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螺旋断层放射治疗乳腺癌摆位误差分析

1材料和方法

1.1临床资料

本研究纳入2011年8月至2014年11月在解放军空军总医院肿瘤放疗科行HT的14例乳腺癌患者,均为女性,年龄范围为33~80岁,中位年龄49岁。病理证实浸润性导管癌12例,导管原位癌1例,浸润性小叶癌1例。其中改良根治术后10例,单纯切除2例,放、化疗结合2例。

1.2CT定位和计划设计

患者取仰卧位,体位固定采用全碳素纤维乳腺托架,患侧手臂上举握杆,将腋窝部分充分展开,防止皱褶处由于射线的照射出现破损,健侧手臂置于体侧,头偏向健侧方向,将颈部充分展开,在体表作好定位标记和乳腺范围标记。使用16排70cm孔径螺旋定位CT扫描机(SOMATOMEmotion,Siemens公司,德国),扫描范围自颈部扫到腰椎水平,包括全肺。扫描层厚4mm,层间距4mm,扫描电压130kV,电流25mA。扫描后将CT横断面图像传输至Focal医师工作站,由放疗医师进行靶区勾画,勾画范围为胸壁和锁骨头下缘水平。物理师进行相应的辅助器官勾画后,传输至HT治疗计划系统,计划设计的优化结果得到临床医师许可后,行剂量验证,通过率>95%,即可实施治疗。

1.3影像引导扫描和误差数据获取

治疗前由两名技师按照皮肤标记用红色激光灯摆位治疗,每次治疗前均行1次兆伏级CT(MVCT)扫描,扫描层厚为4mm,层间距4mm。将扫描后获取的MVCT和定位设计时的千伏级CT(kVCT)融合配准,自动配准使用系统最精细影像分辨率(512×512),骨和软组织技术相结合的配准方式。首次治疗自动配准完成后由主治医师对配准结果进行确认,观察横断面、矢状面和冠状面三个方向是否与kVCT图像一致。如不一致,手动调整MVCT图像位置,直至两套CT图像的靶区位置能够完全重合,由技师记录下左右(X方向)、头脚(Y方向)、腹背(Z方向)和横断面旋转(Roll)的摆位误差值,治疗床自动进行误差值的纠正后,可以实施放射治疗(图1)。

1.4统计学分析

所有患者的摆位误差数据均用Excel软件分析,系统误差由所有分次误差的平均值得出,随机误差由所有分次误差的标准差得出[5],计算出每例患者所有分次摆位误差的平均值和标准差。根据vanHerk[6]推荐公式PTV外扩间距值(margin,M)=2.5∑+0.7δ-3计算,其中,∑为每例患者系统误差的标准差值,δ为每例患者随机误差的标准差值。

2结果

2.1摆位误差结果

14例乳腺癌患者共行314次MVCT扫描,其中X、Y、Z方向的平移误差值分别为(4.26±3.70)mm、(3.10±2.80)mm、(2.02±1.50)mm,范围分别为0~9.90mm,0~9.70mm,0~14.20mm。表1显示,X、Y、Z三个方向平移误差小于3mm所占比例分别为82.80%(260/314)、61.15%(192/314)和89.49%(281/314);小于5mm所占比例分别为89.81%(282/314)、82.17%(258/314)和97.13%(305/314)。

2.2PTV外扩间距值

根据外扩间距值的公式M=2.5∑+0.7δ-3(要求90%的患者CTV最小累及剂量至少达到95%的处方剂量)得出在三维X、Y、Z方向PTV外扩间距值分别为4.56、3.44、2.79mm(表3)。因此,临床治疗中外扩间距在X、Y、Z三个方向的推荐值分别为5、3、3mm。

3讨论

国际辐射单位和剂量委员会(InternationalCommissiononRadiationUnitsandMeasurement)对计划靶区PTV的补充定义是一个集合概念,是由可能的所有几何变化所确定的:为了保证CTV获得规定的剂量,考虑到CTV、照射过程中器官的生理移动和日常摆位的不确定性引起的照射过程中靶位置和靶体积的变化等因素而扩大照射组织范围[7]。HT作为一种全新的、先进的放疗设备,采用螺旋断层调强配合二元式气动多叶准直器实现靶区雕刻剂量分布,靶区周边正常组织高剂量梯度迅速跌落并且保持靶区剂量的均匀性和适形性[8]。在治疗计划设计时,物理师需根据具体病种、放疗技术进行个体化的PTV外扩间距值方案,保证治疗计划的精确实施[9-10]。Cheng等[11]对行MVCT影像引导HT的乳腺癌患者的摆位误差进行分析,X、Y、Z三个方向的PTV外扩边距值分别为4.99、4.86、6.41mm;Yang等[12]对采取切线野中野治疗的乳腺癌患者误差结果分析,X方向的外扩边距值为2.6mm,Y方向的外扩边距值4.6mm,Z方向的外扩边距值为3.1mm,如果每次治疗前行影像引导扫描,PTV在三维方向(X、Y、Z)分别外扩3、5、4mm是比较合适的。该结论证实了本文结果。徐金济等[13]利用电子射野影像系统对30例左侧乳腺癌术后患者的摆位误差结果分析,患者的Z方向误差值最大,平均值为(2.44±2.17)mm;其次为Y方向,平均值为(2.01±1.32)mm;X方向误差值最小,平均值为(1.27±0.88)mm。本研究X方向的误差值最大,平均值为(4.26±3.70)mm;Y方向误差值为(3.10±2.80)mm;Z方向的误差值最小,平均值为(2.02±1.50)mm。笔者分析患者初次治疗时Z方向误差值均较大,考虑到HT摆位等中心为机架等中心外700mm处的虚拟等中心,治疗床板进入到实际的治疗等中心时会有一定的下沉深度,所以初次摆位床下沉的校正值系统会自动记忆,在以后分次治疗时会应用床下沉的校正值从而减少Z方向的摆位误差。增加图像引导的频率在一定程度上能提高每日摆位精度,在目前没有更精确的图像引导策略之前,每次治疗前行图像引导扫描是非常有必要的[14-15]。每日MVCT扫描时间通常需要1~3min,成像剂量约为1~2cGy,远低于锥形束CT的成像剂量标准(头颈部:9cGy,胸腹部:3.8cGy)[16]。HT仅能通过机架旋转对横断面方向的旋转误差值进行校正,对于冠状面和矢状面方向的旋转误差不能有效校正,故该文中未将其纳入研究。国外相关研究证明,旋转误差值小于1°不会影响95%的CTV体积接受的处方剂量,临床治疗中小角度的旋转是可以忽略的[17]。该研究中所有患者的横断面旋转误差值小于1°的次数占比为71.34%,有91.08%的摆位横断面旋转误差值小于2°[17]。

综上所述,HT自带MVCT图像引导系统应用下,乳腺癌放疗的摆位误差在可接受范围内,临床治疗中PTV的边距值在X、Y、Z三维方向分别外扩5、3、3mm是安全有效的。

作者:朱夫海 胡小龙 刘鹤飞 吴伟章 王颖杰 夏廷毅 单位:解放军空军总医院肿瘤放疗科


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