应用IGRT机载千伏级锥形束CT研究头颈部肿瘤调强放疗的摆位误差

摘要

目的：应用IGRT机载千伏级锥形束CT研究头颈部肿瘤调强放疗摆位的线性误差和旋转误差，及其对靶区和危及器官剂量分布的影响。 方法：本研究分三部分：1)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)、治疗后共扫描三次，得到三组X线容积图像(XVI)，将三组XVI图像和计划CT图像的靶中心匹配，获得三组X、Y、Z三维方向的线性误差和旋转误差。然后分析摆位误差纠正后和调强放疗过程中摆位误差的变化。2)将CBCT与EPID测量线性误差的结果做对照研究，分析CBCT与EPID测量摆位误差的差异。3)应用CBCT扫描MED-TEC头体模获得XVI图像，再利用计算机分别模拟单纯三维方向的线性误差，单纯三维方向的旋转误差以及同时存在X轴向线性误差和旋转误差三种情况，分析单纯线性误差、单纯旋转误差以及两者同时存在时对靶区和危及器官剂量分布的影响。 结果：1)12例每次治疗开始前的CBCT共217次，系统误差(均数)±随机误差(标准差)在X、Y、Z方向上分别为线性误差(-0.04±2.63)、(0.07±1.69)、(-1.15±1.33)mm，旋转误差(0.10±1.14)、(0.16±1.41)、(-0.06±1.22)°，对这些摆位误差均进行实时纠正，纠正后X、Y、Z三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。而如果只比较线性误差<1mm与旋转误差<1°的纠正情况，纠正前后系统误差及随机误差无明显缩小，个别甚至出现纠正后误差反而增大的情况，说明对于线性误差<1mm与旋转误差<1°的纠正无显著性意义，因此我们将摆位误差的纠正阈值定为线性误差<1mm与旋转误差<1°。再比较治疗中(摆位误差纠正后)与治疗后的误差结果，摆位误差无显著性差异。2)根据千伏级CBCT测量得到的线性误差及van Herk等的CTV-PTV摆位扩边估算公式MPTV=2.5∑+0.7δ计算得到的结果，纠正后摆位扩边X轴向减少4.3mm，Y轴向减少4.4mm，Z轴向减少1.7mm。与我院既往利用EPID测量摆位误差的结果相比，CTV-PTV扩边范围更小。3)计算机模拟结果表明线性误差和旋转误差对靶区及危及器官的剂量分布均有影响，两者同时存在时影响更大，即使较小的线性误差与旋转误差相叠加也能对剂量分布产生影响。 结论：研究结果表明：(1) CBCT实时纠正头颈部肿瘤放疗的摆位误差可以大大缩小摆位的系统误差和随机误差。CBCT摆位误差纠正的阈值为线性误差1mm，旋转误差1°。头颈部肿瘤患者分次治疗中的摆位误差小。(2) CBCT与EPID相比在线性误差的测量上精度更高，且不易受到个人主观因素的影响，此外CBCT还可以进一步测量三维方向上的旋转误差。因此CBCT较EPID具有更多的优势，可以更精确的引导放射治疗的实施。(3)旋转误差会增加线性误差对靶区及危及器官受照剂量的影响，只纠正线性误差不能很好的纠正剂量分布的改变，因此旋转误差的纠正具有重要的临床意义。

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结 果

讨 论

结 论

参考文献

影像引导放射治疗(IGRT)技术概述

致 谢