调强放疗中金属植入物及伪影的消减技术

摘要

评估金属植入物及其伪影对容积旋转调强计划剂量计算的影响,探讨提高金属植入物患者剂量计算准确性的方法.在调强模体(CIRS model 002H9K,Norfolk,VA)中插入两根不锈钢金属棒来模拟髋关节置换患者.采用带金属伪影消减技术(MAR)的CT模拟定位机获取校正前后的模体图像.在Monaco计划系统中利用两种CT图像勾画靶区,设计全弧和避开金属植入物的分段弧容积旋转调强治疗(VMAT)计划并进行实际测量,分析避开和经过金属区域的VMAT计划剂量计算和实际测量偏差的影响.另外,选取6例椎体中植入金属钢钉的患者,在常规图像CTNorm上设计VMAT计划,复制到CTNorm+DF、CTMAR和CTMAR+DF图像中,评估计划计算结果的差异.在VMAT计划中,常规CT图像中,避开金属区域的分段弧较全弧计划可降低剂量计算差异(4.97％vs.6.14％).常规CT图像经密度填充后全弧计划计算差异明显改善(2.35％vs.6.14％),避开金属区域的分段弧计划差异变化不明显(4.64％vs.4.97％).经MAR校正后的图像中,避开金属区域的分段弧计划较全弧计划明显提高了剂量计算精度(0.16％vs.5.57％),采用MAR和密度填充校正后的图像全弧计划和分段弧计划较常规图像的计划显著提高剂量计算的精度(2.14％vs.6.14％,0.42％vs.4.97％).在临床病例VMAT计划比较中,所有参数中,CTMAR与CTNorm计算结果相当,差异较小;对于Dmin、Dmean、VDp、CTNorm+DF和CTMAR+DF相对CTNorm均减少;CTDF和CTMAR+DF适形性和均匀性相对CTNorm均有所降低.伪影消减技术能够消除图像中大部分的金属伪影,患者体内的金属植入物是影响剂量计算准确度的主要因素,即使在CT模拟机没有伪影消减技术的条件下,如果已知金属植入物密度,单独采用密度填充技术处理金属区域,也能有效提高放疗计划的计算准确度.去伪影消减技术结合密度填充处理可以进一步提高剂量计算的精度.