021;广西医科大学第一附属医院放疗科,南宁530021【正文语种】中文【中图分类】R730.55随着计算机和医学影像技术的发展,精确定位、精确计划、精确治疗的“三精”调强放疗已成为现代放疗技术的典型特点。
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
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
锥形束CT(CBCT)是一种三维成像技术,已被广泛应用于
放射治疗领域。
CBCT可用于确定治疗计划和检测放疗中的摆
位误差。
其中一项研究是通过应用CBCT来研究盆腔肿瘤放
射治疗分次间及分次内的摆位误差。
盆腔肿瘤放射治疗需要高精度的靶区定位。
设备运动、患者体位变化和组织形变等因素可能导致摆位误差。
分次间摆位误差发生在不同治疗分次之间。
分次内摆位误差发生在同一次治疗中。
CBCT成像可以提供患者内部的三维结构信息,利用此信息可
以对准确的靶区定位进行监测和调整。
这项研究的目的是比较分次间和分次内的摆位误差,并确定CBCT在监测和纠正摆
位误差中的应用价值。
该研究首先在50例盆腔肿瘤放射治疗患者中,测量了分次间
和分次内的摆位误差。
然后,通过应用CBCT技术对这些误
差进行监测和调整。
结果显示,50例患者中,20例出现了分次内摆位误差,而仅
有10例出现了分次间误差。
其中,CBCT在60%的分次内误
差中被成功使用,而在分次间误差中则被成功使用了90%。
这项研究表明CBCT是一种有效的监测和纠正盆腔肿瘤放射
治疗分次间和分次内的摆位误差的技术。
此外,该研究还表明,
分次内摆位误差比分次间误差更具挑战性,因为分次内误差通常涉及到患者体位、组织形变和患者移动等因素。
因此,应用CBCT技术对摆位误差进行监测和纠正对于提高盆腔肿瘤放射治疗的准确性和精度是非常重要的。
这项研究的结果还提供了更好的了解摆位误差类型及其调整方法的见解。
锥形束ct技术的成像原理及其在放疗中的应用
锥形束ct技术的成像原理及其在放疗中的应用
锥形束CT技术(Cone Beam Computed Tomography,CBCT)是一种三维成像技术,它利用同轴旋转的X射线源和平板式X射线探测器,将多个二维图像叠加成三维图像。
这种技术主要用于放疗中的图像引导,使患者的定位更加精准。
CBCT成像采用的是锥形束束形的X射线,与常规CT不同的是,CBCT采用的是低剂量的X射线,相较于CT的高剂量,CBCT对患者的辐射损伤更小。
CBCT成像原理简单且高效,可在治疗过程中对患者进行快速的三维成像,由此便可实时地对放疗治疗进行跟踪和调整。
CBCT技术的应用,可以减少放疗过程中的误差,提高疗效。
利用CBCT技术,医生不仅可以确定肿瘤的位置和大小,还可以了解周围器官和组织的位置,从而更好地制定治疗方案。
同时, CBCT技术在放疗治疗过程中,还可以协助医生进行剂量的调整和体位的校正,从而进一步提高放射治疗的精度和安全性。
CBCT技术在放疗中的应用逐渐扩大,越来越多的医疗机构积极引入CBCT技术,以提供更加安全和精确的诊疗。
在未来,CBCT技术将会得到更加广泛的应用,有助于提高肿瘤治疗的疗效,从而造福更多的患者。
总之,CBCT技术是一项在放疗中应用广泛的成像技术,其原理简单且高效,能够提高放疗治疗的精度和安全性。
随着技术的不断发展,CBCT技术将会得到更加广泛的应用,成为放疗治疗的重要辅助手段。
锥形束CT在放疗中的应用
锥形束CT在放疗中的应用
吴雷;薛跃辉;李万平
【期刊名称】《临床军医杂志》
【年(卷),期】2012(40)1
【摘要】锥形束CT是图像引导放疗的重要工具,在放疗过程中可测量和修正摆位误差、计算肿瘤靶区外扩范围,在通过校正后还可进行剂量计算验证。
但锥形束CT 在使用过程中需要提高图像质量,并在图像采集过程中控制辐射剂量,采用最佳的配准方式以达到图像引导和剂量引导双重功能。
本文重点介绍了锥形束CT的成像系统、临床应用和目前存在的问题。
【总页数】3页(P244-246)
【关键词】图像引导;放射治疗;锥形束CT
【作者】吴雷;薛跃辉;李万平
【作者单位】解放军第324医院放疗中心
【正文语种】中文
【中图分类】R730.55
【相关文献】
1.锥形束CT与螺旋CT图像配准算法及其在放疗中的应用 [J], 沈奕晨;聂生东
2.四维锥形束CT在肺癌放疗中的应用 [J], 杨旭;梁军
3.锥形束CT在宫颈癌放疗分次间摆位误差分析中的应用及其影响因素 [J], 亓文童;陈吉祥;贺茂然;刘邦
4.应用锥形束CT在不同分段食管癌首周放疗摆位误差及临床靶区外放边界中的研究 [J], 刘怡;王玲燕;刘海涛;吴建亭;金建华;倪峰
5.鼻咽癌自适应放疗中应用RegGAN模型将锥形束CT图像转换为伪CT图像的可行性 [J], 刘培;朱超华;孔令轲;廖超龙;陆合明
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锥形束CT 在肿瘤精确放疗中的应用刘轶群1,王文玲2(1.慈溪市人民医院,浙江慈溪315300;2.贵阳医学院附属肿瘤医院,贵州省肿瘤医院,贵州贵阳550004)摘要:锥形束CT 是图像引导放疗的一种方式,具有多种优势,在精确放疗中发挥了重要作用。
本文就锥形束CT 的基本原理、在放疗中的应用情况、研究进展进行综述。
主题词:锥形计算机体层摄影术;放射疗法;肿瘤中图分类号:R73文献标识码:A 文章编号:1671-170X (2013)12-0991-04doi:10.11735/j.issn.1671-170X.2013.12.B018Application of Cone Beam Computed Tomography toPrecise Radiotherapy for CancerLIU Yi -qun ,WANG Wen -ling(1.Cixi People ’s Hospital ,Cixi 315300,China; 2.Guizhou Provincial Tumor Hospital ,Guiyang 550004,China )Abstract:Cone beam computed tomography(CBCT)is a way of image guided radiation therapy (IGRT),has many advantages.It plays an important role in the precise radiothera -py.This paper reviews the basic principle ,application and research progress of CBCT.Subject words:cone beam computed tomography ;radiotherapy ;neoplasms通讯作者:王文玲,科主任,主任医师,学士;贵阳医学院附属肿瘤医院,贵州省肿瘤医院腹部肿瘤科,贵州省贵阳市云岩区北京西路1号(550004);E -mail :wwlmn9666@收稿日期:2013-03-06;修回日期:2013-05-08随着放疗技术的快速发展,三维适形、调强放疗、立体定向放疗等精确放疗已经成为目前主要的放射治疗方式。
精确放疗除了更加准确的靶区勾画外,更小的摆位误差和根据肿瘤治疗情况不断修订治疗计划在精确放疗中扮演了非常重要的角色。
图像引导放疗(image -guided radiotherapy ,IGRT)以其独特的影像引导方式减小了各种误差。
近年发展起来的基于大面积非晶硅数字化X 射线探测板的锥形束CT (cone beam CT ,CBCT),具有体积小、重量轻、开放式架构的特点,可以直接整合到直线加速器上,通过在治疗位置的容积成像、图像配准等技术大幅提高放射治疗的精度,掀开了影像引导下放射治疗技术的新篇章。
现将CBCT 的技术特点及其在肿瘤精确放疗中的应用作一综述。
1CBCT 技术特点1.1CBCT 的成像原理CBCT 由一个kV 级或mV 级X 射线源和一个安装在机械手臂上的非晶硅平板探测器(flat -panelimager ,FPI)组成。
探测器是由命令处理器、射线接收器、电源组成。
其中射线接收器包含闪烁晶体屏、大面积非晶硅传感器阵列及读出电路等。
闪烁晶体屏将X 射线转换成可见光,大面积非晶硅传感器阵列将可见光转换为电信号,然后读出电路将其数字化,传送至计算机中,形成可显示的数字图像[1]。
CBCT 通过旋转一个装有X 射线源的机架,在对侧的大面积非晶硅数字化X 线探测板上获得反投射重建图像[2]。
1.2CBCT 的优势CBCT 与常用的电子射野影像系统(electronic portal imaging device ,EPID )比较,具有下列优势[3]:Journal of Chinese Oncology,2013,Vol.19,No.12①可重建三维图像,不仅对骨性结构显示清晰,还能清楚显示照射区内所有组织、器官的三维结构及其在治疗过程中的体积、位置的变化,能准确反应肿瘤的实际情况;②匹配方式多样,可选择自动匹配或手动匹配,也可在自动匹配的基础上再行手动匹配调整;匹配条件可根据情况选择骨密度匹配或软组织灰度匹配;③能测量6个自由度的摆位误差,包括3个线性误差及3个旋转误差,而EPID仅能测出5个自由度的摆位误差,即3个线性误差及分别绕前后方向和左右方向形成的旋转误差;④用EPID测量摆位误差时常因骨性解剖标志显示不清而存在肉眼偏差造成的误差,应用CBCT可以减少这种偏差;⑤将测量所得的摆位误差输入图像引导软件,通过HexaPOD来移动治疗床,在线、实时纠正摆位误差,提高了放疗的精确性;⑥所得三维的图像剖成所需的断面图,将患者的治疗计划移到上面重新计划剂量分布,可得到患者实际接受的照射剂量,然后根据实际的照射剂量对后续分次治疗作调整,即自适应性放疗。
王艳阳等[4]发现根据EPID和CBCT得到的两组数据具有明显的线性关系,在LR、SI和AP3个方向上CBCT发现的摆位误差均较EPID发现的摆位误差大。
而与普通CT相比,CBCT的辐射剂量降低,对皮肤表面的辐射量仅0.044Gy,尤其是在盆腔部位,比普通CT减少了40%~50%,并进一步提高了分辨率和对比噪音比,对于头颈部、肺、前列腺部位的肿瘤可提供更好的软组织和骨的对比度,可以很好地缩小ITV,对于减少放疗中靶区位移有明显优势[5]。
1.3CBCT图像特点由于CBCT的算法是基于理想模型(单能、单焦点、理想探测器)并且面探测器的射线采集效率远远低于线阵列探测器,CBCT又是开放式扫描,所以散射影响大于传统CT[1],致使其空间分辨率高,密度分辨率低。
另外,由于重力对KV射线源和检测板及支撑臂的作用,在某些方向上,CBCT几何位置会发生偏差,导致重建图像质量降低,这可以通过在各个角度附加校正因子解决。
姜伟等[6]认为使用医科达的Bowtie滤线器可以使图像均匀度有明显提高,边缘伪影问题明显改善,提高CT值的精确性和线性度及低对比度分辨率,提高图像质量。
1.4CBCT的不足①扫描时间长,尤其是胸腹部,许峰等[7]从摆位、扫描、图像获取到匹配得出结果,平均为7min,其中CBCT图像获取采用中分辨率重建需2min(高分辨率重建时间需4min),图像匹配1min。
②由于扫描时间长,图像常常包含了几个呼吸时相,而计划CT图像获取时间很短,可认为是呼吸周期中某一瞬时的图像,故在匹配时可能存在一定误差。
③对受呼吸运动影响的器官如肝脏、肺等,图像质量会受到一定影响,且目前还不能测量其移动的幅度。
④CBCT 为X射线源,在引导放疗过程中会使患者额外接受辐射剂量。
Ding等[8]研究发现,在CBCT单次扫描后,头颈部儿童和成人各器官的平均剂量分别为:眼部7cGy和8cGy;脊髓5cGy和6cGy;颈椎18cGy和23cGy。
腹部扫描时成人和儿童前列腺平均辐射剂量分别为3cGy和7cGy,股骨头分别为7cGy和17cGy。
⑤只能进行治疗前和/或治疗后扫描,无法对治疗过程中靶区内部器官的运动进行监测。
⑥锥形束CT图像与定位CT图像的匹配是通过位置偏差,而位置偏差的计算受匹配区域和匹配方法的影响,因此匹配范围及匹配方式非常重要。
对不同的肿瘤应选用什么匹配方式及匹配区的大小还需进一步的研究。
2CBCT在肿瘤精确放疗中的应用2.1摆位误差因CBCT采集的图像为三维图像,显示清晰,可在三维方向上观察并测量摆位误差,了解其分布规律。
许峰等[7]应用医科达Synergy系统及CBCT治疗51例患者,其中头颈部肿瘤19例,胸部肿瘤25例,腹、盆部肿瘤7例,CBCT共行955次,发现所有摆位误差均成正态分布,根据其分布范围,提出头颈部肿瘤PTV边界在三维方向均小于3.6mm;在胸部肿瘤,左右、前后外扩6mm,上下外扩10mm,可以包括90%的摆位误差;腹盆部肿瘤,最大值在头脚方向达17.4cm,左右、前后外扩约5mm,上下外扩10mm时,可以包括90%的摆位误差。
吴君心等[9]应用医科达Synergy IGRT加速器治疗12例盆腔肿瘤患者,通过CBCT影像获得患者的摆位误差,建议CTV外放PTV 时考虑X方向5mm、Y方向15mm、Z方向10mm。
2.2在线校位当应用CBCT扫描获得三维图像并与计划CT匹配后,如果误差过大,则可应用六维床进行平移及旋转六个方位的调整,最大程度地使治疗体位与计划体位重复,保证靶区的精准放疗。
同时在CBCT引导下,可以减小CTV到PTV的边距,这个边距减小,可以提高靶区的等效均匀剂量。
Enmark等[10]通过CBCT研究前列腺癌的摆位误差,得出未用IGRT 引导放疗时,在X、Y、Z轴上的MPTV分别为5.4mm、11.1mm、7.4mm,如果每次通过CBCT引导放疗,同时不考虑放疗时靶区内的器官运动与变形即分次内的误差,则在X、Y、Z轴上的MPTV减小到0.7mm、1.4mm、1.3mm,即三维方向外放1.5mm,即可满足分次间摆位误差的要求。
Ghilezan等[11]用CBCT校正前列腺癌患者摆位,使CTV至PTV安全边界平均减1mm,靶区均一等效剂量提高2.1%。
2.3自适应放疗(adaptive radiotherapy,ART)由于以往从CTV至PTV的间距方面靠的是临床经验,制定的是群体性的数据,但对每个患者来说,这个间距是不一样的。
依据群体性数值外扩PTV,势必会有过大或过小的差距,从而导致脱靶或漏靶。
而且,在治疗过程中,患者体重的变化及肿瘤大小的变化也会引起靶区的改变。
因此,如何制定个体化PTV间距及如何根据患者体重、肿瘤大小的变化随时调整治疗计划即自适应放疗是临床精确放疗的迫切需求。
CBCT以其精准、简便的特点在自适应放疗中起着重要作用。
首先可以制定个体化PTV,每个患者在治疗前几次摆位时利用CBCT拍摄图像,观察其摆位误差并在线校正,可以根据校正后的残余误差得出CBCT指导下的PTV外扩边距,从而缩小原计划边距,减少正常组织的照射。
其次可以在治疗过程中调整治疗计划,根据每日CBCT获得的图像可以观察患者体膜的松紧,肿瘤大小的变化,从而在适当的时候予以重新定位或及时调整计划,缩小照射范围,最大程度地保护正常组织并保证肿瘤的高剂量照射。
Renaud等[12]通过HT间皮瘤期间自适应调整GTV和PTV,实现了正常组织保护和肿瘤剂量提升。
治疗后肺平均剂量降低了19.4%,PTV1和PTV2靶区剂量则分别从50.0Gy升至58.7Gy以及60.0Gy升至70.5Gy。
自适应性放疗目前在临床上还未得到常规的应用,而且如果根据影像中肿瘤的变化情况来调整处方量,进行自适应放疗,是否会引起亚临床病灶剂量不足,还有待进一步研究。