系统摆位误差

系统摆位误差（精选7篇）

系统摆位误差 篇1

摘要：目的 探讨摆位系统的误差对鼻咽癌放射治疗剂量分布的影响。方法 选取2014年4月至2015年3月肿瘤科收治的鼻咽癌患者25例, 进行放射性治疗, 改变放疗照射的位置使照射野分布发生变化, 比较摆位误差对放疗剂量分布的影响。结果 三维适形放射治疗 (3DCRT) 与调强适形放射治疗 (IMRT) 随摆位系统误差越大, 对常规勾画肿瘤区以及临床靶区剂量值的影响越大 (P<0.05) 。摆位误差越大, 3DCRT与IMRT对人体正常器官组织的照射量越大 (P<0.05) 。结论 摆位误差对鼻咽癌放疗剂量分布影响很大, 将摆位误差减低到最小的程度, 对于放射治疗具有重大意义, 是保证放疗效果的关键。

关键词：摆位系统,鼻咽癌,剂量分布

放射性治疗是一种治疗肿瘤的物理手段, 通过放射治疗能够抑制或杀死肿瘤细胞[1]。随着科技发展, 放射治疗仪器不断改进, 放疗精确程度和治疗效果得到很大提升。调强适形放射治疗 (IMRT) 在最大限度提高目标照射靶区的同时, 最大程度地减少放射治疗时放射线对其他正常器官组织尤其是腮腺的照射量, 减少并发症的发生[2]。为了探讨在鼻咽癌放射治疗中摆位系统的误差对其剂量分布的影响, 本研究选取2014年4月至2015年3月我院肿瘤科收治的鼻咽癌患者25例作为研究对象, 现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2014年4月至2015年3月我院肿瘤科收治的25例鼻咽癌患者作为研究对象, 其中男15例, 女10例;年龄25~61岁, 平均 (45.2±5.3) 岁。Ⅰ期T1N0M06例, Ⅱ期T2aN0M03例, T2bN1M03例, T2aN1M02例, T2bN1M03例, Ⅲ期T2bN2M04例, T3N0M0有4例。

1.2 临床诊断标准[3]

临床主要表现为鼻出血或流涕带血, 可有听力下降、耳鸣等耳部症状, 可出现偏头痛等;少数患者可通过前鼻镜发现肉芽组织侵入鼻后孔;鼻咽镜、病理性活检、CT扫描、VCA-Ig A抗体检测有助于确诊;排除鼻咽部淋巴肿瘤、结核、增生等其他疾病。25例患者均确诊为鼻咽癌。

1.3 治疗方法

嘱患者仰卧, 颈肩一体热塑膜固定。然后对其行CT扫描, 层厚设置为5 mm, 并即时传送于计划系统工作站中, 常规勾画出肿瘤区, 所勾画的肿瘤区, 要包括鼻咽癌肿瘤的原发病灶和淋巴结转移灶, 除此之外, 还要勾画出患者体表轮廓、靶区及其周围重要的器官轮廓。设定靶区为外扩各靶区范围的2 mm、5 mm, 并用计划系统工作站进行信息整合设计。

1.4 观察项目和指标

观察靶区常规勾画肿瘤区和临床靶区百分比变化, 以及摆位误差对正常组织照射剂量的百分比变化。

1.5 统计学处理

采用SPSS 18.0统计软件进行数据分析, 计量资料以±s表示, 组间比较采用单因素方差分析进行检验, 以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 常规勾画肿瘤区和临床靶区的百分剂量值变化

三维适形放射治疗 (3DCRT) 与IMRT随摆位系统误差的增大, 对常规勾画肿瘤区以及临床靶区剂量值均明显减少, IMRT与3DCRT相比较, IMRT更易受影响, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 见表1。

2.2 正常组织照射剂量百分比变化

摆位误差越大, DCRT与IMRT对人体正常器官组织的照射量越大, 组间比较差异有统计学意义 (P<0.05) , 见表2。

注:与IMRT∑=5 mm比较, aP<0.05;与3DCRT∑=5 mm比较, bP<0.05

3 讨论

随着科技不断发展, 放射治疗仪器不断改进, 放疗精确程度和治疗效果也得到了极大提升。IMRT要求在最大限度提高目标照射靶区的同时, 最大程度地减少放射治疗时放射线对其他正常器官组织尤其是腮腺的照射量, 减少并发症的发生, 是一种更加精确的放射疗法。摆位误差在放射治疗的过程中计划工作系统站计算出偏差, 从而靶区及正常组织的照射量发生改变, 削弱放射治疗的效果, 有时可能引起其他并发症, 增加治疗难度[4]。本研究结果表明, 3DCRT与IM-RT随摆位系统误差的增大, 对常规勾画肿瘤区以及临床靶区剂量值的影响越大 (P<0.05) ;摆位误差越大, 3DCRT与IMRT对人体正常器官组织的照射量越大 (P<0.05) 。IMRT在较低摆位误差的情况下, 能够最大程度的减少对其他正常器官地照射, 最大程度保护了正常器官如腮腺等, 而在摆位误差较大时, 其变化也比较大, 对正常器官的危害程度也相对提升。摆位误差对鼻咽癌放疗的剂量分布有很大影响。因此控制摆位误差, 将摆位误差降低到最小的程度, 对于放射治疗具有重大意义, 是保证放疗效果的关键。

参考文献

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系统摆位误差 篇2

现代精确放疗的目的是尽可能提高靶区剂量,使周围正常组织和器官尽可能少受或不受照射[l-3]。鼻咽位置深,周围重要器官多且密集,在不降低患者局部控制率的前提下,最大限度地减少周围正常组织的受量是调强放射治疗(intensity modulated ra-diation therapy,IMRT)的主要优势之一[4,5]。IMRT计划有明显剂量梯度,需考虑摆位的不确定性,据ICRU62 号报告,为校正患者移动及摆位不确定性影响,在临床靶区(clinical target volume,CTV)外放一定范围为计划靶区(planning target volume,PTV),同时在放疗敏感器官(organ at risk,OAR)外放一定范围为计划危机器官体积(planning organ at risk volume,PORV)[6]。我所放疗中心鼻咽癌IMRT,首次图像引导数据显示摆位误差多在2 mm内,极少病例超出3 mm,经过校正摆位控制在1 mm以内。在本实验的研究中,通过模拟不同大小的系统摆位误差,分析系统摆位误差在鼻咽癌放疗中对剂量分布的影响。

1 材料与方法

1.1 样本

在2013 年8 月至12 月首次行IMRT鼻咽癌患者中随机选定30 例,男性19 例、女性11 例;年龄33~67 岁,中位年龄48 岁。依2002 年国际抗癌联盟(Union for International Cancer Control,UICC)分期,T1N0M0 期7 例,T2a N0M0 期3 例,T1N1M0 期6例,T2a N1M0 期2 例, T2b N0M0 期3 例,T2b N2M0期4 例,T3N0M0 期5 例。

1.2 计划制订

患者仰卧位,头颈肩热塑面膜固定,行3 mm层厚CT扫描,传至Eclipse8.6 计划系统工作站中,在CT图像上勾画出肿瘤区(gross target volume,GTV)。其包括原发灶GTVnasopharynx、GTVnx和转移淋巴结GTVnode、GTVnd、CTV、PTV以及危机器官晶体、脑干、脊髓、腮腺、视神经、视交叉、眼球、垂体、颞颌关节、颞叶等,将脊髓、脑干、晶体周围外放3 mm,为PORV 3 mm,遵处方剂量,在计划系统工作站中设计治疗原计划。将等中心点在前后左右头脚6 个方向各移动1、3 和5 mm,复制治疗原计划,不进行通量优化,直接计算剂量分布,模拟系统摆位误差。

1.3 剂量影响的评价

系统摆位误差对剂量分布影响的评价分析参数为:GTV 98%的体积所接受的剂量(D98)和GTV接受98%处方剂量的体积(V98);CTV 95%的体积接受的剂量(D95)和CTV接受95%处方剂量的体积(V95);脑干、脊髓、晶体的最大剂量(Dmax);腮腺50%的体积接受的剂量(D50);系统摆位误差计划与治疗原计划上述相应参数之比百分值。

2 结果

2.1 靶区及正常组织平均百分剂量

系统摆位误差与原计划相对应的靶区及危机器官剂量评价项之比,得到百分剂量值(见表1),可以看到,摆位误差在1 mm之内时,靶区及危机器官受量受摆位影响不大,但随着摆位误差的增大,剂量影响迅速变大,大于3 mm时甚至达到临床不可接受范围。

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2.2 摆位误差对剂量变化的影响

摆位有误差时,多数情况下GTV、CTV的部分体积产生漏照,或部分体积受照剂量不足,而危机器官的受照剂量增加,3 组不同摆位误差的结果表明,误差越大对剂量分布的影响越显著,见表2。

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注:表中各值为剂量变化均数,即|D原计划-D系统误差)/D原计划|×100%或|(V原计划-V系统误差)/V原计划|×100%

2.3 系统摆位误差剂量变化的频率

表3 是正常组织剂量增加情况的频率,腮腺受系统误差的影响比晶体、脊髓、脑干、视神经及视交叉大得多。表4 显示GTV、CTV受照剂量减少的频率结果,可以看出,摆位误差越大对靶区及正常组织剂量的影响越明显。

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3 讨论

摆位误差不确定性使得剂量计算存在偏差,不能精确地估计放疗剂量受量,影响肿瘤控制概率及正常组织损伤率的控制[7,8,9]。在治疗计划执行过程中,随机误差影响因素多,受目前技术条件的限制,很难精确评估随机误差对剂量的影响[10],而系统误差的模拟易于显现摆位误差引起的剂量变化,通过模拟系统误差,可以为评估计划执行中摆位误差对剂量的影响提供参照。

我所放疗中心在鼻咽癌IMRT治疗时,利用机载影像(on board imager,OBI)系统、X线容积影像(X-ray volume image,XVI)行图像引导,统计数据显示,分次治疗间首次摆位误差多数在2 mm内,极少数病例超出3 mm,但自动纠正摆位误差后控制在1 mm以内,为了校正患者移动及摆位不确定性影响,CTV外放3 mm为PTV。基于此,本实验通过模拟1、3、5 mm的系统误差分析系统摆位误差对剂量分布的影响。

系统摆位误差数据结果表明,系统摆位误差为1 mm时,GTV-D98、GTV-V98、CTV-D95、CTV-V95都不超过原计划剂量的2%;系统摆位误差为3 mm时,仅有0.93%的GTV变化大于原计划的3%,CTV大于正式计划3%的频率也在2%以内;但当系统摆位误差为5 mm时,有4.3%的GTV变化大于原计划的3%,有11%的CTV变化大于原计划的3%。这也反应了CTV外放3 mm为PTV,可有效保证靶区的剂量,满足临床要求。

实验结果表明,危机器官随摆位误差的增大所受的剂量迅速增加,摆位误差小于3 mm时,晶体、脑干、脊髓、视神经和视交叉仅有极少病例超出原计划剂量的5%,但没有超出原计划的10%,但当误差在5 mm左右时,超过原计划剂量5%及10%的概率快速增加,这表明PORV 3 mm对敏感危机器官起到了明显的保护;由于腮腺紧贴靶区或部分包含在靶区之内,因此即使当系统误差小于1 mm时,仍有部分病例超出原计划剂量的5%,甚至超出10%。当摆位误差为3 mm时,有24%和11.5%的腮腺分别超出原计划剂量的5%、10%,而当误差为5 mm时,则迅速增加到52%和27.8%的腮腺分别超出原计划剂量的5%、10%,与晶体、脊髓、脑干相比,在IMRT中腮腺剂量的变化受摆位误差影响更敏感、更明显,这与腮腺的解剖位置以及与靶区位置有关。

在分析数据的过程中发现,晶体、视神经、视交叉受头脚方向摆位误差影响较前后左右4 个方向大,且部分会超出剂量限值;脑干、脊髓、腮腺等受摆位误差方向的影响不明显,随着摆位误差的增大,超出剂量限值的几率也增大,但脑干、脊髓超出剂量限值的体积均小于1 cm3。

以上研究表明,IMRT剂量分布受摆位误差的影响大,IMRT为了剂量分布与靶区高度适形的同时也保证危机器官剂量最小化,使得鼻咽部的鞍形靶区与腮腺、脑干、脊髓间剂量梯度大,微小的摆位误差可以造成剂量分布较大的变化,引起靶区剂量的不足及危机器官剂量的增加,影响肿瘤控制概率及并发症的发生,因此在鼻咽癌的IMRT治疗中,控制摆位误差是疗效的关键。

参考文献

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系统摆位误差 篇3

1 资料与方法

1.1 一般资料所选对象为2012 年10 月~2014 年11 月本院收治的20 例肿瘤患者, 其中男11 例, 女9 例, 年龄为54.2±3.6 岁, 全部患者均使用瓦里安Trilogy加速器实施调强放射治疗, 所获图像共210 幅。

1.2 方法全部患者均于CT模拟定位机下进行定位, 取仰卧位, 要注意的是患者体位必须要舒适且容易重复摆位, 经热塑定位膜的应用固定在碳素纤维板上。 当模具冷却且定型以后实施CT扫描, 经网络把CT定位图像适时传输到放射治疗计划系统中, 而后勾画靶区并设计治疗方案, 接着再把计划CT图像适时传送到服务器, 将其当作图像匹配参考资料。根据治疗计划等中心标记进行摆位, 经CBCT扫描得到二维图像并重建三维图像, 全部患者在前首次治疗前均实施一次CBCT扫描, 在后续治疗期间每周进行一次扫描。 利用机载影像系统配准标准软件, 于得到的CBCT图像中设定, 包含有肿瘤靶区和附近组织结构, 而后采取手动微调, 一直到和计划图像重叠。 当图像配准结束以后获得各方向摆位误差配准的差值。 将摆位平移误差纠正阈值设为2mm, 若三个方向摆位误差均低于2mm则可直接治疗; 若任何一个方向上摆位误差超过2mm同时低于5mm, 则需移床校正, 让其和治疗计划方案中的靶区重合而后再实施治疗;若任何一个方向摆位误差>5mm, 则需重新摆位接着再次实施CBCT扫描。 记录摆位误差值, 借助于Micros0ft Excel软件构建数据库。

1.3 统计学方法利用SPSS 20.0 软件对研究数据予以统计学处理和分析, 计量资料以均数±标准差 (±s) 表示, 用t比较检验;计数资料用百分比表示, 用卡方比较检验, 以P<0.05表示具有统计学意义。

2 结果

2.1 210 幅图象各方向误差统计结果共获图像210 幅, 经统计分析, 垂直方向、左右方向以及头脚方向位移误差各为1.34±0.31mm、1.74±0.43mm、2.68±0.74mm, 各方向误差范围在0~5mm。

2.2 纠正前后患者各方向摆位误差对比不同患者所存摆位误差差异较大, 经统计, 患者垂直方向、左右方向以及头脚方向摆位的平均误差都低于3mm, 利用CBCT扫描可控制误差于2mm内, 以此提高放射治疗精确水平。 见表1。

2.3 纠正后和治疗后患者摆位误差对比纠正后各方向摆位误差明显比纠正前低, 差异显著 (P<0.05) ;治疗后各方向摆位误差和纠正后比较无显著差异 (P>0.05) 。 见表2。

3 讨论

在调强放射治疗中, 精确要求越高则对于体位以及照射野准确性要求也就越高, 在放射治疗中影响治疗效果的一个关键因素就是摆位误差, 对此加强导致摆位误差发生原因的分析, 对于确保放射治疗效果具有非常重要的现实意义[3]。影响摆位误差的因素有呼吸运动、餐后时间、肥胖者自身皮下脂肪的张力以及厚度或者年老者皮肤松弛、治疗期间患者肿瘤退缩或者体重变化、患者体表标记线准确性和清楚性、首次放射治疗摆位情况等, 这些均在不同程度上影响摆位误差;不同配准工作人员在配准同CBCT图像时也会存在着一定的差异, 所用匹配框、匹配方法以及匹配标记点等的不同也会在一定程度上对配准结果产生影响;除此之外, 机器精度同样也为保证精确放射治疗效果的关键[4,5]。鉴于上述这些因素的分析, 在每次摆位之前, 应讲明放射治疗过程和摆位过程, 缓解患者心理压力, 使其得以放松, 呼吸保持平稳, 以此降低呼吸运动可能带来的相关误差;制作体模的时候, 模尽量和患者体表相紧贴, 减少缝隙, 若在放射治疗过程中, 体模松紧的改变显著, 需重新制作;在每次摆位的时候, 让定位板纵向中轴线、矢状位激光灯、病人身体中轴线可重合;医师、技师以及物理师应在同一时间参与到放射治疗CT模拟定位扫描、首次摆位以及靶区等中心复位过程中。

综上所述, 影响放射治疗摆位误差的因素有很多, 但经CBCT图像的引导, 可实时对患者治疗位置进行纠正, 以此减少摆位误差和提高治疗精确性、安全性, 获得满意效果。

参考文献

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系统摆位误差 篇4

调强放疗技术是目前精确治疗鼻咽癌的常规手段,其高度适形和陡峭的剂量梯度的特点,在提高肿瘤剂量的同时,可以更好地保护周围的正常组织。摆位误差是放疗中重要的影响因素,而旋转摆位误差是摆位误差中的重要组成部分。不少文献均表明[1,2,3,4,5],患者旋转摆位误差对适形调强放疗(intensity-modulated radiation therapy,IMRT)治疗的剂量准确性有影响。笔者通过模拟患者在治疗过程中的旋转摆位误差,分析其对调强放疗剂量的影响情况,以期更好地指导临床治疗工作。

1 材料与方法

1.1 一般资料

随机选取10例在本院近期行根治性放疗的初治鼻咽癌患者,所选患者均进行调强放射治疗。男6例、女4例,年龄29~73岁,中位年龄44岁。

1.2 设备

选择美国Varian公司的UNIQUE直线加速器,射线能量为6 MV光子线,配备60对全自动独立的多叶准直器,在等中心平面上该准直器中间40对叶片宽度为0.5 cm,两旁各10对叶片为1.0 cm,最大射野40 cm×40 cm,其动态调强运动方式属于滑窗模式。采用Eclipse 10.0治疗计划系统,可进行逆向调强计划设计。IMRT剂量验证分析软件为Omni ProIMRT 1.7系统,可对IMRT平面剂量分布进行比较分析,能通过gamma通过率方法评价验证结果。

1.3 数学计算公式推导

调强靶区相对于中心轴发生旋转偏移,可以由图1较为形象地表达。以圆心为发生旋转的中心,r为靶区长度,α为发生偏转的角度,则圆弧d的长度可表示为d=2πr(α/360)。当角度α比较小时,圆弧与直线长度很接近,故离旋转中心远端的靶区偏移此时也可以用上述公式来表示。

1.4 调强放疗计划

由主管医生遵循ICRU50和ICRU62号报告勾画靶区和器官后,经物理师制作调强放疗计划。所有治疗计划均采用面颈联合同步加量技术进行设计,采用9野动态调强滑窗方式照射,射野角度分别为160、120、80、40、0、320、280、240和200°,准直器角度均为0°。治疗计划优化计算完成后由医生评估确认,并以此治疗计划作为模板计划(template plan,TP)。改变治疗床旋转角度,保持其他参数不作改变,模拟水平方向的旋转误差,旋转角度分别为±0.5、±1、±1.5、±2、±2.5、±3、±3.5、±5°,重新进行剂量计算,分别形成不同的模拟计划(simulate plan,SP)。然后分别输出每个计划射野等中心层面的平面剂量,输出时剂量分布的分辨率设置为1 mm[6]。

1.5 分析方法

使用Omni Pro-IMRT 1.7软件对计划剂量数据进行分析,以TP为标准,分别与不同旋转误差情况下的SP的平面剂量进行gamma方法比较,均采用绝对剂量进行比对。根据AAPM TG119报告[7],建议评价调强剂量验证结果的标准是3%/3 mm的gamma通过率,故统计的gamma误差限定条件为3%(剂量误差)/3 mm(位置误差)。

1.6 统计方法

采用SPSS 19.0和Excel 2007软件对数据进行统计学分析。对相反方向相同度数的gamma值进行配对样本t检验,对不同旋转角度下3%/3 mm标准gamma通过率结果采用单因素方差分析,以P﹤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

实验通过对10例患者进行模拟旋转摆位误差分析,得到不同旋转角度的SP与TP在3%/3 mm标准下的gamma通过率,数据详见表1。SP与TP在3%/3 mm标准下的gamma值在旋转误差≤1.5°时无统计学意义(P>0.05),旋转误差≥2°时有统计学意义(P<0.05),详见表2。沿相反方向旋转相同误差度数后的gamma值之间也无统计学意义(P>0.05)。

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注:+为正方向,-为反方向

注:P(+)为正方向的P值,P(-)为反方向的P值

3 讨论

调强放射治疗因其独特的剂量分布优势,在提高肿瘤剂量的同时,能够减少周围正常组织的受照剂量而被视为鼻咽癌的标准治疗模式。更有文献表明,调强放射治疗是鼻咽癌有效的治疗手段[8]。但在实施治疗的过程中其对体位的精确度要求非常高,微小的误差都可能给计划的实施带来较大的差异,从而影响治疗的疗效甚至导致治疗的失败[9]。患者治疗误差是由计划设计到治疗实施的各环节所有小的误差叠加产生的,主要受机器的机械误差、加速器的剂量学误差、治疗计划系统算法误差、网络传输过程中可能存在的数据缺失、技术员的摆位误差、患者不自主的运动等因素影响。前四大因素通过日常的质控措施可以减小或消除,后2种因素具有随机性和偶然性,在提高放疗剂量准确性中显得尤为关键。本实验通过放疗计划系统模拟旋转摆位误差,使用的是同一机器和验证设备的系统数据,较理想的误差环境避免了其他因素对实验结果的影响,因此,本实验结果差异主要体现在旋转摆位误差对其剂量的影响程度上。

李陆军等[10]在分析电子射野影像装置监测患者摆位情况时发现,旋转误差对靶区位移程度的影响与靶区的长度有关,当靶区越长时,旋转误差对靶区两端的位移影响越大,即评估旋转误差对剂量的影响需同时考虑靶区的长度。笔者以图1模拟患者的旋转误差,推导出的旋转误差计算公式d=2πr(α/360)证实了此观点。鼻咽癌因其病理的特殊性,需要对患者的下颈和锁骨上淋巴结引流区进行照射,采用面颈联合同步加量的调强照射方式,其靶区长度往往比较长,为保证其治疗中心的准确性和稳定性,治疗中心点需要选择在头部较为刚性的结构上,这就使靶区上下呈非对称长度,治疗中心靠颈部的靶区会更长一些,故在鼻咽癌放疗中颈部靶区受旋转误差的影响会更大。旋转误差计算公式显示旋转误差还与旋转角度大小有关,随着旋转角度的增大,靶区剂量误差会相应变大,表1也证实了该观点。潘建基等[1]认为旋转误差3°以上可使靶区照射剂量降低(漏照)和周边的正常器官照射剂量升高(误照),其中周围正常器官的误照程度更为明显。Gutfeld等[4]研究结果表明,>2°的旋转误差会使靶区剂量发生3%~5%的变化,即认为>2°旋转误差是需要校正的。笔者对本实验的10例鼻咽癌患者计划靶区长度进行了测量,离治疗中心的远端靶区长度为(15±1.5)cm。故以此靶区长度计算位移偏差,如果旋转1°,则远端靶区位移为(2.62±0.26)mm;旋转2°,则远端靶区位移为(5.23±0.52)mm。结合表2中角度旋转与不旋转3%/3 mm gamma值的比较分析发现,当旋转角度大于或等于2°时,角度发生旋转与不旋转时会产生显著性差异,即此时需要考虑水平旋转对调强剂量所带来的影响,这提示2°的旋转误差可以考虑作为误差的校正阈值。但在实际的治疗工作中,放疗精度是多因素的综合性结果,实验采用的误差环境过于理想,得出的旋转误差结果也不能完全代表实际放疗的最终精度,对剂量准确性还需要结合实际的剂量验证结果分析。为谨慎考虑,笔者认为,在水平方向上,实际治疗中选取的旋转误差角度校正阈值为1.5°可能更为合理。

4 结语

旋转误差对靶区剂量准确性的影响与靶区长度和旋转误差大小有关,靶区长度越长、旋转误差越大,靶区的剂量偏差越大。所以加强旋转摆位误差控制对调强放疗剂量准确性有很大的重要性和必要性。在实际IMRT治疗中,需考虑水平面旋转摆位误差带来的影响,加强监测和控制,保证肿瘤靶区接受高剂量照射的同时减少周围正常组织的受照剂量,最大限度地提高患者的治疗增益比。

参考文献

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系统摆位误差 篇5

关键词：摆位方式,直肠癌,盆腔肿瘤

直肠癌是临床常见的盆腔肿瘤, 放射治疗是治疗肿瘤的主要手段之一[1,2]。随着医疗设备与技术的快速发展, 精确的定位对放疗效果具有重要的影响[3]。为此, 本文选择了我院2010年7月—2011年6月间收治的54例直肠癌患者, 对其分别采用大真空袋、头架与小真空袋、体板与体模固定方式进行体位固定, 分析3种摆位方式的误差以探讨不同摆位方式误差对直肠癌患者治疗效果的影响。现将结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择我院2010年7月—2011年6月收治的54例直肠癌患者, 其中男性33例, 女性21例, 年龄32～65岁, 平均年龄为48.5岁。将54例直肠癌患者随机分为A、B、C三组, 每组18例。3组患者在性别、年龄、病情等方面无统计学差异 (P>0.05) , 具有可比性。

1.2 方法

A组患者采取大真空袋固定, B组患者采取头架及小真空袋固定, C组采用体板与体模固定。所有定位完成以后, 图像通过网络系统由医生进行放射治疗设计与优化。患者的治疗摆位由两名技术员共同完成, 用激光系统对患者位置与底板进行校准, 使患者身上标记与激光线对齐。由技术员配合医生测定患者的摆位在二维方向上的误差, 对所得的数据进行统计分析, 计算3组患者摆位方式误差均值。比较3种摆位方式误差大小及对患者治疗效果的影响。

1.3 统计学方法

运用统计学软件对数据进行处理, 计量资料组间比较采用t检验, P<0.05, 表明该差异具有统计学意义。

2 结果

比较3种摆位方式误差大小 (见表1) , A组摆位在X、Y、Z轴误差分别为 (0.53±0.46) mm、 (0.62±0.51) mm与 (0.46±0.33) mm;B组摆位在X、Y、Z轴误差分别为 (0.86±0.57) mm、 (1.04±0.57) mm与 (0.78±0.55) mm;C组摆位在X、Y、Z轴误差分别为 (1.57±0.64) mm、 (1.27±0.76) mm与 (1.43±0.62) mm。A组摆位在X、Z轴误差与C组相比, 差异具有统计学意义 (P<0.05) 。

注:与C组相比, *P<0.05

3 讨论

放射治疗的疗效与患者摆位方式误差有密切关系。无论何种误差, 在实施放射治疗中都会对治疗效果产生影响。多种因素都会对直肠癌的放疗效果造成影响[4]。本文对我院2010年7月—2011年6月收治的54例直肠癌患者不同摆位误差进行分析与研究, 测量X、Y、Z轴的平均误差值。研究结果显示, 大真空袋固定摆位在X、Y、Z轴误差分别为 (0.53±0.46) mm、 (0.62±0.51) mm与 (0.46±0.33) mm;头架及小真空袋固定摆位在X、Y、Z轴误差分别为 (0.86±0.57) mm、 (1.04±0.57) mm与 (0.78±0.55) mm;体板与体模固定摆位在X、Y、Z轴误差分别为 (1.57±0.64) mm、 (1.27±0.76) mm与 (1.43±0.62) mm。大真空袋固定摆位在X、Z轴误差与体板与体模固定摆位误差相比, 差异具有统计学意义 (P<0.05) 。

负压真空袋固定方式具有舒适性好、固定简便、可变性强、摆位精确度高的特点[5]。而体板与体膜固定方式尽管对患者位置固定效果好, 但对患者而言费用较高, 操作复杂, 耗时长, 同时也不利于体型特殊如肥胖患者的固定。由此可见, 负压真空袋定位方式适合对摆位精确度高的放疗。在使用时, 必须做好真空袋的密封性检查, 发现真空袋漏气后及时更换, 对于发生异常情况时需根据具体情况进行及时抽真空。

放射治疗对预防直肠癌根治术后复发具有很好的控制效果。而直肠癌患者进行放疗时的摆位一直受到临床关注。应用真空袋固定技术, 可以固定直肠癌盆腔, 提高了摆位重复性。通常, 有几个因素可以对摆位误差造成影响:患者体表随呼吸而发生位移, 使光线与体表特定位置吻合不佳;部分肥胖患者腹部皮肤松弛, 使皮肤易受牵拉, 造成与固定装置接触面增大, 进而使身体轴线偏离, 造成误差增加。另外, 直肠癌患者双下肢长轴的旋转角度也会引起误差。

由此可见, 采用实用性强、精密度高的真空袋固定方式对提高直肠癌患者的放疗效果具有重要的临床意义。

参考文献

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系统摆位误差 篇6

关键词：头颈部肿瘤,摆位误差,电子射野影像装置,外扩边界

近年来, 随着调强放射治疗 (IMRT) 技术的广泛应用, 摆位误差问题倍受关注。临床研究表明头颈部肿瘤调强放疗剂量改变3%~5%时疗效也将下降, 而正常组织的不良反应也将增加[1]。头颈部的解剖结构较复杂, 需要保护的重要器官很多, 故对放疗时患者的摆位精度提出更高的要求, 且合适的治疗边界是保证头颈部精确放疗的关键。本研究利用电子影像装置 (EPID) 记录并量化分析20例头颈部肿瘤在调强放疗中的摆位误差, 为头颈部肿瘤调强放疗的PTV外放边界提供参考数据。

1 资料与方法

(1) 一般资料:2013年11月至2014年3月20例头颈部肿瘤放疗患者中鼻咽癌17例, 牙龈癌3例;男12例, 女8例, 年龄20~74岁, 均为病理证实。

(2) 体位固定和CT扫描:仰卧体位, 下颌仰度自然适中, 采用热塑颈肩膜固定, 在常规模拟机下确定参考层面, 并用记号笔根据三维激光灯在面罩上画出相应的水平和垂直标记线;CT扫描:在西门子公司Difinition AS CT上根据上述方法确定患者体位, 在水平和垂直标记线的交点贴上直径约为0.25 cm的钢珠作为显像标记, 均从头顶到锁骨头下3 cm进行螺旋扫描, 并以3 mm层厚重建图像。将重建图像通过网络传输到飞利浦公司Pinnacle9.2计划系统。

(3) 靶区勾画与调强计划制定:临床医师根据增强CT, MRI或者PET等影像资料勾画靶区和危及器官, 并给出处方剂量;物理师根据要求设计出调强计划, 经审核确认后, 与DRR一起通过网络传送至西门子ARTISTE直线加速器。

(4) 数据采集:首次治疗前先根据治疗计划提供的等中心标记摆位, 再用EPID采集前后野和侧野图像, 拍摄采用双曝光法。得到的图像与DRR图像采用骨性标记配准 (在DRR上勾画出头颈部骨性结构如颈椎前后缘、眼眶、颅骨, 与EPID采集图像进行最大程度重合后) 得出在左右、头脚和前后3个方向上的移动数据, 对于>0.3 cm的偏差调整治疗床位置;以后每周治疗前行一次EPID扫描, 收集相关误差数据并分析。

(5) 摆位的系统误差和随机误差:系统误差有多种原因, 如CT模拟机和治疗机的激光定位装置间的偏差等, 用所有误差的平均值表示系统误差Σ, 所有误差的标准差表示随机误差δ[2], 分析误差数值时采用国际辐射单位及测量委员会 (ICRU) 62号报告[3]中的坐标系, 采用矢量表示各方向上的偏移, 分别是Lat表示左右方向, 左方向为正, Lng表示头脚方向, 头方向为正, Vrt表示前后方向, 前方向为正。使用SPSS 19.0统计软件进行数据分析。

(6) CTV到PTV外扩边界的计算:Stroom等[4]采用DVH和靶区覆盖可能性分析, 指出为保证至少95%的剂量包含99%体积的CTV, CTV到PTV外扩边界至少应为 (2Σ+0.7δ) cm (其中数据取正值, 不带有方向性) 。

2 结果

(1) 所有患者3个方向的摆位误差结果, 见表1。

(2) 患者不同方向摆位误差发生频数与范围的关系;图1显示误差主要集中在0.5 cm内。

(3) 所有患者摆位误差所对应的发生率结果, 见表2。

(4) CTV到PTV外扩边界的计算值:根据公式M=2∑+0.7δ, 应用表1数据得到左右、头脚、前后方向的外扩边界分别为0.49, 0.57, 0.47 cm。

注:取值为同一方向上移动的绝对值, 不计方向

3 讨论

精确放疗的过程包括治疗计划的制定和实施。这两个过程中, 因多种因素形成的误差包括系统误差和随机误差, 可造成靶区剂量分布的不确定性, 使局部靶区治疗剂量过低或正常组织器官受量过高, 导致肿瘤控制率降低和并发症发生率提高[5,6]。系统误差为实际治疗位置和模拟定位时位置的差异, 发生在治疗计划准备期间, 体现了在放疗机器上重复模拟定位时技术上的难度, 可采取相应措施纠正使之减小;随机误差为每日治疗重复性的差异, 发生在治疗计划执行期间, 多由患者位置及器官运动的变化引起, 具有偶然性。应用EPID时, 由于是二维方向的比较, 因此对误差的测定也是二维的, 当患者体位有旋转时, 则不能很准确的测定。但因患者身体旋转而造成剂量改变很小, 可以忽略[7,8], 故本研究未考虑患者身体旋转因素, 只分析平移误差。张彦新等[9]报道头颈部肿瘤调强放疗时, 在左右、头脚、前后方向3个方向的误差分别为 (1.40±1.27) , (1.34±1.37) , (1.34±1.30) mm。笔者120组数据结果与文献报道类似。Zeidan等[10]在关于头颈部肿瘤的IGRT研究中发现, 如果没有IGRT技术, 至少有超过11%的治疗摆位误差>5 mm, 有29%的摆位误差>3 mm;在不同IGRT研究方案中, 共有15%~31%的治疗需要行IGRT来纠正摆位误差。本组数据中, >0.3 cm的摆位误差占25%~35%, 大于0.5 cm的摆位误差占6%~8%, 和上述研究结果基本一致。同时本研究发现在头脚方向大于0.3 cm的摆位误差发生率明显大于其他两个方向, 高云生等[11]认为这可能与在头部骨性标志中颈椎活动度最大, 更易发生后仰过伸及前屈有关。

摆位误差是设定PTV外扩边界的主要因素, 影响摆位误差的各种因素在不同的医院是不同的, 各个医院应根据自己的实际情况进行摆位误差测量, 进而获取本单位合适的CTV到PTV外扩边界。Suzuki等[12]通过22例头颈部肿瘤, 应用射野胶片的方法分析IMRT过程中放疗分次内和放疗分次间运动, 根据Stroom公式, 推荐群体化CTV-PTV外放为5 mm。本研究得到的外扩边界分别为左右方向0.49 cm, 头脚方向0.57 cm, 前后方向0.47 cm, 与上述报道结果相似。同时发现, 对于头颈部肿瘤IMRT, CTV-PTV的外放可以是不均匀的。表2显示误差发生在0.5 cm以内的误差发生率为92%~94%, 提示给予CTV至PTV本研究的外扩结果, 可以达到90%以上的靶区包绕率。

对于头颈部肿瘤病例, 因该部位骨性结构清楚, 肿瘤与骨性结构位置相对固定, 主要通过骨性配准[13]来判定摆位误差;而骨性结构无论在EPID图像还是CBCT或InRoom-CT图像上都具有很好的对比度, 易于分辨和配准。同时, 与CBCT或In-Room-CT相比, EPID有着操作简单、直观的实际优势, 因此, 应用EPID测量分析头颈部肿瘤患者的摆位误差是可行的。

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系统摆位误差 篇7

1 材料与方法

1.1 病例来源

选取我院在2014年10月初诊入院的病人1例。患者采用热塑型头颈肩面罩加真空垫固定, 进行CT模拟定位 (扫描重建层厚3mm) , 标记点采用细保险丝自制;将CT影像通过网络传输至医科达计划系统MONACO3.2, 参考MRI, PET等其他资料进行靶区勾画。然后在计划系统当中进行优化采用7野照射。

1.2 设备材料

医科达公司Synergy-F型号加速器。MONA-CO3.2治疗计划系统, 验证固体水为MED-TEC公司生产尺寸为20cm×30cm×30cm。使用PTW公司的剂量仪 (型号UNIDOS E) 和0.6cc指形电离室进行加速器校准标定。验证工具是MapCHECK (Sun Nuclear公司) , 其有效测量面积为22cm×22cm。在10cm×10cm范围内, 对角线上2个探头之间的距离为0.717cm;在此范围之外的对角线上的间距为1.414cm, 共有445个 (硅) 半导体探头, 相应分析软件版本为Map CHECK3.0。

1.3 摆位误差获取

以正确摆位时的Map CHECK位置为标准位置, 使用锥形CBCT对Map CHECK进行扫描, 生成断层图像传输至MONACO计划系统。Map CHECK摆位中心贴有细铜丝作为标记。在计划系统中定好中心, 制作计划后把图像回传至锥形束CT (Conebeam CT, CBCT) 软件中作为标准图像。扫描条件为S20, 100k V, 10m As, 扫描角度为360°。采用中等分别率重建方式, 同时采用类似骨性的配准。配准框设定范围包含Map CHECK。模拟15例病例的实际摆位误差生成一些摆位误差数据。移动MapCHECK。再次进行CBCT扫描。获取摆位误差数值。误差坐标系规定:患者固定在治疗床上, 从患者右手边至左边经过治疗中心的轴位X轴, 从脚至头经过治疗中心的轴位Y轴。从背后至天花板的经过治疗中心的轴位Z轴。

注:RD为相对的通过率;AD位绝对剂量通过率;Tx, Ty, Tz为X, Y, Z轴的平移误差。

1.4 验证通过率

以标准的Map CHECK摆位时的治疗计划验证通过率为基准。评价方法均选用DTA, 3mm, 3%, 10%。其与有摆位误差的时的通过率进行比较。通过率的变化率= (标准摆位通过率-误差摆位通过率) /标准摆位通过率。

1.5 数据分析

使用SPSS17.0软件对通过率的变化率与各个轴上的摆位误差进行相关性分析。两个变量相关性检测选择双变量相关分析, 因为变量为非正态数据时, 选用Kendall相关系数。

2 结果

有无摆位误差的的验证通过率的平均值及相应的摆位误差, 如表1所示。使用统计方法计算的Kendall相关系数及P值, 如表2所示。其中RD, AD及Tx, Ty, Tz与表1注释说明相同。

3 讨论

IMRT放射治疗是一种高精确的放射治疗方式。由于其本身的技术的原因, 微小的误差将会对于靶区和危及器官的实际照射剂量产生大的影响。以往的对于误差的研究主要是使用计划系统来进行模拟[1~5]。而在临床实践中, 计划剂量与实际照射有一定的差异, 这有加速器本身的原因, 也有患者摆位时的实际误差。本文就选用Map CHECK验证的通过率与误差的关系来研究误差对于治疗的影响。从基本数据可以看出, 在相对剂量通过率均达到97%以上。说明在标准摆位是验证可以达到很高的准确性 (这也与本研究在剂量验证中把所有的照射野角度归为0°有一定的关系) 。加入摆位误差后, 剂量变化明显。

而在以往的验证误差模拟的文献中, 均使用了固定人为设定几组固定的摆位误差数据来进行研究[5~7]。而本研究使用了临床实际的15例患者的摆位误差, 能充分体现摆位误差出现的随机性。在本研究发现一个有趣的现象, 从表2可看出, 相对剂量通过率Y轴摆位误差与通过率的变化有正相关0.527 (P=0.07) 。即随着Y轴摆位误差增大, 验证通过率的变化也会越来越大。而X, Z轴有却与摆位误差没有相关性。这对临床工作有很好的指导, 应该密切注意Y轴方向的上的误差。同时也应该注意在绝对剂量验证通过率变化中X, Y方向的误差均与剂量通过率有正相关, 相关性因子分别为0.468 (P=0.02) 和0.429 (P=0.028) 。那么如果不考虑本研究对于实际治疗的简化的因素, 应该特别注意X, Y方向的摆位误差。关于更理想对于误差的验证检测, 在未来还需要进一步的研究。

本研究表明, X, Y轴向的摆位误差与验证通过率有正相关性。这在某些程度说明临床治疗中也存在相同的规律。应该引起高度重视。

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