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《复旦大学》 2007年
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鼻咽癌调强放射治疗实施过程质量保证的研究

王鑫  
【摘要】: 第一部分鼻咽癌调强放射治疗中摆位误差的研究 1鼻咽癌调强放疗中普通面罩与头颈肩面罩固定性的比较 目的:探讨鼻咽癌调强放疗中普通面罩与头颈肩面罩的固定作用对摆位精确度的影响。 材料和方法:20例经病理证实的初治的鼻咽癌患者,行调强放疗。采用普通面罩与头颈肩面罩固定,各10例。患者采取仰卧位,行CT模拟定位,勾画靶区,制定鼻咽癌调强放疗计划,制作并采集2个正交野的数字重建图像。在ElektaSynergy5954直线加速器上治疗,放疗开始前摄正交野电子射野片2张,用电子射野影像装置(Electronic Portal Images device,EPID)双曝光成像,每周拍一次验证片,均在放疗前拍摄。测量由一名医生和一位技术员共同进行,采用iVewGT软件进行骨性标志的确认、图像的匹配、分析和测量,计算三维方向上位置平移的均值、系统误差和随机误差。使用卡方检验来比较采用两种面罩固定需要进行重新摆位的次数是否有差异。 结果:采用头颈肩面罩固定,前后方向的系统误差为1.2mm,随机误差为1.4mm,头脚方向的系统误差为1.1mm,随机误差为1.3mm,左右方向的系统误差为1.1mm,随机误差为1.4mm。采用普通面罩固定,前后方向的系统误差为1.6mm,随机误差为1.6mm,头脚方向的系统误差为1.5mm,随机误差为1.6mm,左右方向的系统误差为1.5mm,随机误差为1.5mm,均达到了比较理想的摆位重复性。假设当射野偏移大于等于2mm时需要进行重新摆位,比较使用头颈肩面罩和普通面罩需要进行重新摆位的次数是否有差异。前后,头脚,左右方向P值分别为0.015,0.032,0.015,显示头颈肩面罩摆位精确度高,固定效果较普通面罩好。 结论:在鼻咽癌患者的调强放疗中,虽然头颈肩面罩和普通面罩均可以达到比较理想的摆位重复性,但使用头颈肩面罩较普通面罩固定效果更好,摆位精确度更高。 2鼻咽癌调强放疗过程中的摆位误差分析 目的:采用电子射野成像系统研究我院鼻咽癌调强放射治疗中的摆位误差,并计算出CTV与PTV间的外扩范围;研究摆位误差随时间变化的趋势,及放疗期间体重变化对摆位误差的影响。 方法:30例初治的行根治性调强放射治疗的鼻咽癌患者,采用头颈肩面罩固定,放射治疗过程中每周用电子射野成像系统拍射野验证片,通过比较DRR和验证片上骨性标志与射野的相对位置来计算摆位误差,每周体检时记录患者体重变化。根据所测得的摆位误差数据计算CTV到PTV应该预留边界的大小。 结果:30例患者,共摄取360张射野验证片,有11张射野片因为无法辨认出三个或三个以上解剖构而被剔除。左右,头脚,前后各向总系统误差分别为1.2mm、1.1mm、1.1mm,随机误差分别为:1.4mm、1.5mm、1.4mm,移动均值分别为-0.3mm,-0.3mm,-0.3mm。比较前后三周摆位精度,后三周射野偏移≥2mm次数明显增多(P<0.05),而且每周平移值随治疗时间延长而增加(P均<0.01)。从治疗开始到结束,患者中位体重变化为6.1%(-14.6%—5.5%)。体重减轻≤6.1%的患者,左右,头脚,前后各向总系统误差分别为0.8mm、0.8mm、0.8mm,随机误差分别为:1.4mm、1.3mm、1.3mm;每周摆位偏移值随治疗时间延长增加不明显(各向P值均>0.05)。而体重减轻>6.1%的患者,头脚,前后各向总系统误差分别为1.5mm、1.3mm、1.4mm,随机误差分别为:1.5mm、1.6mm、1.5mm,每周摆位偏移值随治疗时间延长而增加(各向P值均<0.05)。根据摆位误差数据,计算CTV到PTV边界,左右3.4mm,头脚3.3mm,前后3.4mm。 结论:本治疗中心鼻咽癌调强放疗采用头颈肩面罩固定总体摆位精确度较高。患者治疗后三周总体的系统及摆位误差均明显增加,摆位误差有随治疗的进行而增大的趋势。放疗过程中体重下降明显会引起摆位精确度的下降。 3系统摆位误差在鼻咽癌放疗中对剂量分布的影响 目的:通过移动等中心模拟系统误差,研究系统误差在鼻咽癌放疗中对剂量分布的影响,比较调强放疗计划及适形放疗计划中靶区和正常组织的剂量受摆位误差影响的敏感度。 材料与方法:分别制定8例初治鼻咽癌患者的调强及适形放疗计划,在治疗计划系统中移动等中心,假设在每次治疗时所有的射野都向同一个方向偏移的情况,分别模拟三维六个方向上2mm和5mm的系统摆位误差。在不改变射野分布和权重的情况下,重新计算剂量分布。分析移动等中心后所有的剂量评估指标与正式计划相应指标的比值,从而比较适形和调强计划受系统误差影响的敏感度。 结果:频数分布显示:调强计划当摆位误差为5mm时,4.2%的GTV D98及12.5%的CTV D95剂量减少大于3%,当摆位误差为2mm时,GTV D98、CTV D95均没有剂量减少大于3%的情况:而适形放疗计划无论摆位误差为2mm还是5mm均没有发生剂量减少大于3%的情况。当系统摆位误差为5mm时,调强计划正常组织的剂量明显增加,脊髓、脑干、左右腮腺剂量增加超过了正式计划10%的机会分别为10.4%、14.6%、31.2%、25%。当系统摆位误差为2mm时,脊髓和脑干剂量增加超过原计划5%的机会仅为6.3%及4.2%,左右腮腺剂量增加超过了正式计划10%的机会分别为12.5%、8.3%。适形放疗计划系统摆位误差为5mm时,仅10.4%脊髓、6.3%脑干剂量增加超过了正式计划的5%,而腮腺剂量增加不明显。无论是靶区还是正常组织,调强计划与适形计划相比,剂量变化百分值的均数受摆位误差的影响更大(P<0.05):误差越大,靶区和正常组织的剂量变化百分值也越大(P<0.05)。 结论:误差越大对剂量分布的影响越明显。无论是靶区还是正常组织,与适形放疗相比调强计划的剂量分布受摆位误差的影响更大。当调强放疗时,系统误差对靶区CTV剂量的影响较GTV明显,而腮腺的剂量与脊髓和脑干相比受系统摆位误差的影响更大。 第二部分重复CT及重复计划在鼻咽癌调强放疗过程中应用的研究 目的:在鼻咽癌的调强放疗中,很多患者会由于肿瘤的退缩和消瘦等原因出现解剖结构的变化。为了定量研究治疗过程中解剖结构的变化及其是否对患者的治疗产生影响,本部分采用重复定位模拟CT研究解剖结构变化及其对靶区和正常组织剂量的影响,并在此基础上重新制定计划以了解患者能否从中受益。 材料和方法:15位局部晚期行调强放疗的鼻咽癌患者,在放疗18次后按相同体位行重复定位CT。将重复CT与原来的定位CT融合,测量融合误差,在重复CT上参照原来的CT、MRI重新勾画正常组织及靶区,使GTV,CTV尽量和原来保持一致,仅对因解剖结构变化而导致的CTV超出外轮廓的部分进行修改。以齿状突和C2椎体中心为参考点,研究外轮廓的改变及腮腺的体积和位置变化。找出射野中心,将治疗计划拷贝到重复CT上,形成混合计划,重新计算靶区和正常组织剂量,比较原本治疗计划和混合计划的靶区和正常组织受量。同时在重复CT上以相同的目标函数进行剂量优化,比较重复计划与混合计划的差异。 结果:15位局部晚期鼻咽癌患者,Ⅲ期10例,Ⅳ期5例。所有患者都出现了体重的下降,在治疗过程中平均体重变化8.0%(2.7-11.8%)。在放疗过程中腮腺体积明显减少(P<0.001),左侧腮腺体积平均缩小6.19cc,右侧腮腺体积平均缩小6.44cc。两侧腮腺的中心都向中线移动,左侧腮腺平均移动4.8mm(0.1-9.3mm),右侧腮腺平均移动4.3mm(0.4-9.2mm),腮腺外径明显缩小(P<0.01),平均缩小9.2mm(0.4-15.2mm),而内径则变化不大(P>0.05)。齿状突上界、齿状突中心、C2椎体中心横断面上的外轮廓横径分别缩小了了8.2±4.1mm,9.4±5.0mm,7.6±3.8mm。比较治疗计划和混合计划靶区和正常组织受量,混合计划靶区覆盖基本不变但高剂量区V105、V110增加(P<0.05);80%患者脑干最大剂量增加,而86.67%的患者脊髓最大剂量,分别是0.08-6.51 Gy和0.05-7.8Gy。左侧腮腺Dmean平均增加2.97Gy(—0.13-7.04Gy),右侧腮腺Dmean平均增加2.57Gy(0.04-6.24Gy),P均<0.05。第二次CT上重新制定计划,在满足靶区覆盖剂量的同时,降低了正常组织脊髓、脑干、腮腺的剂量(P<0.05)。体重下降的程度与三个层面上外轮廓的横径变化,双侧腮腺体积减少值及体积减少的百分数高度相关(P均<0.05)。另外,体重下降的程度与腮腺平均剂量,脊髓最大剂量变化相关(P均<0.05),脑干最大剂量的变化与体重改变的相关性未达到统计学意义(P=0.058)。而体重变化与靶区各评估指标剂量变化的相关性分析显示,体重下降程度只有与PTV-GV110的剂量改变达到了统计学意义。 结论:局部晚期鼻咽癌患者在调强放疗治疗过程中,有时会出现外轮廓横径缩小、腮腺体积缩小及向中线移位的情况。这些变化使靶区的高剂量区增加,覆盖基本不变,但是在一些患者中引起了正常组织剂量增加。通过重新进行模拟CT,制定治疗计划可以使这部分患者受益。 第三部分放射实施时间延长对小鼠肿瘤生长的影响的研究 目的:通过对相同照射剂量、不同照射时间的放射对小鼠Lewis肺癌肿瘤生长延迟时间、小鼠生存时间的研究,探讨放射实施时间的延长是否降低肿瘤的放射效应。 方法:(1)荷瘤种鼠肿瘤组织制备成1×10~7个/ml肿瘤细胞悬液。(2)48只8—10周龄雄性C57BL/6J小鼠右后肢外侧小腿腓肠肌处接种Lewis肺癌细胞10~6个/0.1ml,建立荷瘤小鼠模型,肿瘤直径达到0.8-1cm左右时进行实验。(3)48只荷瘤小鼠随机分成6组:空白对照组、18Gy单次照射组,9Gy*2次中间间隔30min组,2.57Gy*7次每次中间间隔5min组、9Gy*2次中间间隔60min组、2.57Gy*7次每次中间间隔10min组。隔日测量并记录肿瘤长短径,观察肿瘤生长曲线、生长延缓时间及小鼠生存时间。 结果:放射时间延长的各组生长延缓时间均短于18Gy单次照射组(P<0.05);照射时间延长30min与延长60min相比,小鼠肿瘤的生长变缓(P<0.05);而放射时间延长相同的各组,小鼠肿瘤生长延缓无显著差别(P>0.05)。与18Gy单次照射组比较,放射时间延长缩短了小鼠生存时间(P均<0.05);放射时间延长的程度30min和60min对小鼠肿瘤生长的影响无显著差别(P均0.05)。 结论:在小鼠Lewis肺癌模型中,相同的照射剂量,放射实施时间延长降低了放射疗效,表现为缩短了小鼠肿瘤的生长延缓时间及总生存时间。对小鼠肿瘤生长影响的程度与放射时间延长的长短有关,延长的时间越长,对小鼠肿瘤生长的影响越大。但是放射时间延长的程度30min和60min,对小鼠生存时间的影响差别不大。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R739.63

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