机载影像引导放射治疗系统各机械臂的位置数据恢复

0引言随着放射治疗技术的迅速发展,肿瘤治疗已进入精确放射治疗时代,即精确定位、精确计划、精确治疗。但在技术上仍然存在一些问题,如在治疗过程中的运动和分次治疗间的位移、日常的摆位误差、靶区缩小引起的计划剂量分布的变化等。

ExacTrac影像引导系统引导下不同固定方式对下肢放射治疗患者摆位误差的影响研究

目的:研究在ExacTrac影像引导系统引导下不同固定方式对下肢放射治疗患者摆位误差的影响。方法:回顾性选取2019年10月至2022年11月于某院完成下肢肿瘤放射治疗的145例患者,按照不同固定方式分为真空负压垫组(A组,n=46)、热塑膜组(B组,n=50)和丁字鞋组(C组,n=49)。根据统一标准为3组患者勾画靶区,制订放射治疗计划,利用ExacTrac影像引导系统进行位置验证并记录AP(前后)、SI(头脚)、LR(左右)、Yaw(绕AP旋转)、Roll(绕SI旋转)、Pitch(绕LR旋转)共计6个方向上的摆位误差值。结果:3组患者在LR、AP以及Roll方向上的摆位差异有统计学意义(P<0.05);B组在LR、AP以及Roll方向上的摆位误差值显著低于其他2组,C组在LR、AP方向上的摆位误差值显著低于A组,差异有统计学意义(P<0.05)。经过修正后3种固定方式的摆位误差值均可满足临床治疗要求。结论:热塑膜固定方式可提高下肢放射治疗患者体位固定的精确性,有效减小摆位误差,推荐临床体位固定阶段优先考虑用热塑膜固定患者体位。

In Room CT与电子射野影像系统在头颈部肿瘤图像引导放射治疗中配准的对比研究

目的应用In Room CT与电子射野影像系统(EPID)技术测量分析头颈部肿瘤图像引导放射治疗(IGRT)的摆位误差,并评价In Room CT在放疗中摆位修正的应用价值。方法选取施行IGRT的头颈部肿瘤患者20例,每周1次于放疗前行EPID摄片后,行In Room CT扫描,将EPID图像与DRR、In Room CT图像与计划CT图像配准得出摆位误差值。以In Room CT的误差值进行修正后放疗,放疗后再行EPID片的拍摄并与DRR配准。计算三组数据的均值、标准差,进行统计学处理。结果放疗前EPID组与In Room CT组在X,Y轴方向配准结果较为相近(P>0.05),Z轴方向(P<0.05);通过修正前后EPID配准比较,应用In Room CT修正,缩小了放疗摆位误差,Y、Z轴方向具有统计学意义(P<0.05)。结论 In Room CT与EPID图像都能很好地验证放疗靶区位置。In Room CT图像可以分析三维方向的影像误差,降低了EPID图像因影像重叠对摆位误差所产生在影响。

影像引导放射治疗系统MV级影像面板的测试校准

目的:对影像引导放射治疗系统MV级影像面板进行测试校准,以保证其在放射治疗位置验证中的准确性。方法:利用厂家提供的影像面板测量工具,根据MV级影像面板的验收测量方法,分别对机械臂和等中心位置精度、图像质量和剂量进行检测校准。结果:MV级影像面板的机械臂和等中心位置精度、图像质量和剂量均在正常范围内。结论:影像引导放射治疗系统MV级影像面板性能稳定、可靠,能够满足放射治疗位置验证的临床需要。

电子射野影像系统(EPID)在头颈部肿瘤放射治疗中的摆位误差分析及质量控制

目的:通过电子射野影像系统(Electron PortalImaging Device,EPID)测定和分析三维适形及调强放疗中的摆位误差,并依此计算CTV外扩PTV边界的大小,定期分析误差原因,不断提高科室的质量控制水平。方法:对2007年10月份开始连续四个月月份各12、11、17、16例头颈部肿实行适形或调强放疗的肿瘤患者进行摆位误差测定,体位固定采用头颈肩膜固定,每例患者每周一次于治疗前在加速器上拍摄正、侧位等中心验证片各一张,与治疗计划系统中的DRR(Digital Reconstructed Radiograph)片比较,计算出摆位误差。CTV到PTV外扩边界的大小由公式2.0Σ+0.7σ计算得出,其中Σ为系统误差,σ为随机误差,于每月底计算本月度的CTV到PTV外扩边界数值,分析误差原因,并提出具体质控措施。结果:由公式得出我科头颈部肿瘤外扩PTV的理论边界前1、2、3月份数值呈不断下降,自4月份开始,数值呈稳定状态。结论:通过对摆位误差的分析为我科外扩CTV边界提供了理论依据,确定了CTV到PTV外扩边界的大小,通过不断的改进,使边界外扩数值不断减少,减少患者照射区域,提高治疗水平。

精确放射治疗中的影像引导技术成像原理和应用

立体定向消融治疗是代表性的精确放疗技术,具有精准定位、精准照射、高效微创等特点,已在脑转移瘤、早期非小细胞肺癌治疗中取得与手术相当的效果。其中影像引导技术在精确放疗过程管理中发挥关键作用,分为单一成像系统和组合成像系统。前者有超声引导、电子射野成像引导、锥形束和扇形束CT引导、核磁引导以及电磁追踪等技术,后者有ExacTrac X射线六维立体定向引导系统等。本文将回顾当前应用的影像引导技术,分析成像原理以及如何改善治疗准确性和缩小肿瘤周围正常组织受照射体积,探索未来融合发展前景。

食管癌影像引导的放射治疗六维配准范围探讨

目的探讨食管癌在影像引导下进行放射治疗(IGRT)时的六维最佳配准范围。方法20例食管癌病人,其中男性18例,女性2例;年龄27～68岁,平均年龄45岁。病灶部位食管胸上段2例,食管胸中段18例。在IGRT的摆位误差纠正前,行锥形束计算机X线断层摄影术(CBCT)图像扫描,并选取不同的配准范围与计划CT图像进行图像配准。以手动配准为基准,比较使用骨配准方式对4种配准范围:椎体、椎体+棘突、椎体+肺尖、椎体+棘突+肺尖等的配准结果的差异。结果用4种配准范围进行配准与手动配准比较,在平移方向上的Z轴平移中椎体配准最差,其余相似。平均差异的幅度以椎体+棘突+肺尖配准为最小。在旋转方向的X轴旋转中,椎体+棘突+肺尖配准有优势,其余各种方法均相似。差异的幅度从小到大为椎体+棘突>椎体+棘突+肺尖>椎体>椎体+肺尖配准。结论食管癌骨配准时最佳的配准范围是椎体+棘突+肺尖。

影像引导放射治疗的应用及进展

影像引导放疗（IGRT）技术近年来在我国各级放射治疗中心迅速推广并得到广泛应用，该技术是继三维适形放疗（3D—CRT）后，放射治疗的又一次里程碑式的飞跃。该技术为提高放射治疗精度及治疗准确度，控制放射治疗质量提供了有效保证。本文对影像引导放疗技术进行简要综述。

锥形束CT图像引导系统在放射治疗中的应用

目的:研究锥形束CT(CBCT)图像引导系统在精确放射治疗中提高摆位的精度,减少摆位的不确定性的作用。方法:对头颈部肿瘤患者(30例)和胸部肿瘤患者(40例)用CBCT扫描,其中头颈部肿瘤患者扫描90次,胸部肿瘤患者扫描113次,统计患者前后、头脚及左右方向的摆位偏差。结果:对于头颈部肿瘤患者前后方向的最大偏差值为6 mm,3个方向中>3 mm偏差的均在10%以下;对于胸部肿瘤患者的头脚方向摆位误差最大,>5 mm的达21.51%。前后方向的误差≤5 mm,左右方向>5 mm的为4.53%。结论:采用CBCT图像引导系统对患者体位实时修正,极大的提升了放射治疗的精度和疗效。相对于电子射野影像验证系统(EPID),CBCT对患者的累积剂量的影响更小,图像分辨率更高,图像匹配更精确,但是和普通螺旋CT相比,其分辨率和扫描范围还需要更进一步的提高。

基于放射治疗图像引导系统对放疗设备进行质控检查

目的探讨自制验证工具与放射治疗图像引导系统配合使用,对直线加速器部分质控项目进行检测的可行性。方法根据不同检测项目放置验证板,保证束流中心轴垂直于验证板面,采用不同曝光技术及图像采集模式拍摄加速器质控验证片。结果图像中心十字与束流中心轴和基准图像中心的一致性均<2 mm。结论该方法在直线加速器质控项目检测中操作简单,结果准确,节省资金。

影像引导机器人系统在微创治疗的临床应用进展

影像引导的微创治疗技术在临床诊疗工作中发挥着越来越重要作用。随着科技进步,影像引导机器人技术逐步成熟,并可完成一定的临床微创治疗工作,弥补了手术过程中的诸多不足。本文主要对影像引导机器人系统的发展现状及其在微创治疗中应用进行综述。

电子射野影像系统用于患者调强放射治疗计划剂量验证分析

目的分析电子射野影像系统(EPID)用于调强放射治疗计划剂量验证的准确性。方法选择2014年南通市第一人民医院住院行放射治疗宫颈癌术后患者10例,年龄45~71岁,中位年龄56岁。采用7野均分(0°、52°、104°、156°、208°、260°、310°7个角度)进行计划设计及剂量分布计算,获取归零野和实际野验证时叶片位移偏移、射野通过率,并将EPID归零野验证结果与PTW电离室矩阵归零野验证的射野通过率结果进行比较。结果EPID归零野和实际野验证获得的叶片偏移1 mm以内百分比数值的绝对值差异不大,但在208°、260°及310°3个角度差异有统计学意义。射野验证通过率在0°、52°时差异无统计学意义,而104°、156°、208°、260°、310°时差异有统计学意义。EPID归零野验证时获得的射野通过率与PTW电离室矩阵的验证结果差异无统计学意义。结论 EPID可以应用于调强计划的验证。

颅内肿瘤患者影像引导放射治疗的护理

报道65例颅内肿瘤患者采用三光子直线加速器行影像引导放射治疗的护理经验。SCL-90评估显示患者入院时存在焦虑,介绍图像引导放射治疗的独特优势和临床应用的安全性,全面了解了患者的个性特征及心理状态以进行正确引导,患者焦虑情绪明显减轻。由于每次所需治疗时间较长,加上患者疲乏无力,指导在放疗前后30 min卧床休息,保持机体放松状态。该疗法放疗剂量相应增大,隔天评估患者照射野皮肤情况,做好放射性皮肤反应的护理。治疗后密切观察患者的临床表现,警惕颅内高压、脑疝先兆,本组6例患者因颅内压增高者,协助取平卧头高足低位,遵医嘱给予质量浓度为200 g/L的甘露醇快速静脉滴注。临床全程连续护理为影像引导放射治疗精准治疗颅内肿瘤的顺利进行提供保障,入组病例均如期完成了放射治疗。

放射治疗射野影像系统的应用

放射治疗射野影像系统EPID是治疗计划所实施的重要质量保证工具,其主要功能是射野验证和剂量验证。

放射治疗实时验证与影像处理系统

本文简要介绍了一种放射治疗实时验证与影像处理系统的设计。此系统通过多媒体视频卡动、静态采集放射治疗数字影像 ,实现图文资料的采集、编辑、显示、存储、匹配、打印及网络传输等一系列功能。该系统对患者治疗前及治疗过程中的位置进行验证 ,通过对照射野影像与模拟定位片或治疗计划系统产生的数字重建影像进行匹配 ,验证患者摆位照射野的几何精度。

两种千伏级立体平面图像引导放射治疗系统临床一致性研究

目的:对比研究千伏(kV)级iScout图像引导放射治疗定位系统和射波刀Xsight脊柱追踪系统基于骨骼二维-三维(2D-3D)图像配准算法的临床一致性。方法:选取医院收治的30例行第四代射波刀Xsight脊柱追踪系统治疗的患者临床数据资料,采用配置i Scout系统成像几何参数,生成数字重组透视图像作为配准参考图像,加载Xsight系统影像板投影图像,应用i Scout系统骨骼定位方法实现2D-3D图像配准,计算患者病灶位置偏移。参照Xsight系统定位配准数据,选取3个平移头脚(S/I)、左右(L/R)和前后(A/P),以及3个转角绕头脚(Roll)、绕左右(Pitch)和绕前后(Yaw)3个方向共6个自由度作为评价参数,记录并对比两个系统的配准结果。结果:获取30例患者数据资料生成的分别由A、B投影图像构成564组投影图像,分析记录Xsight系统和iScout系统配准结果的差值,S/I、L/R和A/P的3个平移结果的差值分别为(0.100.24)mm、(-0.060.32)mm和(0.110.21)mm;Roll、Pitch和Yaw的3个转角结果的差值分别为(-0.010.35)、(0.070.23)和(0.010.24)。散点分布图显示两个系统6个自由度定位配准结果差值集中分布在0.5之间。结论:iScout系统与Xsight系统均基于kV级X射线2D-3D图像配准立体定位引导技术,临床比对结果一致性好。

射波刀治疗肝细胞癌的影像引导定位追踪研究进展

射波刀具有放疗靶区重复性好、治疗精度高、创伤小等特点,对运动肿瘤可实现实时追踪和立体定向放射治疗。对于放射治疗过程中受呼吸运动影响较大的肝内肿瘤,射波刀可精确定位、设计计划和治疗。本文基于肝细胞癌,对射波刀的结构与迭代、影像追踪模式及其优缺点、常用金属标志物的追踪模式和模式优化方法,以及植入金属标志物后的定位问题进行综述。

ExacTrac X线图像引导系统在非小细胞肺癌立体定向体部放射治疗中的应用

目的探讨ExacTrac X线(ETX)图像引导系统在非小细胞肺癌(NSCLC)立体定向体部放射治疗(SBRT)中的应用价值。方法选择2020年5—10月于医院接受SBRT的NSCLC患者24例,治疗前均采用ETX图像引导系统获取六维治疗床校正前、后的误差,并利用锥形束CT(CBCT)获取验证误差,比较上述3组误差。结果六维治疗床校正前各方向上的误差相对较大,其中X_(t)范围为-4.61~6.78 mm,Y_(t)范围为-8.53~5.46 mm,Z_(t)范围为-6.23~5.12 mm,X_(r)范围为-2.26°~1.95°,Y_(r)范围为-2.42°~2.23°,Z_(r)范围为-2.41°~2.64°;校正后各方向平移误差均<1 mm,旋转误差均<0.5°,其中Y_(t)、Z_(t)、X_(r)和Z_(r)与校正前比较,差异有统计学意义(P<0.05);ETX图像引导系统与CBCT所获的平移误差的差值很小,且>92%的差值位于0~2 mm区间内。结论对于行SBRT的NSCLC患者,ETX图像引导系统和CBCT在摆位误差纠正能力方面的可靠性和精确度较一致,且ETX还具有耗时短、剂量低和可实时监控的优势。

ExacTrac X射线图像引导系统在颅内肿瘤无框架立体定向放射治疗中的价值研究

目的:探讨ExacTrac X射线(ETX)图像引导系统在颅内肿瘤的无创立体定向放射治疗(FSRT)中的临床应用价值。方法:选择在医院就诊的30例胶质瘤患者及肺癌脑转移患者,在FSRT治疗前,采用ETX图像引导系统获取六维治疗床校正前的预摆位误差、校正后的残余误差以及利用锥形束CT(CBCT)获取的验证误差,共计3组误差,采用配对t检验、差值占比分析等方法对X方向(左右)的平移误差(X_(t))、Y方向(头脚)的平移误差(Y_(t))、Z方向(前后)的平移误差(Z_(t))及围绕X、Y及Z方向的旋转角度X_(r)、Y_(r)和Z_(r)方向的误差进行数据分析。结果:ExacTrac X图像引导系统校正前各方向上的误差值相对较大,其中X_(t)范围为-4.63~5.11 mm,Y_(t)范围为-6.68~5.43 mm,Z_(t)范围为-5.03~4.88 mm,X_(r)范围为-2.14°~1.91°,Yr范围为-2.34°~2.25°,Zr范围为-2.36°~2.78°;校正后各方向上的误差值明显减小,校正后平移误差≤0.5 mm,旋转方向误差均<0.5°,其中X_(t)范围为-0.48~0.47 mm,Y_(t)范围为-0.48~0.49 mm,Z_(t)范围为-0.48~0.47 mm,X_(r)范围为-0.48°~0.47°,Y_(r)范围为-0.48°~0.48°,Z_(r)范围为-0.42°~0.48°。校正后的摆位误差明显小于校正前,其中X_(t)、Y_(t)、Z_(t)及X_(r)方向上的摆位误差比较差异有统计学意义(t=2.31,t=3.16,t=-2.45,t=-2.48;P<0.05)。ETX残余误差与CBCT所获的验证误差之间的差别很小,且差值占比绝大多数(>91%)在0~1 mm误差的区间上。结论:对于颅内肿瘤FSRT治疗,ETX图像引导系统可以显著减少平移误差和旋转误差,其误差精度与CBCT相差无几,满足高精度的治疗要求。