放疗摆位精度（精选7篇）
放疗摆位精度 篇1
随着医疗水平的发展,放疗已经进入精准定位,精确计划,精准治疗的“三精”时代。放疗摆位精度的提高是保证精确放疗实施重要的一环,对于患者的治疗质量控制具有重大的意义[1]。本文旨在研究食管癌患者体重减轻情况对放疗摆位精度的影响,具体内容如下。
1. 资料和方法
1.1 基本资料
选取68例2014年12月至2016年4月于本院就诊的食管癌患者进行此次研究,其中男性39例,女性29例,年龄49~77岁,平均(67.36±3.31)岁。其中胸上段食管31例,胸中下段食管癌37例。
1.2 方法
所有患者定位前称重并记录,然后进行CT模拟定位,引导其取舒适体位,实施真空垫体膜固定,在靠近肿瘤中心位置标识摆位坐标,注意应尽量避开呼吸动度较大、皮肤过度松弛或乳腺活动度较大等区域,使用CT模拟定位机,在定位灯指引下粘贴标志,定位扫描,将扫描图像导入系统软件,并勾画靶区、制定治疗计划,将数字重建图像输出,重点勾画出锁骨、脊柱、胸骨、气管隆突等具有明显可比性的标志。首次治疗,取患者90˚、0˚体位摄取图像与数字重建图像(DRR图)进行匹配、测量,之后每周同一时间、相同体位进行一次摆位验证,获取摆位误差数据,并记录每次体重数据,共六周。
1.3 观察指标
观察患者每周体重变化情况,并对比分析体重减轻3千克及以上、小于3千克患者的放疗摆位精度情况。
1.4 统计学处理
将两组食管癌患者放疗摆位精度情况使用SPSS21.0软件进行数据分析处理,均为计量资料,采用t检验,两组数据比较差异显著的必要条件为两者之间P<0.05。
2. 结果
2.1 放疗期间患者体重变化情况
研究发现,所有患者第一周至第三周体重均减轻3千克以下,第四周至第六周出现体重减轻3千克及以上患者逐渐增多,见表1。
2.2 两组患者放疗摆位精度情况对比
将所有患者分为体重减轻3千克及以上与小于3千克两组,并将六周内所拍摄的图像与数字重建图像进行匹配,得到X(左右方向)、Y(头脚方向)、Z(腹背方向)三个方向上的摆位误差数据。结果发现,体重减轻3千克及以上患者X方向上数据为(2.37±0.85)mm,Y方向数据为(3.41±0.91)mm,Z方向数据为(4.53±0.98)mm,较体重减轻小于3千克患者均更高(P<0.05),见表2。
3. 讨论
食管癌属于消化道肿瘤,好发于中老年人,男性多于女性,早期症状以吞咽哽噎感多见,随后发展为进行性吞咽困难,严重影响患者的生活质量,是我国常见多发的肿瘤[2]。放射治疗是食管癌有效、安全的治疗手段之一。而放疗摆位治疗是放射治疗的最后一环,是对医生靶区,物理师计划的实施阶段,放疗摆位的精度极大程度地影响着放疗的最终疗效,因此保证放疗摆位的高精度至关重要[3]。
减小摆位误差是提高放疗精度最重要、最有效的方法之一。摆位误差指的是肿瘤区域不被完全照射,而正常组织所受照射剂量超标,对患者疾病控制具有不利影响,且极易导致复发。放疗摆位误差按有关规定不应超过5mm,但应用于食管癌患者中,因放射部位周围具有较多重要器官,肿瘤周边的气管,肺部,脊髓对射线较为敏感,极易产生并发症,因此对其摆位精度具有更高要求[4]。本文对食管癌患者的体重变化情况对放疗摆位精度的影响进行分析,将其他客观因素基本排除情况下,记录患者体重变化情况,并对比分析放疗摆位情况,结果发现,体重减轻对放疗摆位精度均有一定影响,且在体重减少3千克及以上患者中,X、Y、Z方向的摆动误差更为明显,这可能是由于体重的减轻造成患者整体轮廓大小的改变,肌肉厚度的缩小与松弛度的增大,特别是胸腹前后径出现程度较为明显的缩小,导致身体与真空垫的贴合性与适合度变差,患者躺入真空垫后不能很好地还原定位时的位置与体位。同时由于患者体型变瘦,真空垫对患者的包裹性变差,导致患者在真空垫的可移动空间变大。这些因素了都会对摆位误差产生直接而显著的影响。在实际应用中,通常将体重减轻3千克或以上患者视为摆位误差大于3mm,需进行重新扫描定位,虽增加了经济负担,但对于放疗质量具有良好的提高作用[5]。此外,放疗质量的影响因素较多,应加强科室沟通、交流,以减少误差,最大程度的降低工作差错的发生概率。
本次研究中,所有患者第一周至第三周体重均减轻3千克以下,第四周至第六周出现体重减轻3千克及以上患者逐渐增多。初次摆位时,患者数据重复性较好,治疗后,体重均有所减轻,且体重减轻为3千克及以上患者误差数据—X方向(2.37±0.85)mm、Y方向(3.41±0.91)mm、Z方向(4.53±0.98)mm,较对照组明显更高(P<0.05),这足以说明,体重减轻对于放疗摆位精度具有一定影响,另一方面,我们可认为体重因素所致的摆位误差较系统误差更明显。
综上所述,食管癌患者体重减轻是放疗摆位精度的影响因素,体重减轻越大,对其影响越大,放疗摆位误差越大。临床在尽量减少其他可控因素的影响时,可对体重下降幅度较大患者进行重新扫描定位,以保证放疗操作准确、有效。
摘要：目的:研究食管癌患者体重减轻对放疗摆位精度的影响。方法:将本院2014年12月至2016年4月就诊的68例食管癌患者作为研究对象,所有患者定位前称重,然后进行CT模拟定位,获取CT图像后进行数字重建获得DRR图,放疗开始后每周拍验证片与DRR图进行骨性结构匹配,获取摆位误差数值,直至放疗结束。观察患者每周体重变化情况,并对比分析体重减轻3千克及以上、小于3千克患者的放疗摆位精度情况。结果:患者前三周均未出现体重减轻3千克及以上情况,第四周至第六周出现体重减轻3千克及以上患者逐渐增多;体重减轻3千克及以上患者X、Y、Z方向上摆位误差数据分别为(2.37±0.85)mm、(3.41±0.91)mm、(4.53±0.98)mm,较体重减轻小于3千克患者均更高(P<0.05)。结论:食管癌患者体重减轻在一定程度上影响放疗摆位精度,体重减轻程度越大,放疗摆位误差越大。
关键词：食管癌,体重减轻,放疗摆位精度,影响
参考文献
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放疗摆位精度 篇2
1 资料与方法
1.1 一般资料
2013 年6 月至2015 年6 月本院放疗科接受三维适形调强放射治疗的宫颈癌患者50 例, 年龄35~63 岁, 中位年龄46 岁。均为病理证实。患者一般状态良好, 摆位合作, 将患者随机分为两组, 为采用正常呼吸组 (A组) 和胸式呼吸组 (B组) , 每组25 例, 定位及摆位前90 min嘱患者排空膀胱, 且喝500 ml水, 开始憋尿, 均90 min后在模拟定位机上进行定位、较位验证, 放疗前利用应用Varian系统的EPID对患者治疗体位拍摄正侧位验证片。
1.2 设备材料
西门子Sensation 16 CT模拟机、真空垫、Varian公司Eclipse 11.0 计划系统、Varian 23EX加速器。
1.3 CT定位扫描
(1) 正常呼吸组 (A组) 患者在正常呼吸状态下, 仰卧于垫有真空垫的碳纤维定位板上进行体位固定, 调整到合适的位置, 在不影响定位及治疗的前提下使患者处于舒适的位置, 因为最舒适的体位也就是固定效果最好的体位[2]。上肢自然上举达到所要求体位 (矢状位激光线与患者鼻尖、耻骨联合处重合、两侧髂前上棘连线垂直于纵轴、骨盆无旋转、左右高度相等) , 将患者两侧真空垫竖起, 真空垫接触患者的内面敷贴性要好。在真空垫及体表上标记定位线和Marker点位置, 然后用进行扫描。
(2) 胸式呼吸组 (B组) 患者在CT扫描前先进行平静胸式呼吸训练, 待其能理解配合后用同一固定体位、扫描条件、扫描范围下进行CT扫描。
1.4 数据采集
A, B两组患者定位及校位均采用西门子Sensation 16CT模拟机。定位后将影像资料录入计划系统, 由临床医师生勾画靶区, 物理师根据处方剂量制定治疗计划, 按要求确定射野中心。放疗前应用Varian系统的EPID对患者治疗体位拍摄正侧位验证片, 得到两组患者在头脚 (VRT) 、左右 (LAT) 、前后 (LNG) 方向的摆位误差值。
2 结果
采用胸式呼吸组患者在X (Lat) 、Y (Vrt) 、Z (Lng) 方向的摆位误差及旋转角度误差Rtn数值均小于正常呼吸组, 且两组间摆位误差差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表1。
注:与A组比较, B组各个方向摆位误差及旋转角度误差均较小, 且P<0.05
3 讨论
三维适形调强放疗是一种高精度的放疗, 不仅使照射的高剂量区域与肿瘤靶区形状相符, 而且在达到最大限度杀灭肿瘤同时, 尽可能降低对正常组织的损伤, 进一步提高放疗疗效, 减少并发症, 改善患者的生命质量。因此, 减少摆位误差至关重要。影响摆位误差的主要因素有以下几个方面: (1) 患者治疗时与定位时膀胱充盈度不一致[3,4]。 (2) 患者的腹式呼吸动度。 (3) 患者治疗时躺卧不平, 身体扭曲引起皮肤牵拉, 导致射野标记与体内相应解剖结构不相符[5]。 (4) 放射治疗过程中体位的不自主移动。 (5) 患者治疗时躺卧不平导致身体轴线方向的扭曲度。 (6) 治疗过程中患者体重的变化, 治疗前、中、后体重的增加或减少均可严重影响靶区的精度, 导致计划靶区和实际靶区误差增大, 甚至可达到10%[6]。放射治疗中局部控制率是肿瘤预后的重要影响因素之一, 提高局部控制率有望提高患者生存率。但放疗实施过程中, 呼吸运动会造成靶区的位置及体积变化, 从而减低预期的局部控制率, 并影响精确放疗效果[7]。摆位误差会导致放疗剂量分布发生变化, 从而影响到肿瘤局部控制率或正常组织并发症。对于宫颈癌患者三维适形调强放射治疗摆位中, 通过训练胸式呼吸来减少腹部呼吸动度, 保证精确放疗质量非常必要。
本研究结果表明, 胸式呼吸组的摆位误差在各方向及旋转角度上均小于正常呼吸组。因此, 为能最大程度减少摆位误差, 提出以下建议: (1) 保持每次治疗时应胃肠道及膀胱充盈程度与模拟CT定位时一致。 (2) 放疗前对患者进行胸式呼吸训练, 行定位及治疗时使之能配合进行平静的胸式呼吸。 (3) 对患者说明体位固定对精确治疗的重要性, 避免恐惧及焦虑情绪, 使之积极配合, 避免躯体过度紧张或移动。 (4) 使用真空垫固定时每次治疗前应注意真空垫有无漏气现象, 如发现漏气应予及时抽真空。 (5) 勾画体位线时应尽量纤细且清晰, 嘱患者应保持体表定位线清晰, 确保体位线及激光线的准确性。 (6) 每次摆位治疗尽量相对固定技术人员, 并且做到认真、细心、精确度高、重复性好, 做好全程的质量控制和保证。 (7) 至少每周行一次以上EPID检查, 保证摆位及治疗的精确性。
总之, 该研究结果为宫颈癌精确放疗提供的理论依据, 使宫颈癌三维适形调强放疗的计划设计更加优化, 同时使靶区及周围正常组织器官剂量分布更加准确, 提高肿瘤局部控制率, 为宫颈癌放疗提供质量保证。
参考文献
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放疗摆位精度 篇3
1 设备与方法
1.1 肿瘤放疗立体定向设备及性能要求
肿瘤放疗立体定向设备主要包含以下几种, (1) EPID实时影响监测系统, 选用西门子直线加速器PRIMUS-M; (2) 激光定位仪; (3) 面模及固定器; (4) 摆位坐标框架及靶点坐标验证器。模拟机和直线加速器的实际要求、检查频率等情况如下。
1.2 摆位误差分析
1.2.1 摆位允许误差
放疗设备立体定向肿瘤放疗误差情况应控制在以下范围内:射野偏移度小于5 mm, 平坦变化程度应控制在3%以内, 靶区剂量准确度上下浮动范围应控制在5%以内, 患者器官运动及摆位浮动程度应控制在4 mm之内;校对加速器呼吸剂量时, 监测仪数值浮动范围应控制在2%以内。
1.2.2 导致摆位误差发生的原因
导致摆位误差现象发生的原因主要有两种, 即随机误差和系统误差。造成摆位出现误差的常见因素如下: (1) 光板位置不当、野灯运动情况等使得照射野出现偏移, 进而使得摆位出现误差现象, 其偏移度通常应控制在±2.5 mm之内, 其偏移现象多是由装配间隙和机械运动间隙、齿轮间隙和机架机械运动间隙所致。 (2) 患者及患者体内器官运动摆位均可导致摆位误差现象发生, 其误差允许范围通常应控制在±4 mm之间, 而激光线可读度、患者身体和器官运动面模固定及体模、患者呼吸对固定及定位的影响等, 都可能导致摆位误差现象发生。
1.2.3 验证方法
采用EPID实时影响监测系统对靶点进行验证。
2 靶点验证
2.1 治疗前靶点验证
适当调整治疗机房内内激光定位情况, 保证加速和焦点一致, 其浮动情况应控制在±1 mm之内;然后对安装靶点坐标验证器, 并利用坐标摆位框架对位;之后对治疗床适配器进行安装, 然后在加速机头上安装治疗准直器, 并进行有效的固定, 然后安装5 mm限光筒, 误差应控制在±1 mm之内。安装好之后将加速器EPID实时影像监测系统打开, 开机放线6MU, 对坐标位置偏差情况进行认真观察及记录;最后利用旋转机架和治疗床定位靶点, 将误差控制在1 mm内。
2.2 患者摆放治疗中靶点验证
患者摆放治疗期间靶点验证的常用方式即为胶片法, 然而该治疗方式因加速器高能X线为兆伏及康普顿效应, 这就在一定程度上影响了胶片在加速器上的曝光清晰度, 且胶片需冲洗后才可显示结果, 从而极易对验证结果的及时性造成影响。现阶段采用的EPID则是通过将0.5 mm十字铅线固定在垂直方向靶点和面模外水平十字线上, 并于水平及垂直方向验证靶点, 同时对比计划解剖位坐标及验证结果;另外还应对加速器单方向放线6MU进行准确定位。
3 讨论
肿瘤是威胁人类健康的常见疾病, 近些年来, 随着人们生活环境的变化及生活习惯的改变, 肿瘤的发病率也逐渐上升[1], 放疗作为治疗肿瘤的常用方式逐渐在临床上得到广泛的应用。随着医疗技术的不断发展及操作水平的日益提高, 人们对治疗的精度也逐渐提出了更高的要求, 临床上加强了对放疗设备立体定向肿瘤摆位误差的重视[2]。为有效提高放疗效果就需制定合理的措施, 并且应严格按照相关标准进行各个环节的操作[3]。同时为确保肿瘤患者取得良好的治疗效果, 治疗时应保证肿瘤区域照射剂量的准确性, 且应防止对正常组织造成照射, 有效降低正常组织并发症的发生率[4]。另外, 临床研究表明为提高放疗效果, 不仅要加强对放疗设备立体向肿瘤放疗摆位误差控制的重视, 同时还需要放疗技术员、物理师及医生进行严密配合, 这也就在一定程度上增加了对肿瘤放射定位精度及摆位精度的要求[5]。因此, 为减少摆位误差, 必须要严格控制治疗前及治疗中靶点验证摆位误差, 且应制定严密、完善的计划, 同时应合理地对治疗室内激光定位及传统固定装置进行调整, 确保其精准度, 为患者提供最佳治疗, 尽可能减少并发症发生。
总而言之, 肿瘤放射治疗期间严格进行靶点验证, 同时重视实施监测成像验证, 对提高摆位精度, 减少摆位误差, 改善疗效有较高的价值。
参考文献
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放疗摆位精度 篇4
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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放疗摆位精度 篇5
1 材料和方法
1.1 一般资料
头颈部肿瘤患者40例, 其中鼻咽癌患者29例, 鼻腔NK/T患者7例, 喉癌患者4例;患者最小年龄28岁, 最大年龄75岁, 中位年龄53岁。
1.2 治疗方法
患者采用仰卧位, 采用Medtic碳纤维头颈肩体架和科莱瑞迪头颈肩一体热塑膜固定, 摆位标记标于热塑膜表面。所有患者均采用Varian Eclipse 10.0计划系统设计调强放射治疗计划;在计划中专门设计0°和90°两个正交摆位验证野;所有患者均在Varian IX治疗机上进行治疗;患者初次治疗时和以后每间隔一周均需采集EPID正交位影像进行摆位误差验证和校正 (患者知情且同意) 。
1.3 验证图像采集及比对
技师完成摆位后, 使用MV EPID对患者进行摆位验证[3]。在采集0°和90°两个正交摆位验证野影像后 (采用双曝光法拍摄正侧位照射野验证片, 先按10 cm×10 cm照射野曝光2 MU, 然后将照射野四周边界适当扩大5 cm, 再次曝光3 MU) , 由技师在2D/2D Match模式下根据骨性标志自动进行验证影像和计划数字重建射野 (Digital Reconstructed Radiography, DRR) 影像的匹配;医生认可后, 保存结果并记录x轴、y轴、z轴 (x轴、y轴、z轴分别表示患者左右、前后和头脚方向) 各方向的位置误差, 如果误差>3 mm, 医生需重新标记摆位标记。
1.4 统计方法
采用SPSS 19.0软件进行统计分析。采用单因素方差分析对EPID验证结果和k V-CBCT验证结果进行比较分析。
2 结果
本研究共对40例头颈部肿瘤患者进行了160次EPID影像采集。
(1) 患者在x轴、y轴、z轴上的误差 (系统误差±随机误差) 分别为 (0.7±1.33) mm, (0.28±1.74) mm和 (0.13±1.29) mm。通过公式[4,5]MPTV=2.5Σ+0.7σ, 计算得出头颈部肿瘤放疗患者在x轴、y轴、z轴方向上的扩边值, 见表1。
(2) x轴系统误差最大, y轴次之, z轴最小, 见表1。
(3) 患者在x轴、y轴、z轴上的误差频次分析:x轴、z轴位置误差95%以上发生在3 mm范围内, 而y轴则超出3 mm, 见表2。
(4) 通过比较分别由EPID和k V-CBCT得来的头颈部肿瘤放疗患者的位置误差数据[6]发现:两者在y轴、z轴方向上无显著差异, 而在x轴方向上有显著差异, 见表3。
3 讨论
放射治疗的核心原则之一是在提高靶区剂量的同时给予周围临近器官最大的保护[1]。在这一核心原则的推动下, 以三维适形调强放射治疗技术为代表的精确放疗得到了普及[7]。
放射治疗的效果不仅取决于直线加速器的机械精度, 还决定于治疗时患者的摆位精度以及重复性。研究表明[8]:每1 cm摆位误差会导致6 mm周边靶区丢失;同时也可能导致危及器官卷入高剂量照射区域内, 造成严重并发症或后遗症。因此, 患者的摆位精度以及重复性一直以来都是业界关注的重点。
图像引导放射治疗 (IGRT) 技术是近些年发展起来的, 可用于纠正患者摆位误差以及监测患者摆位重复性的新技术。通过对实际治疗时的患者影像与模拟定位时的患者影像进行比较, 来实现对患者摆位误差的纠正和患者摆位重复性的监测。IGRT技术通常采用EPID系统和k V-CBCT系统获取患者实际治疗影像。EPID系统通过获取患者治疗位置的多幅二维影像完成图像引导工作;k V-CBCT系统则是通过获取患者治疗位置的CT影像来完成图像引导工作。相对于EPID影像, k V-CBCT影像可提供更丰富的患者解剖信息以及更高的软组织分辨率[2], 在目前的临床使用上, k V-CBCT受到更多用户的青睐。
本研究通过应用EPID系统对40例头颈部肿瘤放疗患者的摆位误差进行了测定分析。分析发现x轴系统误差最大, y轴次之, z轴最小。x轴、z轴位置误差95%以上发生在3 mm范围内, 且误差值均发生在5 mm范围内;而y轴则超出3 mm, 且最大误差可达7 mm。这和我们计算得来的靶区外扩边界值 (MPTV) 有一定出入, 笔者认为是由于y轴方向随机误差相对较大照成的。
本研究中将EPID测定结果与k V-CBCT对头颈部肿瘤放疗患者摆位误差的测定结果进行了比较。两个系统的测量结果在y轴、z轴方向上无显著差异, 而在x轴方向上有显著差异。对x轴方向的误差值进行了分析:EPID系统测量的误差值为 (0.7±1.33) mm;k V-CBCT系统测量的误差值为 (-0.7±1.40) mm[6]。通过比较不难发现, 两种系统的测量误差在x轴方向上有显著差异, 是由于系统误差的方向性导致的。EPID和k V-CBCT作为不同的影像验证系统有不同的影像中心, 也有各自不同的图像配准方式, 这些都是导致x轴方向有显著差异的原因。进一步对分别通过EPID和k V-CBCT获得的x轴方向上的外扩边界值进行了比较, 发现两种方法获得的外扩边界值 (MPTV) 分别为2.41mm和2.38 mm[6];而在x轴方向上实际选择外扩边界值时, 我们结合误差出现的频次关系采用的值是3 mm[6]。显然两种系统对x轴方向上的摆位误差修正均可以满足临床要求。
总体来说, 在头颈部放疗中, EPID和k V-CBCT对患者位置误差的修正效果基本是相同的。这主要是由于对于头颈部肿瘤, 靶区以及危及器官的内部运动很轻微, 基本可以看做是刚性结构, 通过骨性标志就可以完成摆位误差的修正。EPID影像在获取骨性标志信息上并不比k V-CBCT差。
本研究还对EPID以及k V-CBCT完成图像引导工作的时间进行了比较。EPID完成图像引导工作的平均时间为2.5 min, 而k V-CBCT完成图像引导工作的平均时间约为5.3 min, 是EPID系统的两倍多。
最后, EPID最大的优点是影像中心和治疗的等中心重合。而k V-CBCT由于图像采集系统和治疗系统是分离的, 需要进行影像中心和治疗等中心的校准, 因此增加了误差的来源。
总之, 在头颈部肿瘤的放射治疗中, EPID能够满足临床对患者位置误差修正的需要。相较于k V-CBCT, EPID临床应用花费时间短;其图像采集系统和治疗系统共中心, 可减少误差的来源。因此, EPID系统在头颈部肿瘤的放射治疗中应得到更多应用。
摘要：目的 确定电子射野影像系统 (EPID) 对头颈部放疗患者位置误差的修正效果。方法 应用EPID对40例头颈部放疗患者的摆位误差进行测定分析。初次治疗前和以后每两周通过兆伏级EPID对患者治疗位置采集正交位射野验证影像, 并与治疗计划中通过定位CT生成的数字重建射野 (DRR) 影像进行比对, 医生认可比对结果后, 记录下各方向摆位误差值。结果 患者在x轴、y轴、z轴 (x轴、y轴、z轴分别表示患者左右、前后和头脚方向) 上的误差 (系统误差±随机误差) 分别为 (0.7±1.33) mm, (0.28±1.74) mm, (0.13±1.29) mm;EPID验证结果和k VCBCT验证结果在y轴、z轴方向无显著差异 (P=0.859) , 在x轴方向有显著差异 (P=0.000) 。结论 在头颈部放疗时, EPID系统可以修正患者的位置误差。
关键词：头颈部肿瘤,电子射野影像系统,摆位误差
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放疗摆位精度 篇6
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。
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放疗摆位精度 篇7
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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