基于电子射野影像装置通量变化的影像组学特征进行眼突放射治疗摆位误差探测的初步研究

目的:研究基于电子射野影像装置(EPID)通量变化图像的影像组学特征探测眼突放射治疗摆位误差的可行性。方法:选取8例眼突患者,在人体头部仿真模体中生成验证计划。以无摆位误差状态下采集的EPID通量为基准,生成引入不同摆位误差的EPID通量变化图像。采用pyradiomics工具提取EPID通量变化图像的影像组学特征,验证不同影像组学特征是否可以区分临床显著的摆位误差。结果:在选取的107个特征中,有74个特征与引入摆位误差3个方向上的矢量距离有显著相关性(P<0.05)。在区分临床显著摆位误差的能力方面,传统γ分析的曲线下面积(AUC)值为0.79,而影像组学提取出相关度最高特征单变量的AUC值可以达到0.84,基于岭回归的多个特征的AUC值可以达到0.90。结论:在基于EPID通量变化的摆位误差评估中,基于传统γ分析的方法有一定的局限性,而基于影像组学特征的方法具有比传统γ分析更大的潜力。

基于电子射野影像装置的肺部肿瘤立体定向体部放射治疗在体三维剂量验证模体研究及临床应用

目的:探讨基于电子射野影像装置的肺部肿瘤立体定向体部放射治疗在体三维剂量验证模体研究及临床应用。方法:通过电子射野影像装置在体三维剂量验证系统,在静态和动态模体上测试不同立体定向体部放射治疗照射技术计划(静态调强、滑窗调强、旋转调强及适形、动态适形旋转治疗),比较在体三维剂量分布5种剂量/距离一致性标准(5%/2 mm、3%/3 mm、3%/2 mm、3%/1 mm、2%/2 mm)的γ通过率,检测计划照射精度,并对临床肺立体定向体部放射治疗病例进行在体三维剂量验证靶区和危及器官剂量体积分析。结果:模体研究结果显示,在静态模体中静态调强、滑窗调强、旋转调强照射方式γ通过率差异无统计学意义(P均>0.05),在动态模体中静态调强计划γ通过率偏低,其他照射方式计划之间相近。临床应用结果显示,临床病例在体三维剂量验证3%/3 mm标准明显低于治疗前剂量验证结果,剂量体积直方图分析中体积变化大的危及器官存在较大剂量偏差。结论:基于电子射野影像装置的肺部肿瘤立体定向体部放射治疗在体三维剂量验证,能为肺部肿瘤立体定向体部放射治疗治疗期间剂量投照的准确性提供有效安全性检查,可应用于临床,为自适应治疗提供基础。

电子射野影像装置用于监控放射治疗中初次摆位误差的研究

目的利用电子射野影像装置（EPID）对不同部位肿瘤放射治疗中的初次摆位误差进行量化分析,了解不同部位的摆位误差,了解不同医生对摆位误差的接受程度有无差异。方法 2006年1月～2007年12月接受放射治疗的患者中按头颈、胸部、腹盆腔不同部位,按不同医生治疗组随机选取58例,其中男性30例,女性28例;年龄23～86岁,平均年龄56.9岁。按部位分别为头及头颈部20例,胸部19例,腹盆部19例。采用双曝光法拍摄照射野验证片。参考图像为CT定位后的数字重建图像（DRR）或X射线模拟机定位图像,图像比较采用骨性结构为标志,勾画出参考图像上的骨性结构,与EPID进行最大程度重合后得出在水平、垂直方向上的摆位误差数据并进行分析。结果摆位误差水平方向为（1.02±1.15）mm（0~5mm）,垂直方向为（1.11±1.20）mm（0～6mm）。90%以上摆位误差小于3mm。头部或头颈部固定摆位误差最小,水平方向和垂直方向分别为（0.64±0.65）mm和（0.91±0.98）mm。不同医生组之间摆位误差无明显统计学意义。在不同部位治疗中,在垂直方向摆位误差上,头及头颈部固定明显小于胸部和腹盆部固定,差异有统计学意义（P=0.02）。结论绝大多数摆位误差在容许范围。实施治疗前,先行X射线模拟机摆位不失为一种缩小摆位误差的有效办法。

基于非晶硅电子射野影像装置的剂量响应研究

目的:临床条件下研究探讨非晶硅电子射野影像装置(a-Si EPID)的剂量响应特性。方法 :本实验在Elekta Precise直线加速器上X射线能量分别为6 MV和10 MV,采用PTW电离室、等效固体水和不同厚度铜板条件下实施测量。首先,通过EPID信号和模体中电离室的测量比较,确定出EPID剂量响应的建成厚度。其次,临床条件下利用模体的不同厚度测量分析有关剂量、每脉冲剂量和脉冲重复频率(PRF)函数的EPID信号响应情况。结果:在不增加建成材料、10 cm～60cm空气间隙条件下EPID显示了最大11.6%的过响应信号变化。临床上额外将3 mm铜建成区置于EPID上方,空气间隙大于40 cm条件下EPID响应变化将会降至1%以内。在测量范围内随MU数、PRF和每脉冲剂量变化的EPID信号响应是非线性的,最大信号变化接近于3%。因假峰和图像滞后效应等影响,短时间照射EPID会明显地产生出低剂量响应。结论:采用合适的建成层和实施对每脉冲剂量、PRF等校正,非晶硅EPID剂量响应变化可控制在1%以内,从而建立起较为理想的剂量响应曲线。

电子射野影像装置在直肠癌术后调强放疗中的应用研究

目的 :采用电子射野影像装置(electronic portal imaging device,EPID)测量、分析直肠癌术后调强放疗的摆位误差,为临床上实现直肠癌术后精准放疗提供理论依据。方法:选择30例直肠癌术后患者,利用EPID为每例患者首次放射治疗前、疗程内每周拍摄等中心处正、侧位电子射野图像各1张,并与治疗计划系统中的数字重建图像进行比较,测出X(左右)、Y(头脚)和Z(前后)3个方向的摆位误差,计算出直肠癌术后调强放疗临床靶区至计划靶区的外扩边界。利用EPID对患者的摆位进行校正,及时发现问题并纠正。采用SPSS 19.0统计软件进行统计分析。结果:纠正前后,在X、Y和Z 3个方向线性位移的平均值±标准差为(-1.392 4±3.670 9)mm vs(-0.816 5±2.670 5)mm、(0.969 7±4.076 1)mm vs(0.418 2±2.911 4)mm、(0.704 4±1.805 6)mm vs(0.471 7±1.641 3)mm;纠正前后,调强放疗的临床靶区到计划靶区的外扩边界在X、Y和Z 3个方向分别为7 mm vs 5 mm、6 mm vs 4 mm和4 mm vs 3 mm。结论:在直肠癌患者术后调强放疗中,采用EPID可确保患者治疗的正确性、精准性,使靶区得到最大剂量,同时靶区周围的正常组织和危及器官也可以得到充分保护,为外扩临床靶区边界提供了理论依据。

非晶硅电子射野影像装置的性能研究

使用DVS(Dosimetric verifying system)软件实现对非晶硅平板探测器的影像采集,通过分析不同辐照条件下得到的射野影像的像素值,研究非晶硅电子射野影像装置(Amorphous silicon electronic portal Imagingdevice,a-Si EPID)的辐射稳定性、剂量响应线性、照射野大小的散射影响以及不同帧时间、不同电容大小等参数设置对EPID读出信号值的影响。结果显示EPID在短期内显示出极好的稳定性,伪影增加了EPID的响应信号,减少两次照射的间隔时间或者增加两次照射剂量比例可使伪影变得更加明显。a-Si EPID具有良好的剂量线性关系,随着射野的增加散射因子也随着增加。因此只要经过适当的散射修正和剂量刻度,EPID可以作为剂量仪用来显示二维剂量分布。

利用电子射野影像装置测量放疗摆位误差的初步研究

目的 利用电子射野影像装置（EPID）对不同部位肿瘤放疗中的摆位误差进行量化分析,了解不同部位的摆位误差,不同医生对摆位误差的接受程度有无差异.方法 2006年1月-2007年12月接受放射治疗的患者中按头颈、胸部、腹盆腔不同部位,及不同医生治疗组随机抽出58例,按部位分别为头及头颈部20例,胸部19例,腹盆部19例.所有病例采用Philips公司AcQ-Sim大孔径CT和/或Nucletron公司Simulix-HQ X线模拟机模拟定位,治疗计划为ADCC公司Pinnacle3 7.4,用Elekta公司的Precise加速器实施放疗,利用Elekta的iViewGT采集图像,采用双曝光法拍摄照射野验证片.参考图像为CT定位后的DRR或X线模拟机定位图像,图像比较采用骨性结构为标志,勾画出参考图像上的骨性结构,与EPID进行最大程度重合后得出在水平、垂直方向上的摆位误差数据并进行分析.结果 得到102组数据,其中EPID为拍摄角度为0° 38组,90° 21组,其他角度43组.摆位误差水平方向为1.02mm±1.15mm（0mm-5mm）,垂直方向为1.11mm±1.20mm（0mm-6mm）.90%以上摆位误差小于3mm.头部或头颈部固定摆位误差最小,水平方向和垂直方向分别为0.64mm±0.65mm和0.91mm±0.98mm.不同医生组之间摆位误差有所不同.结论 绝大多数摆位误差在容许范围.需提高EPID在胸、腹盆部的解剖识别率,以减少其对摆位误差的影响.实施治疗前,先行X线模拟机摆位不失为一种缩小摆位误差的有效办法.

新类型电子射野影像装置系统-IVS影像质量测试与分析

目的:运用iQC模体对IVS(LinaTech)、iViewGT(Elekta)和aS1000(Varian)三种型号的新类型电子射野影像装置(EPID)系统影像质量进行定量分析。方法:采用EPID影像质量的图像畸变、空间分辨率和低对比度3个质量控制指标,对医院加速器进行月检。运用iQC(LinaTech)检测模体对医院Synergy(Elekta)、Unique(Varian)和600CD(Varian)加载IVS等3台加速器的EPID系统进行影像质量测试,收集15次的测试数据进行统计分析,定量分析不同类型EPID成像质量的差异。结果:三种类型的EPID图像质量均能满足临床需求,获取的EPID图像在图像畸变和低对比度两项检测指标上无统计学差异;IVS在空间分辨率上明显优于iViewGT和aS1000,差异有统计学意义。结论:IVS作为新类型EPID系统可以满足临床影像质量要求,与iViewGT和aS1000相比较,在空间分辨率上具有明显优势。

应用电子射野影像装置对直肠癌患者放疗摆位误差分析

直肠癌单纯手术治疗5年生存率仅50％左右，失败的主要原因是局部复发。术前或术后的放射治疗对提高局部控制率、降低复发率有重要意义。三维适形放射治疗（3D—CRT）利用CT图像重建的肿瘤三维立体结构，在不同方向设置一系列不同的照射野，并采用与病灶形状一致的适形挡铅，使得高剂量区的分布形状在三维方向（前后、左右、上下方向）上与靶区形状一致，同时也降低了病灶周围正常组织的受照射剂量。

电子射野影像装置的位置标定研究

目的研究电子射野影像装置(EPID)安装时2种不同的高度标定方法和2种不同的中心标定方法,找出方便、快捷且准确的EPID位置标定方法。方法对于1台装有EPID的加速器,分别采用金属球法和3D Frame法进行EPID的高度标定,分别采用金属球法和Collimator QA法进行EPID的中心标定。结果根据不同方法采集的图像,计算对应的高度标定值以及中心标定值。结论 3D Frame法与Collimator QA法更加稳定可靠,适合作为临床上EPID的安装标定与质检方法。

基于非晶硅电子射野影像装置的精确剂量刻度方法

目的:研究适用于临床剂量验证的非晶硅电子射野影像装置(a Si-EPID)剂量刻度方法。方法:基于Elekta Axesse加速器i View GT系统,X射线能量为6 MV时,通过一系列实验研究伪影效应、射野大小、模体厚度和离轴位置对EPID剂量刻度的影响,并在EPID-剂量刻度模型中对这些影响因素加以修正。采用仿真模体,对不同形状射野:规则野、适形野和调强野,通过与PTW二维电离室实测剂量比较,验证剂量刻度方法的准确性。结果:伪影效应、射野大小、模体厚度和离轴位置对EPID剂量刻度精度影响明显。其中,由于伪影效应2 MU相比100 MU时EPID单位MU响应值低2.73%;射野大小为2 cm×2 cm时,引起的剂量转换因子差异接近10%(与10 cm×10 cm野比较);模体厚度和离轴位置对E-PID剂量刻度的影响分别达到6.79%、2.94%。在EPID剂量刻度精度验证中,对于规则野和适形野,射野内EPID与电离室剂量偏差较为平滑,均在1%以内,调强射野内平均剂量偏差小于2%,剂量刻度速度均在毫秒内。结论:本文发展了一种快速、精确的EPID剂量刻度方法,将EPID灰度影像刻度为3 cm等效水深度二维绝对剂量分布,该方法可以应用于临床放疗剂量验证研究。

CT治疗计划系统与电子射野影像装置在头颈部肿瘤首次放疗摆位中的联合应用

目的通过CT治疗计划系统(CT-TPS)与电子射野影像装置(EPID)在头颈部肿瘤首次放疗摆位中的误差对比分析,讨论两种方法在位置验证中的精确性,进一步做好基层放疗单位的质量保证和质量控制。方法选取2015年5月‐2016年12月接受放射治疗的头颈部肿瘤患者37例,首次治疗摆位同时采用CT-TPS与EPID进行位置验证,比较两种方法在左右方向X、头脚方向Y及前后方向Z的误差。结果 CT-TPS与EPID两种方法在患者X、Y及Z 3个方向上的线性误差虽稍有差别,但差异无统计学意义(均P>0.05)。结论 CT-TPS与EPID两种位置验证方法均能准确提供误差数值,满足临床要求。对于基层放疗单位,两种方法可以联合使用,也可单独使用,CT-TPS位置验证在EPID出现故障时可以替代EPID。

瓦里安直线加速器电子射野影像装置的常见故障维修

随着放射治疗技术的不断发展,以及计算机技术和影像学技术的进步,电子射野影像装置(electron portal imaging device,EPID)在放射治疗中的应用得到了充分的发展,目前大部分直线加速器均带有EPID。EPID早期主要应用于患者放射治疗过程中靶区位置和射野形状的验证[1],后逐步应用于直线加速器的质量控制和质量保证,如摆位误差验证分析,日常质量控制、剂量验证等指标的采集分析,以保障放射治疗实施的准确性。总之,EPID与放射治疗技术发展的关系日渐紧密[2-8]。

EPID在加速器光射野一致性检测中的应用

目的比较慢感光胶片和电子射野影像装置(Electronic Portal Imaging Device,EPID)在检测加速器光射野一致性中的差异,以探索出一种准确、高效、经济的加速器光射野一致性检测方法。方法在每周的加速器质控过程中,分别使用慢感光胶片和EPID来检测Synergy医用电子直线加速器的6 MV X射线在射野为10 cm×10 cm时的光射野一致性;连续检测20周后,统计分析2种工具在检测加速器光射野一致性中的差异。结果Synergy加速器的6MV X射线在射野为10 cm×10cm时,采用慢感光胶片和EPID在X1、X2、Y1和Y2共4个方向上检测光射野一致性的结果均符合NCC/T-RT001-2019《医用电子直线加速器质量控制指南》所规定的性能要求。其中,在X1方向上,慢感光胶片和EPID2种工具检测的光射野一致性差异分别为(0.29±0.40)、(0.16±0.41)mm;在X2方向上,慢感光胶片和EPID2种工具检测的光射野一致性差异分别为(-0.04±0.30)、(-0.14±0.38)mm;在Y1方向上,慢感光胶片和EPID2种工具检测的光射野一致性差异分别为(0.13±0.32)、(0.26±0.35)mm;在Y2方向上,慢感光胶片和EPID2种工具检测的光射野一致性差异分别为(-0.20±0.33)、(-0.18±0.34)mm。在X1、X2、Y1和Y2共4个方向上,慢感光胶片和EPID之间检测的光射野一致性差异均无统计学差异(P>0.05)。结论与慢感光胶片相比,EPID在加速器的光射野一致性检测中具有较好的一致性,且具有准确、高效、经济的特点,可用于加速器光射野一致性的检测。

放疗射野影像验证中EPID不同摄影剂量的影像效果评价

目的评价电子射野影像装置(EPID)不同摄影剂量在放疗射野影像验证中的影像效果。方法将98颗直径为6mm的塑料小球作为信号源置于仿人体头颅模型上,以6MV的能量分别在2、3、4、5、6、10、50、100、200MU的剂量下由EPID系统获取影像,由3位放射学医师用5等级差别法独立观察图像,用Rockit软件对观察结果进行ROC曲线分析。结果2、3、4、5、6、10、50、100、200MU之Az值结果分别为0.5810、0.7673、0.8261、0.8978、0.9384、0.9431、0.9106、0.9353、0.9248,以摄影剂量为6MU的Az值为参照,将另外几组摄影剂量的Az值与之行两两比较,结果表明6MU与2、3、4MU之Az值差异均有极显著性意义(均P<0.01),与5、10、50、100、200MU之Az值差异均无显著性意义(均P>0.05)。结论EPID用于放疗射野影像验证的摄影剂量以5～10MU为宜。

EPID、CR及屏(铜)-片成像在放射治疗射野影像验证中的比较研究(ROC曲线分析)

目的评价电子射野影像装置(EPID)、计算机X线摄影(CR)及屏(铜)-片成像在放射治疗射野影像验证中的效果。材料与方法将98颗直径为6mm的塑料小球作为信号源分别置于丙烯树脂板和仿人体头颅模型上,分别用EPID、CR成像和屏(铜)-片成像方式获取图像。由3名放射科医师用5等级判别法各自独立阅片,用Rockit软件对观察结果进行ROC分析。结果当信号置于丙烯树脂板上时,EPID、CR及屏(铜)-片成像的曲线下面积(Az)值分别为0.9923、0.9901及0.9862,两两比较t检验,其P值分别为0.5841、0.3743及0.4236均>0.05,差异均无统计学意义。当信号置于人体头颅模型上时,EPID、CR及屏(铜)-片成像的Az值分别为0.8237、0.8089及0.7075,两两比较t检验,EPID与CR成像,P=0.4358>0.05,差异无统计学意义;EPID与屏(铜)-片成像,P=0.0007<0.01,差异有统计学意义;CR与屏(铜)-片成像,P=0.0002<0.01,差异有统计学意义。结论在具备EPID或CR摄影装置的前提下,尽量不使用屏(铜)-片摄影方式。

前列腺癌影像引导放疗中电子射野影像装置和经会阴超声实时位置验证方法比较

[目的]比较电子射野影像装置(electronic portal imaging device,EPID)和Clarity经会阴超声(trans-perineal ultrasound,TPUS)在基于黄金基准标志物的前列腺癌影像引导放疗(IGRT)中靶区实时位置验证效能。[方法]筛选符合标准的前列腺癌患者10例,接受治疗前锥形束CT验证以确保前列腺癌IGRT分次治疗间靶区位置准确性;之后接受治疗中实时EPID和TPUS成像,分别采用Bland-Altman法和独立样本t检验评价两种成像方法对前列腺癌IGRT分次治疗内靶区位置验证一致性和差异。[结果] TPUS和EPID位置验证数值在左右、头脚、腹背3个方向上具有中度以上相关性(r=0.879、0.645、0.531)。3个方向上TPUS位置验证数值显著性小于EPID[(0.32±0.20)mm vs (0.51±0.33) mm,(0.41±0.31) mm vs (0.63±0.48) mm,(0.46±0.38) mm vs (0.72±0.45) mm,P均<0.05]。TPUS和EPID记录的总位移时间呈弱相关(r=0.482),且一致性较差。TPUS记录的总位移时间显著性少于EPID[(2.27±0.95) min vs (4.38±1.39) min,P<0.05]。[结论]相比较EPID,TPUS综合优势更明显,更适合用于治疗中前列腺癌靶区实时位置验证。

胸部肿瘤三维适形调强放疗摆位误差相关因素分析

分析胸部肿瘤患者行三维适形调强放疗(IMRT)时产生摆位误差的相关因素,以准确计算出临床靶区(CTV)外放边界(摆位扩边(SM)值),从而实现安全放疗.以莆田学院附属医院接受IMRT治疗的83例胸部恶性肿瘤患者为研究对象,应用体位固定技术及电子射野影像装置(EPID)测量比较胸部恶性肿瘤IMRT的摆位误差,采用多元线性回归分析方法对摆位误差相关因素进行分析,进而分类计算出其SM值.结果显示,83例受试者在X轴、Y轴、Z轴上的SM值分别为0.31、0.28、0.28 cm;靶区定位、性别及肺容量分别为Y轴个体随机误差、Z轴个体系统误差、Z轴个体随机误差的独立影响因素.这表明肿瘤患者行IMRT治疗时靶区定位、性别及肺容量在不同方向上影响其摆位误差.

电子射野影像装置对盆腔肿瘤放疗摆位误差的测定

目的利用Elekta iView GT量化测定盆腔肿瘤放疗摆位中的系统误差及随机误差，为放疗计划Prv的设定提供初步的参考依据。方法对12例接受盆腔放疗的病例进行摆位误差量化测定，共获取244组图像数据。所有入组病例均为CT模拟定位及适形放疗。将每日前后野和两侧野的电子射野影像装置（EPID），采用盆腔骨性标志与数字重建图像（DRR）比较，记录在左右、头脚、前后方向上的移动，从得到的数据计算系统和随机误差。结果每日摆位误差的最大值在左右、头脚、前后方向上分别为9．9、14．0、21．1mm，摆位的系统误差分别为0．5、0．2、2．3mm。12例病例数据显示，在左右、头脚、前后方向上移动幅度5—10mm和＞10mm的发生频率分别为8％、9％、21％和0％、1％、3％。结论应用EPID测定盆腔肿瘤放疗的摆位误差，为放疗计划Prv的设定提供初步的参考依据。在Prv设定时，考虑由摆位误差而引起的边界（SM）至少需5mm，但前后方向以扩大到10mm为好，以达到97％的靶区包绕率，且需注意个体差异。

应用电子射野影像装置实时纠正鼻咽癌调强放疗摆位误差研究

目的通过将牙合垫内置标记点法（牙合垫法）和电子射野影像装置（EPID）结合，实时纠正鼻咽癌凋强放疗的摆位误差，以期减少摆位的系统误差和随机误差。方法选取鼻咽癌调强放疗患者30例，放疗过程中佩戴口腔牙合垫并以其中金属标志物作为标记点进行摆位误差测量。照前用EPID拍摄影像并与数字重建射线影像配准，分别测定x轴（左右方向）、y轴（头脚方向）和z轴（前后方向）的摆位误差，如摆位误差超过2mm，即予以实时纠正并测定纠正后的摆位误差，对比纠正前后的摆位误差情况并估算其相应的摆位外扩边界（MPTV）。结果30例患者纠正前所有EPID影像中，各个方向的摆位误差测定值大约88．3％≤3mm、99．1％≤5mm。其中16例分别出现某个方向或同时出现2个方向的摆位误差〉2mm，均已进行实时纠正。纠正后的总体系统误差和随机误差均明显低于纠正前水平，各个方向的M。。值纠正前为3mm左右，纠正后约为纠正前的1／2。结论牙合垫法与EPID结合实时纠正鼻咽癌调强放疗摆位误差可有效降低摆位系统误差和随机误差，从而降低摆位外扩边界值，进而提高摆位精度。