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图像引导鼻咽癌调强放疗技术和质量保征

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现代肿瘤医学2010年07月 第18卷第07期 ・1289・ 血管源性水肿均可显示纤维束破坏 。应结合常规 w1 及增强图象作出综合判断,因为其中可能包含瘤周水肿的成 分,虽各向异性降低,但其白质髓鞘膜仍保持其完整性。 弥散张量的FA值是鉴别亚型的重要参数之一,可以作 为鉴别纤维母细胞型脑膜瘤与其它良性亚型脑膜瘤的指标, [3] from other benign subtypes using difusion tensor imaging[J:.Mag— netic Resonance Ima ̄ng,2007,25:703—708. Nimsky C,Ganslandt O,Hasteirter P,et 1.Intaraoperative diffusion —tensor MR imaging:shitfing of white matter tracts during neuro- su嚼cal procedures—initial experience[J].Radiology,2005,234 (1):218—225. ice SJ,Bumet NG,Donovan T,et a1.Difusion tensor imaging of [4] Prbrain tumors at 3T:a potential tool for assessing white matter tract 能在术前获得关于它们软硬度的信息。纤维束形态与临床 症状之间有良好的相关性。弥散张量成像在一定程度上对 手术有指导意义,但对瘤周水肿严重者有一定局限性。在弥 散张量指导下脑肿瘤手术,多恢复良好。 [5j invasion[J]?Clin Radiol,2003,58(6):455—462. Akai H,Mori H,Aoki S,et al Difusion tensortraetography ofglio— 【参考文献】 [1j杜笑松,刘起旺,薛雁山,等.脑膜瘤几种亚型MRI表现与病理 matatosis eerebri:fiber tackirng through the tumor[J Comput As- sist Tomogr,2005,29(1):127—129. (编校:张志明) 对照研究[J].中国临床影像学杂志,2005,16(3):121—124. [2 Andrei Tropine,Paulo D.Diferentiation offibroblastic meningiomas 图像引导鼻咽癌调强放疗技术和质量保征 刘 均,陈 宏,王永刚,陈 飞,张 利 Quality assurance and methods based on the image guided intensiyt modulated radio— therapy for nasopharyngeal carcinoma LIU Jun,CHEN Hong,WANG Yong—gang,CHEN Fei,ZHANG Li Department of Radiation Oncology,Kunming General Hospital f oChengdu Military Command of PLA,kunming 650032,China. 【Abstract】 Objective:To discuss the aspects of quality assurance and methods based on the image guided intensity modulated radiotherapy(IG—IMRT)for nasopharyngeal carcinoma(NPC).Methods:Fitfeen patients of NPC trea— ted with IG—IMRT were investigated.The online kilovohage cone—beam CT(KVCBCT)scans,ri+d image registra— tion,set—up error was gained for 280 sets before radiotherapy.From the set—up error of three directions,we got mar— gins form clinical targets volume(CTV)to planning targets volume(FrrV).In order to provide more accurate iso— center of the KVCBCT and the linear accelerator,we developed CT phantom to gain images quality of CBCT and en— sure KV—MV center.Results:A1l 280 sets of CBCT image were analyzed for 15 patients.Under the condition of non —correction,the setup isocenter errors were 0.55±1.03mm,0.72±2.25mm,0.42±1.14mm in left—fight,superi・ or~inferior and anterior—posterior directions respectively.The errors of less than 2mm were 86.3%,76.7%,83.8% in the three directions respectively,the errors of more than 3mm were 5.9%,9.4%,6.3%.We developed Gamma value and absolute dose value(<4%)to evaluate the accuracy of IMRT plans based on 2D ionization chambers ar— ray.The Gamma value of each beam of the plan was 93.2%一97.2%.and the value was 95.O%一97.7%in each plan.The absolute dose value was chosen from ifve points among the high dose region,low dose region,isocenter,high gratitude dose reliigon and dose flatness region.All the dose deviation was in一3.7%一4%.Conclusion:We can gain the marinsg of C,ITv—PrrV from IG—IMRT,and reduce dose of the risk organs。which will reduce normal tissues treatment—related toxicity.The key role to improve quality assurance of CBCT and the key foundation is how to en— sure the dose accuracy of IMRT plans. 【Key words】nasopharyngeal carcinoma;image guided radiotherapy;quality assurance;cone beam CT;intensity modulated radiotherapy Modem Oncology 2010,18(07):1289—1293 【摘要】 目的:探讨图像引导鼻咽癌调强放射治疗技术和质量保证(QA)方法。方法:利用千伏锥形束cT 【收稿日期】2009一ll—O2 【作者单位】 成都军区昆明总医院肿瘤科,云南昆明650032 【作者简介】刘均(1973一),男,重庆潼南人,物理师/工程师,主要从事放射物理工作。E—mail:ljun2006@126.conr ・1290・ M0DERN ONCOLOGY.Ju1.2010。VOI.18,NO.07 (KVCBCT)引导15例初治鼻咽癌患者调强放射治疗,将KVCBCT得到的位置差异,推导得到靶区勾画cTV— PrrV的边界;以CT模体检验CBCT图像质量和等中心偏差;以矩阵电离室对调强计划进行剂量验证。结果: 对15例鼻咽癌280次CBCT扫描中,3个方向偏差,X方向:0.55±1.03mm,Y方向:0.72±2.25mm,Z方向: 0.42±1.14mm,3个方向小于2mm的偏差比例分别为86.3%、76.7%、83.8%;大于3mm偏差分别为5.9%、 9.4%、6.3%。对KV—MV等中心验证, ̄d"3y向融合差值分别为0.2±0.3mm、0.4±0.3mm、一0.2-4-0.5mm;用矩阵 电离室验证调强计划相对剂量,对于单野,Gamma值为93.2%一97.2%,对于整个计划Gamma值为95.0%一 97.7%。绝对剂量验证主要是对等中心点、剂量均匀区、高剂量区、较低剂量区、高梯度区选择5个点进行检 测,百分偏差范围为一3.7%一4%。结论:图像引导鼻咽癌调强放疗,可以减少摆位引起的摆位误差,并且通 过在线的修正可以提高靶区剂量的准确,也可减少CTV—P1、 的边界,从而减少正常器官的剂量。保证图像 引导部分的成像质量和乩晚 蔓是图像引导放疗的关键;而汁戈!I剂量的验证 撕有治疗的基础。 【关键词】鼻咽癌;图像引导放疗;质量保证;锥形束CT;调强放疗 【中图分类号】R730.55;R739.63 【文献标识码】A DOI:10.3969/j.issn.1672—4992.2010.07.10 【文章编号】1672—4992一(2010)07—1289—05 鼻咽癌调强放疗是调强放射治疗技术中应用最广泛、疗 效最确切的治疗技术,逆向调强放射治疗系统,可使剂量分 布高度适形于靶区,并且存在高梯度剂量变化区域,因而对 54Gy,口咽和后背区域Max≤50Gy。计划经逆向调强放疗 计划系统优化、评估后,传输到图像引导加速器中,同时将计 划CT、勾画的靶区、正常保护器官、设定的靶区中心传到 CBCT机上。在患者摆位确定照射中心后,行CBCT扫描,扫 描条件为200。(100。一260。)旋转,FD射线滤过器,M20扫描 孔径,中分辨率重建得到CBCT影像,与计划定位CT影像匹 配融合,利用骨匹配+手工匹配得到靶区中心偏差值,当3 个方向旋转角度≤2。(当大于2。时需重新摆位),确认记录 摆位误差,对3个方向任一偏差值大于2mm时,进行在线位 每日摆位的精度要求很高,治疗时如果摆位误差增大,不仅 可能造成靶区的漏照,也可能使高剂量区移到危及保护器官 内,造成严重的并发症和后遗症。利用图像引导放射治疗 (image guided radiotherapy IGRT)对保证每日的摆位误差和 器官移动误差有重要意义…。本文结合对鼻咽癌图像引导 调强放射治疗的临床经验,探讨其技术方法、治疗质量保证 (quality assurance QA)步骤和剂量验证等,以期望提高肿瘤 控制率和降低并发症发生。 1资料和方法 1.1治疗及质量保证设备 置校正,在线位置校正方法见图1。本组15例,每例在3O次 治疗过程中,共扫描得到280次校正前CBCT影像,45次校 正后影像,分析总结其摆位的系统误差和随机误差,得到 CTV—P1 外扩边界。 1.4质量保证方法 瑞典Elekta Synergy加速器、千伏锥形束cT(KV—cone —beam computed tomography KVCBCT)、Precise Plan(Elekta 图像引导鼻咽癌调强放疗的质量保证方法,主要集中在 图像引导部分的质量保证和调强放射治疗的剂量准确性保 证。图像引导部分主要保证KVCBCT的机械精度、成像质 量、分辨率、图像融合的匹配精度、融合图像中心偏差的传输 Inc.)及Pinnacle3TM逆向调强计划系统(Philips Inc.),Ma— triXX二维矩阵电离室(IBA Inc.)及OmniPro—ImRT测量应 用软件,Dosel(IBA Inc.)剂量仪和固体水模以及CT QA设 备(Captphan 503 Phantom)等。 1.2临床资料 等。将CT—QA体模固定在加速器等中心位置,进行CBCT 扫描,利用模体对重建影像进行灰度分辨率,3D横向、纵向 15例鼻咽癌首次做适形调强放疗患者,男l3例,女2 例,年龄21—65岁,Tl一3N0M0 2例,Tl一2NlM0 4例,LN1Mo 7 例,T4N】M0 2例。 1.3治疗方法 失真度的检测,图像像素一致性检测,空间分辨率检测等重 建效果的QA检查。本组图像引导放疗设备是机载锥形束 CT,是安装在与MV放疗直线加速器成90度的轴上,而保证 图像匹配的重点QA就是要对KVCBCT等中心与MV治疗等 中心相一致,于是设计了一组专门针对这一QA程序,分别 在180。、270。、0。、90。,同时小机头在270。、90。共8个射野 (10×10cm)分别对安装在射野等中心的小球曝光,得到 靶区和正常器官勾划,其中2例为PET—CT融合勾划, 其余均为以CT影像为基础,参考MRI影像进行勾划按。Ic— RU50,60号报告,得到GTVnx(原发灶大体肿瘤体积), GTVnd(颈淋巴结转移灶大体肿瘤体积),CTVnx、CTVnd分别 以GTVnx、GTVnd外扩4mm、3mm得到,CTV1为CTVnx和 KV、MV透视片,并求得两者的各自中心点,两者图像融合 后,求取两者中心的偏差,要求KV等中心偏差≤1.Omm,MV 等中心偏差≤1.0mm,两者偏差的差值允许在0.5mm内。另 外,为了保证剂量的准确性,本组15例患者的调强放射治疗 相应高危区域和淋巴引流区域,CTV2为下颈部预防照射区 域。所有患者体位为仰卧位,以热塑头颈面罩固定,行CT扫 描:包括全部头颅到胸骨柄处,层厚层距均为3mm,计划以9 个射束,分别为180。,140。,100。,60。,20。,340。,300。,260。, 220。,110个子野,以同期推量调强放疗方式进行。处方剂 量:GTVnx、GTVnd为2.33Gy/次,CTVnx、CTVnd为2.24Gy/ 计划均经二维矩阵电离室进行剂量验证,对计划进行相对和 绝对剂量检测,以Gamma分析 (3%剂量误差和3mm剂量 线位置误差为基准)和5个绝对剂量点得到验证通过结果。 1.5数据统计处理 次,CTV1为2.0Gy/次,CTV2为1.8Gy/次,共治疗3O次, 98%剂量归一。正常组织限量:脑干Max≤54Gy,脊髓Ma】(≤ 42Gy,50%的腮腺≤30Gy,视神经、视交叉Max≤54Gy,,晶状 体Max≤6Gy,颞颌关节Max≤60Gy,颞叶和垂体Max≤ 采用SPSS 10.0软件包,得到摆位系统均值和标准差;对 剂量验证通过方法以单个射野Gamma值≥93%为通过,全 部射野总和Gamma值I>95%为通过,绝对剂量值≤4%为通 过。 现代肿瘤医学3讨论 2010年o7月第l8卷第o7期 不同方向投影,叠加重建算法有关。 ・l293・ 调强放疗技术其独特的剂量雕刻效应,可实行同期加量 放疗(simultaneous modulated accelerated radiotherapy。 SMART)1 4]和同期推量照射(simultaneous integrated boost, SIB) ,可使靶区得到较高的剂量照射。这使得鼻咽癌的调 调强放射治疗是由很多小的不规则子野拼接而成,特别 是鼻咽部分的肿瘤,其特殊的靶区分布,并且采用SIB—IM- RT方式,对同一个大的靶区,要求每次不同的照射剂量,从 而形成同期的加量照射,高梯度剂量的存在,要求剂量的准 确和精确。故本组分别以矩阵电离室和小电离室(0.016cc) 强放射治疗在实施过程中需要高剂量区、高梯度区的同时存 在,从而使靶区和保护重要器官之间的剂量界限分明,逆向 的治疗计划系统可使这种剂量要求得以实现,但由于治疗过 对靶区计划实施了绝对剂量和相对剂量的验证。在绝对剂 量验证分别采取选取特征剂量点是保证整个剂量的关键,而 相对剂量验证中,对模体的摆位准确和计划系统的前期认可 是保证调强放疗计划剂量准确性的关键。肖峰等” 对8O 例鼻咽癌调强放疗计划验证中得到等中心的绝对剂量有 程中的各种误差(摆位误差、器官运动等)的存在,位置的变 化,可使靶区和重要器官的受量情况发生根本性的变化,因 而使用影像引导下的鼻咽癌调强放疗变得尤其重要。本组 对l5例采用图像引导调强放射治疗,利用KVCBCT得到280 次照射前、摆位后影像,通过与定位CT影像的融合,得到每 次的摆位误差,当大于2mm时,进行在线的治疗床修正。我 们分析,当不进行在线修正时,本组病例CTV一 V边界在3 个方向必须外扩3mm、4mm、3ram,才能保证CTV 1395的剂量 在治疗剂量范围内;但当实行每次在线修正,3个方向外扩只 需2mm。对于正常组织受量:双侧腮腺D50≤28Gy(计划 D50≤30Gy),脊髓max≤39 Gy(计划42Gy),脑干max≤ 51.8Gy(计划54Gy)。王瑾 等对于22例图像引导鼻咽癌 调强放疗中,实施了校正前505次,校正后106次KVCBCT, 得到X、Y、Z轴3个方向的摆位系统误差和随机误差,分别 为0.70±1.6ram、0.70±1.8ram、0.30±1.7mm,调整后,分别 为0.40±0.8ram、0.30±0.8ram、0.0 4-0.7mm,边界外扩为 4mm和2.1mm。对于摆位误差对靶区和正常器官的影响, 王鑫” 等分别设置了2mm和5mm的等中心的偏移,当摆位 误差为2mm时,GTV D98,CTV I)95未出现剂量减少大于 3%的情况,当摆位误差为5mill时,4.2%的GTVD98及 12.5%的CTV 1395剂量减少大于3%的情况;对于正常组织 的剂量也有明显增加,其中脊髓、脑干、左右腮腺剂量增加超 过了正式计划10%的机会分别为10.4%、14.6%、31.2%、 25%。当为2mm时,脊髓和脑干剂量增加超过原计划 5%的机会为6.3%及4.2%,左右腮腺超过10%的机会为 12.5%、8.3%。潘建基 等分别选取了±5、±4、4-3、4-2、 ±1mm的平移误差,其中平移误差2—3ram分别可使GTV (D95)降低1.3%、2.3%,CTV1(1995)降低1.O%、1.9%, CTV2(D95)降低0.9%、1.7%;当大于2mm的位移偏差向某 侧偏移时,同侧的正常组织剂量明显增加,但对侧的正常组 织剂量会减少。 KVCBCT是图像引导放疗的关键部件,在不断的使用过 程中,由于机械运动的磨损和电子元件的老化,所以必须对 系统建立一套系统的QA程序予以保障,比如安全性、机械 准确性、图像质量、系统参数、几何特性等。我院QA程序建 立主要参考Saw 和李明辉”。。等关于锥形束cT的质量保 证内容和要求。本组主要涉及图像质量和机械几何特性进 行了QA程序测试,其中图像质量的QA主要包括3D灰度分 辨率、在水平和垂直方向空间分辨率、CT密度值一致性的检 测、空间分辨率等。而对于KV—MV等中心的检测中,得 到融合中心偏差分别为0.2 4-0.3inln、0.4±0.3mm、 一0.2 4-0.5ram,好于手册中规定的小于0。5mm的标准。而 对于KV等中心的偏差值的要求,主要是关系到图像重建质 量,当KV等中心大于1mm时,图像重建质量明显差于小于 1.0mm的重建质量,这很有可能与锥形束影像重建时根据在 92.5%的病例在5%内,相对剂量验证有88.1%的病例在 3%内,并且指出,单个射野的验证通过率小于整个计划通过 率,这与我们测试的结果相类似。这可能与单个射野中,小 野的边缘与测试电离室的位置有关,而整个计划复合而成的 剂量分布弥补了这一缺点。 总之,图像引导鼻咽癌调强放疗,由于可以在线修正摆 位、器官运动的一些误差,从而通过减少CTV—PTV的边界, 可以减少正常器官的剂量,这对进一步降低正常组织的并发 症可能相当有意义。而保证图像引导部分的成像质量和机 械精度是图像引导放疗的关键;保证计划剂量的准确和精确 是所有治疗的基础。 【参考文献】 [1] 潘建基,宗井风.鼻咽癌放射治疗的现状和相关问题[J].肿瘤 学杂志,2007,13(5):349—354. [2] Stock M,Kroupa B,Georg D,et a1.Interpretation and evaluation of the gamma index and gamma index angle for verification of IMRT hybrid plans[J].Phys Med Biol,2005,so(3):399—411. [3] Van Herk M,Kemeijer P,Lebesque JV.Inclusion of geometrical uncertainties in treatment plan evaluation[J].Im J Radiat Oncol Biol Phys,2002,52(5):1407—1422. [4]Buffer EB,Teh BS,Grant WH,et a1.Smart Boost:a new acceler- ated fractionation schedule for the treatment of head and neck canc. el"wiht intensity modulated radiotherapy[J].Int J radiat Oncol Biol Phys,1999,45(1):21~32. [5]Mohan R,Wu Q,Manning M,et a1.Radiobiological considerations in the design of fractionatina strategies for intensity modulated radi- ation therapy of head and neck cancer[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2000,46(3):619—630. [6] 王瑾,许峰,柏森,等.千伏级锥形束断层扫描在鼻咽癌适形调 强放射治疗中的初步应用[J].癌症,2008,27(7):761—765. [7] 王鑫,胡超苏,应红梅,等.摆位系统误差对鼻咽癌放疗剂量分 布的影响[J].中国癌症杂志,2008,18(8):620—625. [8]潘建基,潘才住,陈传本,等.摆位系统误差对鼻咽癌调强放疗 剂量的影响[J]。中华放射肿瘤学杂志,2007,16(5):394— 396. [9】Saw CB,Yang Y,Li F,et 1a.Performance characteristics and quali— ty ̄uFance aspects of kilovoltage cone—-beam CT on medical line- al"accelerator[J].Med Dosim,2007,32(2):80—85. [1O]李明辉,戴建荣.锥形束CT图像引导放疗系统的质量保证 [J].中国肿瘤,2008,17(8):672—675. [11] 肖峰,孙朝阳,石梅,等.鼻咽癌动态调强放疗计划的剂量学验 证[J].现代肿瘤医学,2007,15(2):178~180. (编校:张志明) 

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