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《复旦大学》 2010年
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图像引导的头颈部肿瘤放射治疗

高云生  
【摘要】: 第一部分在局部晚期鼻咽癌患者中减小原发灶PTV边界的初步研究 目的分析局部晚期初治或复发鼻咽癌IMRT计划中缩小原发灶PTV外扩的边界,对靶区剂量分布和正常组织受照剂量的影响。 方法共计有13例鼻咽癌患者进入研究,复发2例,初治鼻咽癌11例。T3病例3例,T4病例10例。其中2例为局部复发晚期鼻咽癌,放疗70Gy/35F,初治鼻咽癌为70.4Gy/32F。所有患者IMRT计划治疗23-25次时(治疗计划1,在优化计划时32-35次),在治疗前的计划CT上缩小相应的PTV外扩边界,包括CTV和GTV,但缩小的CTV仅包括原发灶的CTV,所有的边界均缩小为小于或等于2mm,制定后续的放疗计划(7-10次),并将第一阶段的计划叠加(治疗计划2,患者真正接受治疗的计划)。同时根据缩小边界后的PTV做了第三个放疗计划(治疗计划3,没有给患者治疗),计划3仍为32-35F。这样每位患者共计有三个优化计划。分析比较三个计划的靶区和正常组织的剂量学变化。 结果8例患者的计划由一位物理师完成。5例患者的计划由两位物理师独立完成。13例患者的计划1和计划2配对比较结果显示,缩小PTV边界后,脊髓的最大剂量和PTV-G的平均剂量差别没有统计学意义,而脑干、视神经、颞叶和视交叉的剂量均减少。尤其是在考虑到OARs的容积效应时,缩小PTV边界后对将会明显减少OARs超过耐受剂量限制的体积,如脑干超过54Gy的体积、脑颞叶超过6OGy的体积,P均为0.000。如果患者的计划从一开始即将PTV缩小为2mm(计划3),再将和实际治疗的计划2比较,计划3中患者的脑颞叶所受的剂量将会明显减少,视交叉和视神经的剂量亦明显减少。脑干的剂量、脊髓的剂量变化则无统计学差异,而患者的IMRT计划从一开始即为缩小的PTV计划3,与没有缩小的PTV1计划相比较,所研究的OARs除脊髓外,所受照射剂量明显缩小,甚至可能改善靶区的剂量分布,P=0.022。 结论局部晚期鼻咽癌病例进行缩小原发灶PTV边界的初步研究发现:在放疗25次后,缩小PTV的边界,在没有损害靶区剂量覆盖的情况下,能够减少危及器官的剂量,并能改善PTV-C的剂量分布。 第二部分兆伏锥形束CT引导的头颈和脑肿瘤的放射治疗 (一)头颈和脑肿瘤放疗等中心点在第一、二颈椎及以上处的摆位误差分析 目的探讨兆伏锥形束CT影像引导的头颈和脑部肿瘤精确放疗中,等中心点在第二颈椎下缘以上的治疗中心偏移规律。 方法从2007年4月到2008年3月,22例头颈部肿瘤(初治鼻咽癌15例,腮腺肿瘤4例和脑胶质瘤3例),在我院接受三维适形放疗(7例)或适形调强放射治疗(15例),照射剂量为56-70.4Gy/28-32次/6-7周。19例用头颈肩面罩固定,3例用头部面罩固定。所有患者均行CT模拟,勾画靶区和危及器官。每周治疗前拍一次MVCBCT图像,将治疗计划叠加到MVCBCT图像上,自动配准后根据MVCBCT图像上的轮廓及骨、空腔脏器等解剖标志,手动微调配准。分析相对于计划CT上的中心在头脚、垂直、左右三维方向上偏移的距离。 结果:共有22例患者接受了每周一次的放疗前MV-CBCT扫描,每位患者接受4-7次,共计129次。左右、前后和头脚三个方向中,任一方向0.3cm:28次(21.7%),0.4cm:15次(11.6%)及0.5em:9次(7.0%)。按照99%CTV包含在95%处方剂量曲线范围内计算,CTV到PTV边界外扩在左右方向0.38cm、前后方向0.36cm、头脚方向0.47cm。在头脚方向要较左右方向和前后方向超过近0.1cm。头脚和左右中心偏移方向的频次差别不大,而在垂直方向则更多的向后偏移,达到4:1。相对来说,头脚方向的中心偏移较左右和前后方向大,随着放疗时间的延长,各方向偏移的平均值,在三个方向上均有增大的趋势。 结论:头颈和脑肿瘤精确放疗等中心点在第二颈椎下缘以上部位时,CTV到PTV的边界外扩并不需要均匀外放;垂直方向上,治疗中心向前偏移的几率明显超过向后;头脚方向较左右和前后方向偏移大,随着放疗的进行,在三个方向上的偏移均有增大的趋势。 第二部分兆伏锥形束CT引导的头颈和脑肿瘤的放射治疗 (二)鼻咽癌放疗等中心点在环状软骨处的摆位误差研究 目的分析兆伏锥形束CT影像引导的鼻咽癌精确放疗中等中心点在环状软骨下缘即上下颈交界处的摆位误差。 方法从2008年12月至2009年3月,8例初治鼻咽癌在我院接受调强放射治疗照射剂量为66-70.4Gy/30-32次/6-7周。用头颈肩面罩固定。所有患者均行CT模拟,勾画靶区和危及器官。每周治疗前拍一次兆伏锥形束CT图像,分析相对于计划CT上的中心在头脚、垂直、左右三维方向上偏移的距离,探讨鼻咽癌精确放疗中,等中心点在环状软骨下缘即上下颈交界处治疗中心偏移情况。并将结果与第一部分相比较。 结果共有8例初治患者接受了每周一次的放疗前MV-CBCT扫描,每位患者接受5-7次,共计46次。46次扫描中,左右、前后和头脚三个方向中,任一方向0.3cm:5次(10.9%),0.4cm:2次(4.4%)及0.5cm:2次(4.4%)。按照99%CTV包含在95%处方剂量曲线范围内计算,CTV到PTV边界外扩在左右方向0.42cm、前后方向0.39cm、头脚方向0.37cm。头脚方向的随机误差最大,为0.15cm,而头脚方向和前后方向为0.1 cm。在前三周,左右方向上等中心点偏移有逐渐增大的趋势。 结论鼻咽癌精确放疗时的等中心点在环状软骨下缘水平时,左右方向的随机误差最大,在前三周,左右方向上逐渐增大的趋势。 第三部分KVCBCT引导的头颈和脑部肿瘤放射治疗 (一)骨配准和灰度配准差异的研究 目的KVCBCT引导的头颈和脑部肿瘤精确放射治疗提供了骨配准和灰度配准及其基础上手动配准的方式,研究其配准结果差异及原因,提出应用的建议。 方法从2007年4月至2008年7月,11例头颈部肿瘤(复发鼻咽癌5例,腮腺肿瘤3例,颈椎椎体肿瘤2例)和脑胶质瘤1例,在我院接受三维适形放疗(5例)或调强放射治疗(6例),照射剂量为56-70Gy/28-35次/5.6-7周。10例用头颈肩面罩固定,1例用头部面罩固定。所有患者均行CT模拟,勾画靶区和危及器官。每周治疗前拍1-3次KVCBCT图像,将放射治疗的计划融合到KVCBCT图像上,选择好CLIPBOX后,分别按照骨性配准和灰度配准后再按照解剖标志手动微调,分析相对于计划CT上的中心在头脚、垂直、左右三维方向上轴向和旋转的偏移。两种配准方式的差异比较采用配对t检验。 结果共有11例患者接受每周1-3次的放疗前KVCBCT扫描,每位患者接受2-12次,共计有87幅KVCBCT图像。无论选用骨配准还是灰度配准,总体来说,灰度配准的偏移较骨配准小。轴向、旋转偏移程度上,都是头脚方向最大。在左右方向轴向偏移两种配准的均值分别为0.18cm和0.15cm,头脚方向分别为0.21cm和0.15cm,前后方向分别为0.14cm和0.11cm。在左右方向旋转偏移两种配准的均值分别为0.91°和0.47°,头脚方向分别为1.31。和1.21。,前后方向为0.90°和0.65°。配对比较后发现:在头脚方向上,两种配准没有显著性差异:轴向偏移P=0.832,旋转偏移P=0.177。但在左右和前后方向上则有显著性差异:轴向偏移配对比较P=0.000和0.000,旋转偏移配对比较P=0.000和0.008。 结论我院在线KVCBCT技术引导的头颈和脑部肿瘤的放射治疗,建议首选骨配准,满足要求后即可给予治疗。若不能满足要求,在左右和前后方向上,则考虑选用灰度配准,而在头脚方向上,则直接在线校准并重新验证。 第三部分KVCBCT引导的头颈和脑部肿瘤放射治疗 (二)头颈和脑部肿瘤放射治疗中的旋转误差分析 目的分析KVCBCT在引导头颈和脑部肿瘤精确放射治疗中的旋转误差。 方法从2007年4月至2008年7月,11例头颈部肿瘤(复发鼻咽癌5例,腮腺肿瘤3例,颈椎椎体肿瘤2例)和脑胶质瘤1例,在我院接受三维适形放疗(5例)或调强放射治疗(6例),照射剂量为56-70Gy/28-35次/5.6-7周。10例用头颈肩面罩固定,1例用头部面罩固定。所有患者均行CT模拟,勾画靶区和危及器官。每周治疗前拍1-3次KVCBCT图像,将放射治疗的计划融合到KVCBCT图像上,选择好CLIPBOX后,分别按照骨性配准和灰度配准后再按照解剖标志手动微调,分析相对于计划CT上的中心在头脚、垂直、左右三维方向上旋转摆位误差和轴向误差。两种摆位误差的相关性分析采用Spearman相关分析。 结果共有11例患者接受了每周1-3次的放疗前KVCBCT扫描,每位患者接受2-12次,共计有87组KVCBCT图像。在左右方向(X)旋转摆位误差在骨配准和灰度配准两种方式中的均值分别为0.91。和0.47。,头脚方向分别为1.31°和1.21。,前后方向(Z)0.90°和0.65。。骨配准三个方向的最大值分别为3.7。5°和6°,灰度配准三个方向的最大值分别为2°、4°和4°。骨配准中,任一轴向旋转误差大于2。为26次(29.9%),大于3。为9次(10.4%)。灰配准中任一轴向旋转误差大于2°为16次(18.4%),大于3°为3次(3.5%)。轴向摆位误差与旋转摆位误差经行相关性分析的结果显示骨配准和灰度配准结果均无明显相关性,P0.05。 结论旋转误差在头颈和脑部肿瘤精确放射治疗中与轴向旋转误差没有明显相关性。是否在线纠正摆位误差取决于轴向旋转误差的大小、靶区和危及器官的形状及其与等中心点的距离。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R739.91

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【参考文献】
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