CN104524697A - 一种图像引导鼻咽癌强调放疗位置误差方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种图像引导鼻咽癌强调放疗位置误差方法，利用千伏锥形束CT(KVCBCT)引导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CTVPTV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。图像引导鼻咽癌调强放疗,可以减少摆位起的摆位误差,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-PTV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机械精度是图像引导放疗的关键；而计划剂量的验证是所有治疗的基础。
Description
技术领域
本发明属于医疗技术领域，涉及一种图像引导鼻咽癌强调放疗位置误差方法。
背景技术
近年来，适形调强放疗(IMRT)在临床上的应用逐渐增多，本文的目的是将它应用于鼻咽癌治疗时的一些热点问题进行综述，以期引起同行的关注。
鼻咽癌IMRT靶区的勾画：适形调强放疗是一种高精度的放疗，只有被照射对象的形状在三维方向上被精确确定之后，适形照射才有意义。在美国第43届肿瘤和放射治疗年会上，研究头颈部肿瘤的IMRT小组对鼻咽癌靶区的选择与勾画已经达成一致。在新的参考标准出台前，该意见具有重要的指导价值，现叙述如下：肿瘤靶体积的勾画肿瘤靶体积(GTV)包括鼻咽部原发肿瘤和转移性***。原发肿瘤的GTV依靠临床和放射学的评价来确定。***GTV的诊断标准为：直径>1cm(如果是二腹肌***，直径>1.2～1.5cm)的***；球形而不是椭圆形的小***；内部呈不均质性，提示中心有坏死的***；三个以上成簇的临界***。临床靶体积的勾画：临床靶体积(CTV)包括可能存在镜下或亚临床侵犯的周围组织。确定鼻咽癌CTV的范围时应考虑肿瘤的部位、大小、分期、分化程度以及形态学类型等因素。鼻咽癌CTV常规应包括颅底、翼板、鼻咽前间隙(内侧为咽，外侧为翼状肌和腮腺深叶)，较早的肿瘤也要包括翼状肌。颅底的蝶窦和海绵窦应包括在CTV内。CTV宽度至少为7～8cm，以包括卵圆孔、颈动脉孔、棘孔，因为这些部位都是肿瘤向海绵窦扩散的主要途径。CTV还要包括咽旁间隙、咽后间隙、斜坡、上颌窦的后1/3、后组筛窦和鼻腔的后1/3。下界应达到扁桃体中部水平。颅底受侵的病例，还要包括垂体、视神经和视交叉，并将上述结构的剂量限制在45～55Gy(每天分割剂量≤2Gy)。淋巴引流区CTV的选择与勾画：鼻咽癌的颈部淋巴引流区的CTV应包括双侧2～5级***，双侧2级***均应从颅底开始勾画。2级***如有转移，同侧1B级***也要包括在内。颈部***手术后的CTV勾画：如果鼻咽癌患者的颈部***被切除活检，IMRT的CTV要包括整个手术区。如果***在镜下有被膜外侵，则该区域应被认为是高危险区，要给予较高剂量。一旦CTV勾画完毕，GTV和CTV就统一外扩获得PTV。考虑摆位误差，PTV通常外扩3～5mm。MRI、PET在鼻咽癌IMRT靶区勾画中的作用。鼻咽癌靶区的确定对影像学的依赖性很大，就IMRT来说，这种依赖性更强，因为IMRT在靶区和正常组织之间有非常陡峭的剂量跌落，这种潜在的陷阱使其靶区的勾画显得至关重要，只有充分而准确的靶区勾画，才能有效地避免靶体积的漏照。CT、MRI和PET等影像学工具在鼻咽癌靶区勾画中都有着十分重要的地位，但近年来，随着医学影像学的进步，MRI和PET在鼻咽癌IMRT靶区勾画中的作用日渐突出。MRI具有比CT更高的组织分辨率，能把肿瘤从周围肌肉和血管中区分开来，从而可以勾画出肿瘤与受侵邻近组织或脑组织的交界线。例如:MRI在显示鼻咽癌对翼腭窝的侵犯，对骨髓腔的浸润，尤其是对中、后颅窝的侵犯时有明显优势。Chung等发现，与CT相比，MRI对大体肿瘤体积(GTV)可以提供更为详尽的信息，得到更好地进行靶区勾画。Emami等采用CT+MRI图像融合技术观察MRI对鼻咽癌的靶区勾画和IMRT计划的影响，结果发现：采用该技术可以显著地提高靶区的剂量覆盖，降低正常组织的受量。Nishioka、Heron等的研究也得出相同结论。
近年来，MRI在鼻咽癌放射治疗领域又有了新的进展，主要包括：MRI光谱学(MRI spectroscopy)的出现、模糊逻辑方法(fuzzy logicmethod)和分割算法(segmentation algorithm)的应用等，这些进展必将提高MRI在鼻咽癌IMRT靶区勾画中的重要性、可靠性和准确性。
除了MRI之外，PET(Positron emission computed tomography)由于能够从分子水平观察到肿瘤组织特有的生化代谢等生物学特征，从而在鼻咽癌靶区勾画中发挥作用。Paulino等比较了单用CT图像和单用PET图像勾画头颈部肿瘤GTV时的差别，结果显示：75％(30/40)的病人CT GTV大于PET GTV，以CT GTV为基础进行IMRT计划设计时，大约四分之一病人的PET GTV的剂量覆盖不能令人满意，充分显示了PET在靶区勾画上的重要性。Ciernik等用同机融合的方法研究了PET/CT图像在适形放疗靶区勾画上的应用，通过研究发现：用同机PET/CT融合图像勾画靶区，提高了靶区的准确性，降低了靶区漏照的危险性，把非靶区受到的照射剂量减到了最低。
已知CT、MRI和PET有各自的优缺点，例如：PET、MRI在显示各种结构的外部边缘时不如CT清楚；PET对转移性***、对残留/复发病变的诊断明显优于MRI和CT等。用CT+MRI+PET的融合图像来精确勾画IMRT的肿瘤靶区，将是今后努力的方向。Daisne等研究了CT、MRI和PET的图像融合问题，结果证明，在***固定适当的情况下，三者的精确融合是完全可以实现的，且运用融合图像，不同医生对同一靶体积认识的差异明显缩小，这有利于靶区勾画的标准化。
锥形束CT(CBCT)引导放射治疗的特点是在治疗前获取CBCT图像,并与治疗计划CT图像配准,获得实时误差值并通过移动治疗床进行纠正以减少摆位误差。报道显示使用CBCT能明显减少摆位误差,减少计划靶区(PTV)边界。值得注意的是在头颈部,使用不同的匹配区域会得到不同的误差值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图像引导鼻咽癌强调放疗位置误差方法，本发明的有益效果是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-PTV的边界,从而减少正常器官的剂量。
本发明所采用的技术方案是利用千伏锥形束CT(KVCBCT)引导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CTVPTV的边界。
进一步，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。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明利用千伏级锥形束CT影像对21例鼻咽癌全程同期推量调强放疗摆位误差在线追踪，并利用其偏差值进行离线位置偏差累计计划的计量分析来说明摆位误差导致剂量变化情况。
本发明的方法为利用千伏锥形束CT(KVCBCT)引导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CTVPTV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,三个方向融合差值分别为0.2±0.3mm、0.4±0.3mm、-0.2±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％-97.2％,对于整个计划Gamma值为95.0％-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-3.7％-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-PTV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机械精度是图像引导放疗的关键；而计划剂量的验证是所有治疗的基础。
实验结果：
1.摆放***误差和随机误差，对21例患者摆放后，治疗前行376次CBCT，得到的376次在三维上位移偏差分别以1、2、3mm和>3mm统计分析在左右、上下、前后方向偏差频数，结果表1。
表1
2.累积计划与标准计划剂量差异比较；对10、15次等中心偏差进行累积计划和相应次数的标准计划进行了临床剂量比较，表2显示了10、15次累计计划肿瘤区域剂量和CI值变化情况。
表2
当增加摆位误差次数时，靶区和CI值均会发生显著变化，表3显示了15次累积计划与15次标准计划为基础的百分偏差情况；
表3
在剂量体积直方图分析中，当引入更多的摆位误差后靶区向更差的方向发展，而保护器官却不能确定剂量一定是增加的，会存在剂量减少情况。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种图像引导鼻咽癌强调放疗位置误差方法，其特征在于：利用千伏锥形束CT(KVCBCT)引导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CTVPTV的边界。
2.按照权利要求1所述一种图像引导鼻咽癌强调放疗位置误差方法，其特征在于：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。
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