基于光学表面监测系统的深吸气屏气技术的全流程管理及应用

为提高基于光学表面监测系统(OSMS)的深吸气屏气(DIBH)技术的成功率,改善患者的治疗体验,该研究回顾了浙江大学医学院附属第二医院利用该技术治疗6例乳腺癌患者的全流程,并总结了相关的管理和应用经验,以期为同行提供参考。

基于光学表面监测系统对头部肿瘤放疗中摆位误差的研究

目的比较分析头部肿瘤两种固定技术的摆位误差,评估以光学表面监测系统(optical surface monitoring system,OSMS)为辅助手段引导摆位并进行监测的可行性。方法头部肿瘤患者A组26例采用发泡胶+头部热塑闭合面罩固定,B组20例采用发泡胶+头部热塑开口面罩固定+光学表面监测系统。A组摆位后进行锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)扫描共178次,B组摆位经过OSMO调整后进行治疗前CBCT扫描162次,将获得的CBCT图像和计划CT图像匹配,得到X、Y、Z轴方向上的平移及旋转误差,并对摆位误差进行比较分析。通过OSMS调整摆位误差的标准为三维方向上平移误差≤1mm、旋转误差≤1°,调整后OSMS监测的摆位误差与治疗前CBCT扫描配准摆位误差的差异定义为OSMS的精度。运用OSMS跟踪监测整个治疗过程中患者的实时摆位误差,并记录分次内的最大三维矢量误差、旋转误差及治疗时间。结果B组与A组分次间的三维矢量误差(1.73±0.90)mm/(2.24±1.25)mm,X、Z轴上的平移误差(0.04±1.00)mm/(-0.34±1.48)mm、(0.06±0.86)mm/(0.29±1.14)mm,X轴旋转角度误差(0.01±0.09)°/(0.18±0.95)°和平均摆位时间2.5 min/2.0 min,经比较差异具有统计学意义(P<0.05)。B组OSMS的精度在三维矢量误差为(1.28±0.74)mm。OSMS跟踪监测患者分次内的最大三维矢量误差(0.71±0.47)mm,旋转角度误差为(0.46±0.40)°。结论与常规的采用闭合面罩固定相比,采用开口面罩固定并应用OSMS辅助摆位,不仅可便捷有效地减小头部肿瘤患者的分次间摆位误差,而且能实时跟踪并监测分次内的摆位误差。

光学表面成像系统在肿瘤放射治疗中的临床应用

基于电子直线加速器的放射治疗已进入图像引导放射治疗时代。图像引导方式有电离辐射及非电离辐射两类,前者包括电子射野影像系统、锥形束计算机断层扫描引导系统;后者包括超声引导系统、电磁追踪系统、核磁引导系统及光学表面成像(Optical Surface Imaging,OSI)系统。在临床应用成本、临床使用范围、临床准确性和重复性、患者使用舒适度及患者辐射安全性方面,OSI系统都具有自身独特的优势。本文总结近年来OSI系统在不同部位肿瘤放疗中的应用及存在的问题,以期为临床提高靶区治疗精确度提供帮助。

自由表面光学系统对白光LED色温角分布的影响

基于非成像光学设计的自由表面光学系统,对提高以LED为核心的固态半导体照明的性能起着至关重要的作用。文章提出了简化模型模拟一次封装白光LED光源的色温角分布特性,并研究了自由表面光学系统对该色温角分布特性的影响。仿真与实验结果都表明,自由表面光学系统可以明显改善白光LED光源的色温角分布不均匀特性。

光学表面成像系统实时运动监测精度研究

目的:探究光学表面成像系统实时运动监测的精度。方法:将30例患者的呼吸曲线输入到模体中模拟呼吸运动,同时利用Catalyst系统对模体进行实时运动监测,比较系统监测的呼吸曲线与参考曲线,从而得到光学表面成像系统实时运动监测的精度。结果:光学表面成像系统监测的呼吸曲线与参考曲线具有较高的一致性,相关系数均大于0.99,显著相关。监测误差的平均值为(0.24±0.04)mm,并且随着呼吸信号频率的增加而减小。结论:光学表面成像系统的实时运动监测精度较高,可用于对患者呼吸运动的监测。在进行呼吸门控治疗时,应考虑呼吸监测系统引入的误差。

光学表面监测系统自动摆位功能对乳腺癌放疗患者治疗精度及摆位时间的影响

目的:研究放射治疗摆位时,相较于以传统体表标记实行摆位,利用光学表面监测系统(OSMS)自动摆位功能实行摆位对乳腺癌放疗患者治疗精度及摆位时间的影响。方法:30例乳腺癌保乳术后患者随机分为两组,每组15例。OSMS组,以OSMS引导放疗摆位,利用六维自动移床摆位功能。体表标记组,以体表标记引导放疗摆位。记录每次摆位时间和CBCT配准误差数据。误差数据包括左右(x)、头脚(y)、前后(z)方向平移误差和旋转方向(Rx、Ry、Rz)误差。分别对两组CBCT配准误差数据和摆位时间数据行独立样本t检验。结果:OSMS组x、y、z方向平移误差和Rx、Ry、Rz方向旋转误差分别为(0.12±0.11)、(0.12±0.09)、(0.13±0.08)cm和0.33°±0.43°、0.56°±0.50°、0.50°±0.52°,体表标记组分别为(0.15±0.11)、(0.22±0.16)、(0.25±0.16)cm和0.66°±0.72°、0.99°±0.69°、0.78°±0.56°。两种摆位方法在平移y和z方向以及旋转Rx、Ry、Rz方向统计结果有统计学意义(P<0.01)。在x方向平移误差无统计学差异(P>0.05)。OSMS组平移误差绝对值≤0.3 cm在x、y、z方向分别为94%、97%、97%,体表标记组为91%、63%、60%;OSMS组旋转误差绝对值≤1°在Rx、Ry、Rz方向分别为88%、78%、82%,体表标记组为74%、53%、67%。OSMS组摆位时间为(130±27)s,体表标记组为(202±31)s,结果有统计学差异(P<0.01),OSMS引导自动摆位可减少约70 s摆位时间。结论:相较于体表标记引导摆位,利用OSMS自动摆位功能可明显提高摆位精度,减少摆位时间。

光学表面监测系统引导实现左侧乳腺癌深吸气屏气治疗临床应用及评估

目的:通过分析摆位精度、摆位时间和心脏位置评估以光学表面监测系统(OSMS)引导实现左侧乳腺癌深吸气屏气(DIBH)治疗的临床价值。方法:30例左侧乳腺癌保乳术后患者,运用OSMS的“Move Couch”自动摆位功能,以OSMS引导摆位、DIBH和治疗监控,实现DIBH技术治疗。分析CBCT配准靶区六维绝对误差数据和心脏位置的误差数据,记录摆位时间。结果:绝对摆位误差在x、y、z平移方向和Rx、Ry、Rz旋转方向分别为(0.11±0.08)、(0.14±0.11)、(0.13±0.10)cm和(0.79±0.66)、(0.69±0.57)、(0.73±0.64)°。心脏位置在x、y、z方向平移误差分别为(0.01±0.30)、(0.05±0.34)、(0.01±0.09)cm。摆位时间为(4.1±1.2)min。结论:左侧乳腺癌DIBH放疗技术可将心脏向下、后方推移,远离放疗靶区,减少心脏受量。基于OSMS实施左侧乳腺癌DIBH治疗实现了较好的靶区和心脏位置准确性,OSMS的自动摆位功能可帮助提高摆位精度,减少摆位时间。

基于光学表面监测系统进行头部肿瘤放疗实时定位准确性的初步研究

目的:评估瓦里安直线加速器EDGE上搭载的光学表面监测系统(OSMS)对偏差探测的准确性(或纠错能力)。方法:使用一个颅脑体模,评估OSMS治疗前摆位准确性、治疗中监测偏移精确度、特定条件下(非零床角和仅双摄像头工作)能否正常使用。结果:OSMS实现治疗前摆位,其等中心与锥形束CT(CBCT)摆位的偏差范围为(0.6±0.5)mm,角度最大偏差为0.3°;治疗中监测偏移精确度,探测平移偏差范围(0.1±0.2)mm,探测角度偏差范围0.10°±0.07°;不同的床角下OSMS的精确度接近,挡住其中一个摄像头产生约0.5 mm的不确定度。结论:OSMS配合CBCT能够为头部肿瘤放疗的治疗前摆位及治疗中实时监测提供保证。

三维表面光学系统在亚洲人种肤色上的参数设置

目的验证三维表面光学系统在亚洲人种皮肤颜色上参数的设置。方法选用从等级Ⅰ到Ⅳ的4种颜色(非常浅、浅、中间色、褐色)。通过调节增益(Gain)和整合时间(IT),以获得清晰的表面图像。所获得的图像可分为3种类型,没有图像a类(不能显示出表面图像)、模糊图像b类(能够部分显示表面图像,但图像存在缺损,轮廓不全)、清晰图像c类(显示清晰的表面轮廓)。记录每种颜色不同类型时的Gain与IT的数值。结果膜体Ⅰ级肤色,很低的Gain和IT(Gain超过100%,IT超过2 800μs)就能获得c类图像,随着Gain的增高,获得c类图像的IT所需的值慢慢降低。过高的IT就会出现b类图像。膜体Ⅱ级肤色和膜体Ⅰ级肤色相差不多,只是c类图像出现和消失的阈值有所变化。膜体Ⅲ级肤色,Gain为100%、IT大于5 600μs时才能获得c类图像;Gain为400%,IT也要大于3 200μs才会获得c类图像;当Gain为400%时和IT大于6 600μs、Gain为500%时和IT大于6 200μs、Gain为600%时和IT大于5 800μs时,都会出现b类图像。膜体Ⅳ级肤色,只有在很高的Gain和IT时,才能看到c类图像,且范围很小。结论三维表面光学图像引导系统能够降低患者的额外剂量,能够有效地降低患者的摆位误差。对于亚洲人中肤色可以选择IT在5 000μs及Gain范围为300%左右可以在相对广谱的扫描条件下获得较好的图像质量。

光学表面监测系统引导放射治疗对提高四肢肿瘤位置准确性和减小靶区外放的有效性研究

目的:分析基于光学表面监测系统(OSMS)和基于激光定位灯系统摆位的四肢肿瘤患者椎形束CT(CBCT)图像,研究OSMS减小四肢肿瘤摆位误差的有效性。方法:选取在医院进行放射治疗的24例四肢肿瘤患者,按摆位方法的不同将其分为观察组和对照组,每组12例。观察组应用OSMS协助放射治疗摆位;对照组应用常规的激光灯系统进行放射治疗摆位。分别统计两组患者在左右(x)、头脚(y)及前后(z)3个方向的平移误差和矢状面(Rx)、横断面(Ry)及冠状面(Rz)3个平面的旋转误差,计算其系统误差个体病例误差平均值的标准差(Σ)和随机误差个体病例误差标准差的均方根(σ),以及摆位误差的分布情况。用公式2.5Σ+0.7σ计算临床靶区体积(CTV)至计划靶区体积(PTV)(CTV-PTV)的外放边界。结果:观察组和对照组x、y及z的3个方向平移误差分别为(1.14±1.43)mm和(2.52±3.08)mm、(1.38±1.88)mm和(2.26±2.51)mm及(1.26±1.76)mm和(4.80±3.41)mm;观察组和对照组在Rx、Ry及Rz的3个平面旋转误差分别为(0.71±0.69)°和(0.82±1.12)°、(1.11±1.53)°和(1.49±1.14)°及(0.89±0.82)°和(0.52±1.18);两组平移误差在z方向和横断面旋转误差在Ry平面的比较,差异有统计学意义(Z=-3.623,Z=-2.501;P<0.05)。观察组和对照组在x、y、z的3个方向上的CTV-PTV靶区外放边界分别为3.9 mm、4.8 mm、4.4 mm和8.5 mm、7.4 mm、14.4 mm。观察组CTV-PTV靶区外放边界在x、y和z方向分别减小为对照组的45.9%、64.8%和59.0%。结论:应用OSMS协助四肢的放射治疗摆位能够提高四肢肿瘤放射治疗的位置准确性,尤其是可减小z方向的平移误差和横断面的旋转误差,并能够有效的减小四肢肿瘤的靶区外放范围。

评估光学表面监测系统(OSMS)对乳腺癌放疗患者的摆位准确性

目的:与传统的体表标记摆位相比,确定使用光学表面监测系统(OSMS)对乳腺癌放疗患者摆位的准确性。方法:对2020年1月—6月我院20例乳腺癌患者在OSMS引导摆位期间进行锥形束CT(CBCT)扫描配准,分别记录OSMS与参考体表配准、CBCT与计划CT配准的水平及旋转误差,评估摆位误差差异,使用Pearson法分析两组摆位误差的相关性,使用Bland-Altman法分析两者一致性。结果:两组摆位误差具有相关性。结论:OSMS与CBCT验证摆位误差的一致性结果较好。

光学表面监测系统在重度幽闭恐惧症患者头颈部放射治疗中的应用

目的探讨光学表面监测系统(OSMS)在重度幽闭恐惧症患者头颈部放射治疗中的应用价值。方法选取2019年6—11月于华中科技大学同济医学院附属同济医院行放射治疗的4例患重度幽闭恐惧症的头颈部肿瘤患者,首先利用颅脑模体在OSMS下进行反复模拟摆位测试,并使用锥形束CT(CBCT)校正摆位误差,观察OSMS的适用性,共获取OSMS与CBCT验证数据7组;随后对4例患者采用头颈肩固定架联合发泡胶垫及OSMS辅助固定方式进行模拟定位和放射治疗,采集验证对比数据20组。结果在颅脑模体测试中,OSMS与CBCT在X、Y轴的旋转误差分别为(0.37±0.16)°、(0.45±0.15)°与(0.61±0.22)°、(0.78±0.31)°,两者比较,差异均有统计学意义(P<0.05);4例患者治疗前的OSMS与CBCT验证摆位误差结果显示,两者在X、Y、Z轴的平移误差及旋转误差比较,差异均无统计学意义(P>0.05);记录4例患者经CBCT校正摆位误差后OSMS残余监测值(A组)与治疗前OSMS实际监测值(B组),结果显示,A组与B组在X、Y、Z轴的平移误差及旋转误差比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论OSMS可解决重症幽闭恐惧症患者头颈部放射治疗时的体位固定难题,同时结合CBCT影像验证系统可确保患者放射治疗精度。

光学表面监测系统辅助摆位功能在特殊体位患者上的应用

目的:探讨放射治疗摆位过程中光学表面监测系统(optical surface monitoring system,OSMS)自动摆位功能与传统体表标记摆位在特殊体位患者摆位精度和时间上的差异。方法:选取20例适合特殊体位放疗的患者,将其随机分为A、B两组,每组10例,A组使用光学表面监测系统自动摆位功能进行摆位,B组使用传统体表标记进行摆位,摆位后分别进行锥体束CT扫描,对获得的扫描图像与计划参考图像进行配准,并得到左右方向(left-right,LR)、头脚方向(superior-inferior,SI)、前后方向(anterior-post,AP)3组平移误差和绕左右方向(Roll-LR)、绕头脚方向(Roll-SI)、绕前后方向(Roll-AP)3组旋转误差。校正摆位误差并实施治疗,在治疗完成后记录下两组患者所用的摆位时间。结果:A组患者配准后LR、SI、AP方向的平移误差和Roll-LR、Roll-SI、Roll-AP方向的旋转误差分别为(0.15±0.07)cm、(0.14±0.04)cm、(0.15±0.05)cm和0.38°±0.14°、0.57°±0.10°、0.55°±0.11°;B组患者配准后LR、SI、AP方向平移的误差和Roll-LR、Roll-SI、Roll-AP方向的旋转误差分别为(0.17±0.04)cm、(0.31±0.07)cm、(0.33±0.09)cm和0.42°±0.15°、0.86°±0.11°、0.81°±0.11°;两两比较其差异,两种摆位方式在y、z、Ry、Rz方向的误差差异有统计学意义(P<0.01),在x、Rx方向的误差差异无统计学意义(P>0.05);A组摆位时间为(135±32)s,B组为(230±40)s,结果差异有统计学意义(P<0.01)。结论:特殊体位放疗患者利用OSMS自动摆位功能可有效提高摆位精度,减少摆位时间,提高工作效率。

鼻咽癌表面引导放疗中2种参考表面的摆位准确性研究

目的:比较鼻咽癌表面引导放疗(surface-guided radiation therapy,SGRT)中基于容积重建技术(volume rende-ring technique,VRT)参考表面和基于医学数字成像和通信(digital imaging and communications in medicine,DICOM)参考表面的摆位准确性。方法:选取2020年4—10月某院收治的20例采用塑形垫结合热塑网膜固定的鼻咽癌放疗患者。在首次锥形束CT(cone beam CT,CBCT)图像引导下完成治疗后,取下热塑网膜,基于光学表面监测系统(optical surface monitoring system,OSMS)获取患者的VRT参考表面,过程中嘱患者维持体位不变;DICOM参考表面则基于由患者的定位CT影像提取出的体表轮廓数据获得。在第5、10、15次放疗(CBCT图像引导)完成后,基于VRT和DICOM 2种参考表面分别测量患者6个维度的摆位误差。采用Python的Stats工具对基于2种参考表面测量的摆位误差分别进行维度相关性分析,以检查各个维度摆位误差之间的独立性。通过独立性检验后,对基于2种参考表面测量的每个维度的摆位误差数据进行Wilcoxon秩和检验。结果:基于2种参考表面测量的摆位误差在各个维度上相互独立,且基于VRT参考表面测量的6个维度上的摆位误差均小于基于DICOM参考表面测量的摆位误差。但基于2种参考表面测量的6个维度的摆位误差间的差异未随治疗进展而增大。结论:在采用塑形垫结合热塑网膜体位固定方式的鼻咽癌SGRT中,基于VRT参考表面的摆位准确性和一致性优于DICOM参考表面。

光学表面成像在胸部肿瘤放射治疗中的实用性研究

目的评估光学表面成像(OSI)系统在胸部肿瘤放射治疗中纠正摆位误差的临床价值。方法选择2015年2月至10月四川大学华西医院胸部肿瘤放射治疗病人11例(113例次放射治疗),其中男性8例(89例次有效照射),女性3例(24例次有效照射);年龄46~77岁,平均年龄59岁。原发性肺癌6例,转移性肺癌3例,食管癌2例。均采用仰卧位热塑体膜固定,双手抱肘交叉放于前额。病人首次治疗前行锥形束CT(CBCT)扫描纠正摆位误差后,用OSI系统获取体表图像作为参考图像。从第二次治疗开始以参考图像为准用OSI系统进行预摆位,然后行CBCT扫描验证。记录两个系统每次扫描配准得出的误差数据并进行分析。结果 CBCT配准的分次间摆位误差平移方向x(左右)、y(头脚)、z(前后)和旋转方向rx(PIT)、ry(ROL)、rz(ROT)的结果分别为(-0.83±3.15)mm、(-1.40±3.89)mm、(0.71±2.08)mm和(0.29±0.76)°、(0.36±0.81)°、(0.10±1.00)°;OSI系统配准的分次间摆位误差分别为(0.01±1.34)mm、(-0.12±1.26)mm、(-0.26±1.19)mm和(-0.14±0.57)°、(0.10±0.60)°、(-0.25±0.69)°。两系统相减得出的平移方向x(左右)、y(头脚)、z(前后)和旋转方向rx(PIT)、ry(ROL)、rz(ROT)的结果分别为(-0.85±3.42)mm、(-1.29±3.80)mm、(0.98±2.38)mm和(0.42±0.98)°、(0.26±1.16)°、(0.36±1.24)°(P<0.05)。x、y、z三个方向上的平移误差相减后的标准差分别为3.42 mm、3.80 mm、2.38 mm。两套系统在旋转上的差异很小,标准差近1°。Catalyst^(TM)系统c-motion检测到的分次内误差,放射治疗过程中平移方向x、y、z方向分别为(-0.17±1.25)mm、(0.47±1.42)mm、(-0.17±1.96)mm,旋转方向rx、ry、rz分别为(-0.04±0.51)°、(0.13±0.42)°、(-0.19±0.76)°,各个方向最大偏离值(DEV)为(2.54±1.10)mm。结论 OSI系统与CBCT系统在探测与纠正胸部肿瘤放疗摆位误差上具有一定的差异性。OSI系统可以实时监测放疗分次内误差,由于胸部放射治疗摆位误差受多种因素影响,OSI系统与CBCT系统相结合的综合使用策略还需进一步研究。

光学表面成像系统SRS算法在非共面放疗中的技术性能评估

目的评估光学表面成像(OSI)系统立体定向放射外科(SRS)算法在非共面放疗中的精确性和稳定性。方法在治疗床不同公转角度下使用三套OSI系统对模体重复测量,分析OSI对模体成像的精确性和稳定性。随机选取7例行单中心非共面放疗的多发脑转移瘤患者,分析OSI用于患者成像的精确性和稳定性。稳定性定义为以0°锥形线束CT(CBCT)为“金标准”,治疗床从0°转到非零角度,再转回0°时,前后两次OSI测量的差值。精确性定义为OSI与CBCT(治疗床0°时)测量数据的差异。符合正态分布的计量资料以x¯±s描述,不符合正态分布采用M(Q)方式描述;前者差异比较用单因素方差分析,后者用Kruskal-Wallis H非参数检验分析。结果对于非共面,模体和患者的平移精度分别为≤1.30 mm和≤1.00 mm,旋转精度分别为≤0.50°和≤0.60°,平移误差均主要出现在左右和头脚方向。在稳定性方面,模体平移和旋转的最大标准差分别为0.06 mm和0.06°,患者平移和旋转的最大标准差分别为0.17 mm和0.19°。结论新型SRS算法虽对非共面的精度有所改善,但仍不能满足颅内多靶点单中心非共面放疗的精确要求,特别是在左右和头脚方向。对于非共面角度较大时,不建议将其用于图像引导,但其稳定性高可用于监测患者的分次内运动。

光学表面监测系统与CBCT确定左侧乳腺癌深吸气屏气放疗误差的比较

目的 建立本单位应用光学表面监测系统(OSMS)门控技术在左侧乳腺癌深吸气屏气(DIBH)放疗的基本流程,比较应用OSMS与CBCT确定左侧乳腺癌DIBH放疗摆位误差的一致性。方法 20例左侧乳腺癌患者采用DIBH方法治疗,OSMS与模拟定位DIBH体表外轮廓配准,CBCT扫描与模拟定位CT配准各记录得到误差数据,数据包括左右(x)、上下(y)、前后(z)方向平移误差和旋转误差Rx、Ry、Rz。采用Pearson法分析两者相关性,Bland-Altman法检验两者一致性。结果 两种方法呈正相关,x、y、z方向平移误差以及Rx、Ry、Rz方向旋转误差的相关系数分别为0.84、0.74、0.84、0.65、0.41、0.54(P<0.01),95%CI值分别为-0.37~0.42 cm、-0.39~0.41 cm、-0.29~0.49cm和-2.9°~1.4°、-2.6°~1.4°、-2.4°~2.5°,均<5mm和3°。20例左侧乳腺癌DIBH放疗患者系统误差<0.18cm,随机误差<0.24cm。结论 左侧乳腺癌DIBH放疗中应用OSMS与CBCT两种方式确定与模拟定位状态误差具有一致性,CBCT图像引导基础上使用无辐射的OSMS验证位置信息是安全可靠的。

肤色对表面光学系统引导放疗摆位的影响

目的探究表面光学系统Catalyst对不同肤色的灵敏度,以评估肤色对Catalyst引导放疗摆位的影响。方法应用肤色色卡依次粘贴于放疗质控模型,模拟患者摆位。首次监测时常规摆位(室内激光+放疗质控模型标记)后用Catalyst获取色卡影像,并将其作为参考影像;非首次时常规摆位后手动移治疗床(-5~5 mm,步长为2 mm),利用Catalyst监测摆位。记录不同肤色在腹背(AP)、头脚(SI)、左右(LR)方向床值误差及Catalyst监测的摆位误差。结果Catalyst监测时所需增益和积分时间参数随肤色加深而递增,积分时间对数与增益呈线性负相关(R^(2)>0.9)。不同肤色与最浅色(1Y01SP)色差值ΔE≤189时,床值误差与Catalyst摆位误差相关(RSI>0.5,RLR>0.5,RAP>0.9),Catalyst监测快速、稳定;当218<ΔE≤253时,LR方向无显著相关(RLR<0.3),Catalyst监测稳定;当254≤ΔE≤285时,Catalyst监测不稳定;当ΔE>318时,Catalyst无法监测到该肤色。结论Catalyst影像采集的增益和积分时间参数与肤色有相关性。在特定肤色区间内Catalyst可准确监测。

光学表面监测系统对头部无框架立体定向放疗运动监控的研究

目的建立光学表面监测系统(OSMS)在头部无框架立体定向放射外科(SRS)和立体定向放射治疗(SRT)中应用的基本流程,评价OSMS在头部模体和应用Q-Fix开孔面罩固定的头部SRT患者中,分次内实时监测位置误差的精确性和有效性。方法通过头部SRS仿真模体OSMS的监测位移与Edge六维床预设位移的偏差,评估OSMS实时监测运动偏差,及在治疗床非零角度和其中一组摄像头被加速器旋转机架遮挡的情况下,OSMS监测头部运动的能力。同时本研究选取10例50分次接受头部无框架SRT治疗的患者,所有患者经Q-Fix开孔面罩固定并整个治疗分次内应用OSMS监控,通过分析离线日志文件获得OSMS实时监测的分次内误差;患者治疗后行锥形束CT(CBCT)扫描,获得六维度误差作为CBCT验证的分次内误差。结果模体研究中,OSMS监测偏差与预设位移在六维度方向均有较强相关性;治疗床与机架0°时,OSMS探测的平移方向和旋转角度的三维矢量偏差分别为(0.28±0.10)mm和(0.15±0.09)°;有一组摄像头被遮挡的情况下,平移和旋转方向的三维矢量偏差分别为(0.35±0.13)mm和(0.17±0.09)°;床非0°时OSMS监测偏差值均大于床0°偏差值,床270°时三维矢量偏差最大,分别为平移方向(0.69±0.19)mm和旋转角度(0.32±0.12)°。在Q-fix开孔面罩固定的SRT患者中,OSMS与CBCT监测的分次内运动幅度差异较小,平移方向三维矢量偏差分别为(0.40±0.26)mm和(0.29±0.10)mm;旋转方向三维矢量偏差分别为(0.33±0.20)°和(0.26±0.08)°。结论OSMS是一种有效的光学引导放射治疗工具,OSMS的分次内实时运动监测功能具有亚毫米级精度,可以实现分次内误差的精确监控。为保障无框架头部SRS/SRT治疗精确实施,有必要联合OSMS进行分次内位置监控。

OSMS在腹部肿瘤放疗摆位中的应用

目的:通过与锥形束计算机断层扫描(CBCT)参照对比,探讨光学表面监测系统(OSMS)在腹部肿瘤放疗中摆位的作用,探讨OSMS的摆位精度及其应用价值。方法:选取4名腹部肿瘤患者,应用体表“+”标记与激光灯进行治疗前摆位,行CBCT同时进行OSMS运行前的验证,分别记录OSMS和CBCT提供的配准信息,记录X(左右)、Y(头脚)与Z(前后)方向的平移误差。应用Pearson方法分析摆位误差的相关性、系统误差与随机误差,并用Bland-Altman方法评估OSMS的置信空间。计算常规方法摆位以及经过OSMS摆位后95%的剂量偏移靶区体积的k值。结果:研究发现OSMS与CBCT的摆位精度具有很好的相关性,X、Y与Z方向的相关系数分别为0.628、0.858、0.682。OSMS摆位在X、Y与Z方向的系统误差±随机误差分别为(0.01±0.33)、(-0.14±0.64)、(0.13±0.41)mm,k值为(0.8019±0.7044)%。结论:OSMS在实际应用中体现出与CBCT配准数据的一致性,可以摆脱CBCT的引导独立使用,精度较高。