应用锥形束CT图像进行心脏剂量学评估的可行性研究

发布时间：2017-05-06 13:03

  本文关键词：应用锥形束CT图像进行心脏剂量学评估的可行性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目的： 应用直线加速器机载千伏级锥形束CT（cone beam computer tomography，CBCT）在线采集胸部肿瘤患者靶区和全部心脏的解剖图像，并与患者计划CT图像进行对比，放疗过程中进行摆位误差的纠正后，通过分析在线采集的CBCT图像与初始计划图像之间的差异，探讨应用锥形束CT进行心脏勾画的可行性并进行剂量学的研究。 方法： 1、40例胸部肿瘤患者入组。患者定位前3DCT扫描，并将CT图像传输至瓦里安Eclipse8.6.15系统设计放疗计划。患者采用仰卧位，真空负压袋固定，扫面范围从（自）环状软骨至肋隔角下缘获取平扫及强化扫描图像。在强化CT图像上进行靶区勾画，然后在强化CT图像进行计划设计和剂量计算。计划设计完成经临床医师确认并验证后，将计划CT图像及患者治疗中心信息传输至瓦里安Trilogy直线加速器治疗机进行治疗。 2、患者每分次放疗前后均行在线CBCT扫描1次，并进行摆位误差的校正后实施放疗。每例患者放疗过程中共进行20~25分次的CBCT图像采集。每次患者放疗前在Trilogy加速器下行CBCT扫描，扫描范围包括了整个心脏上下界。扫描过程中患者自由呼吸，扫描重建厚度为3mm，扫描参数为100~120kV，旋转扫描角度179°~181°，扫描时间75s左右。高资历影像医师、放疗医师和物理师各一名，共同在CBCT图像上，与CT相近的窗宽和窗位下按照统一标准进行心脏PRV勾画。 3、心脏体积及剂量学参数统计：（1）、基于首次CBCT勾画心脏的体积与基于定位CT勾画心脏的体积。（2）、使用matlab2012a对同一患者不同扫描时机CBCT图像上相同解剖层面心脏进行轮廓比较；在CBCT与计划CT图像配准进行摆位误差纠正后图像上测量6个方向外扩数值。（3）、患者剂量体积直方图（DVH）中各个剂量学参数。在心脏剂量学参数中统计：1）心脏相对剂量-体积（Vx Gy-R）指标：V5Gy-R、V10Gy-R、V15Gy-R、V20Gy-R、V25Gy-R、V30Gy-R、V35Gy-R；2）心脏绝对剂量-体积（Vx Gy-R）指标：V5Gy-A、V10Gy-A、V15Gy-A、V20Gy-A、V25Gy-A、V30Gy-A、V35Gy-A；3）心脏固定体积内的剂量指标：D50cm3、D100cm3、D150cm3、D200cm3、D250cm3及Dmean（平均受量）、Dmax（1cm3体积的受照剂量）。 结果： 1、CBCT体积上的重复性：每位患者不同扫描时机CBCT图像获得心脏体积基本相似（F=1.00，p=0.440），，且大于计划CT获得的心脏体积（表1），二者平均值分别为（717±103）、（588±90）cm3（t=13.80，p=0.000）。 2、不同扫描时机CBCT图像相同解剖层面心脏轮廓重复性研究：不同次数CBCT图像勾画的心脏范围在相同解剖层面与首次CBCT图像的重复性可达0.985±0.020，且每层CBCT中每套的差异均无统计学意义（F=1.37，p=0.07）。基于计划CT获得心脏外放距离：左侧方向最大，平均达（10.5±2.8）mm、右侧为（5.9±2.8）mm，前、后方向分别为（6.7±1.1）、（4.5±2.5）mm，上、下方向分别为（2.2±1.6）、（3.3±2.2）mm。 3、除V5Gy-R外，基于KV-CBCT获得的心脏相对剂量-体积指标均大于基于定位CT的，差异有统计学意义（t=2.3~3.9，p0.05）。基于KV-CBCT获得的心脏绝对剂量-体积指标均大于基于定位CT的，差异有统计学意义（t=4.8~7.9，p0.05）。基于KV-CBCT获得的心脏固定体积内的剂量大于基于定位CT的，且差异有统计学意义（t=2.9~6.5，p0.05）。 结论： 基于千伏级CBCT进行心脏勾画是可行的，重复性较好，可进行心脏勾画及剂量评估；在无CBCT条件下可在计划CT基础上对心脏左侧外放11mm、右侧外放6mm，上、下方向外放3、4mm，前、后方向外放7、5mm，可达到保护心脏目的。早期NSCLC进行SBRT治疗过程中应用KV-CBCT进行心脏剂量的评价时可获得更接近心脏实际受量的剂量学参数。
【关键词】：心脏 千伏级锥形束CT 重复性 剂量学 外放距离 放疗
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R734;R730.44
【目录】：

• 研究生导师及课题小组成员简介5-7
• 摘要7-10
• ABSTRACT10-14
• 主要符号表14-15
• 前言15-18
• 一、基于KV-CBCT进行心脏计划危机器官（PRV）勾画的可行性研究18-30
• 1.1 材料与方法18-20
• 1.2 结果20-25
• 1.3 讨论25-30
• 二、基于 KV-CBCT 和计划 CT 进行心脏受量评估的对比研究30-36
• 2.1 材料与方法30-31
• 2.2 结果31-33
• 2.3 讨论33-36
• 结论36-37
• 参考文献37-41
• 综述41-55
• 参考文献49-55
• 攻读学位期间取得的研究成果55-56
• 致谢56

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