基于锥形束CT的宫颈癌自适应放疗应用研究

发布时间：2017-08-06 15:06

  本文关键词：基于锥形束CT的宫颈癌自适应放疗应用研究

  更多相关文章： 宫颈癌 调强放射治疗 锥形束CT 摆位误差 自适应放疗

【摘要】：近年来,放疗技术飞速发展,调强放疗技术(Intensity-modulated radiotherapy,IMRT)已成为放疗主要技术之一,并越来越多应用宫颈癌的治疗中,但其并未完成考虑肿瘤退缩及分次间的摆位误差、分次内的器官运动对患者受照剂量的影响。随着机载锥形束CT(Cone-Beam Computed Tomography,CBCT)应用于图像引导调强放疗(Image-Guided RadioTherapy,IGRT),就逐渐开展了在线修改或重新优化计划的自适应放疗(Adaptive Radiation Therapy,ART)。本论文首先利用机载的锥形束CT扫描系统,获得CBCT图像,与初始计划CT相配准,获取患者左右(X)、头脚(Y)、前后(Z)方向及相对应旋转方向的摆位误差,并进行统计分析。其次利用CBCT对放疗过程中感兴趣区域(Region of interests,ROIs)的体积及空间位置变化进行监测,使用体积差异法、DICE相似度法(Dice Similarity Coefficient,DSC)来量化评价其变化情况。同时在自动勾画软件(Atlas-Based autosegmentation,ABAS)系统中,以首次CT勾画的ROI为模板,自动勾画第二次CT的ROI,并在Oncentra系统上进行手动ROI勾画。将自动与手动勾画的ROI传输到飞利浦Pinnacle计划系统进行比较并利用DSC、体积和时间等参数来评估自动勾画效果。然后,为了评价自动脚本设计方案的临床效果,由高年资物理师使用自动化脚本和手动两种方法进行计划设计,比较两组计划的剂量体积直方图(dose volume histograms,DVH)、适形度指数(conformity index,CI)及均匀性指数(homogeneity index,HI)、计划设计所需时间(t)等参数指标。最后,综合以上技术对宫颈癌自适应放疗进行探索性研究。在Pinnacle计划系统中,将基于CBCT图像勾画出的ROI配准后映射至初始定位CT图像中,运用自编脚本程序对5-7组CBCT图像进行ART自动计划设计。将ART计划导入MIM软件系统,生成累积剂量计划,并与原始CT计划对比。探讨宫颈癌自适应放疗的最佳实施方案。对于宫颈癌患者,使用个体化的自适应放射治疗方案是完全有必要的,可避免宫颈癌调强放疗中摆位误差,减少甚至取消靶区扩边。同时可针对影像设备反馈的肿瘤退缩、危及器官位置变化等信息及时调整计划,保证了剂量的准确性。最终提高临床疗效和降低放射治疗的毒副反应。
【关键词】：宫颈癌 调强放射治疗 锥形束CT 摆位误差 自适应放疗
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R737.33;R730.44
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 引言9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 IMRT和IGRT放射治疗技术10-11
• 1.3 自适应放射治疗概述11
• 1.4 自适应放射治疗方法及现状11-13
• 1.5 研究内容和方法13-14
• 1.5.1 宫颈癌调强放疗摆位误差研究13
• 1.5.2 宫颈癌调强放疗过程中靶区和危及器官体积和空间位置变化研究13
• 1.5.3 自动勾画软件在宫颈癌器官勾画中的应用13
• 1.5.4 运用脚本的宫颈癌调强放疗自动化设计13-14
• 1.5.5 宫颈癌自适应调强放疗研究14
• 1.6 论文的组织结构14-15
• 第2章 宫颈癌调强放疗摆位误差研究15-19
• 2.1 材料与方法15-17
• 2.1.1 临床资料15
• 2.1.2 操作流程15-16
• 2.1.3 统计学处理16-17
• 2.2 结果17
• 2.3 讨论17-18
• 2.4 小结18-19
• 第3章 宫颈癌调强放疗中靶区及OAR体积和位置变化研究19-28
• 3.1 材料与方法19-22
• 3.1.1 设备条件19
• 3.1.2 研究对象19-20
• 3.1.3 操作流程20-22
• 3.2 结果22-25
• 3.2.1 体积变化22-25
• 3.2.2 体积变化率25
• 3.2.3 DICE参数25
• 3.3 讨论25-26
• 3.4 小结26-28
• 3.4.1 体积变化26
• 3.4.2 体积变化率（△V%）26-27
• 3.4.3 DSC参数27-28
• 第4章 自动轮廓勾画软件在宫颈癌器官勾画中的应用28-33
• 4.1 材料与方法28-29
• 4.1.1 一般患者资料28
• 4.1.2 ABAS软件28
• 4.1.3 靶区勾画28
• 4.1.4 ABAS软件自动勾画流程28-29
• 4.1.5 自动勾画评估指标29
• 4.1.6 统计学处理29
• 4.2 结果29-31
• 4.3 讨论31-32
• 4.4 小结32-33
• 第5章 运用脚本的宫颈癌自动化计划设计33-43
• 5.1 材料与方法33-38
• 5.1.1 研究对象和设备33
• 5.1.2 CT定位33
• 5.1.3 靶区和危及器官勾画33
• 5.1.4 计划设计过程和脚本记录33-38
• 5.1.5 计划评估38
• 5.2 结果38-41
• 5.2.1 脚本步骤38-39
• 5.2.2 计划对比结果39-41
• 5.3 讨论41-42
• 5.4 小结42-43
• 第6章 宫颈癌自适应放疗研究43-49
• 6.1 材料与方法43-45
• 6.1.1 一般临床资料和仪器设备43
• 6.1.2 CT定位与CBCT图像的收集和融合43
• 6.1.3 计划设计和剂量叠加43-45
• 6.1.4 计划评价指标45
• 6.1.5 统计学分析45
• 6.2 结果45-47
• 6.2.1 肿瘤靶区HI指数45-46
• 6.2.2 肿瘤靶区剂量参数46
• 6.2.3 正常组织受量变化46-47
• 6.3 讨论47-48
• 6.4 小结48-49
• 第7章 总结与展望49-50
• 7.1 总结49
• 7.2 展望49-50
• 参考文献50-54
• 致谢54-56
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果56

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本文编号：630304