應(yīng)用錐形束CT圖像進(jìn)行心臟劑量學(xué)評估的可行性研究.pdf

1、目的:
　　應(yīng)用直線加速器機(jī)載千伏級錐形束CT（cone beam computer tomography，CBCT）在線采集胸部腫瘤患者靶區(qū)和全部心臟的解剖圖像，并與患者計劃CT圖像進(jìn)行對比，放療過程中進(jìn)行擺位誤差的糾正后，通過分析在線采集的CBCT圖像與初始計劃圖像之間的差異，探討應(yīng)用錐形束CT進(jìn)行心臟勾畫的可行性并進(jìn)行劑量學(xué)的研究。
　　方法:
　　1、40例胸部腫瘤患者入組。患者定位前3DCT掃描，并將CT圖像

2、傳輸至瓦里安Eclipse8.6.15系統(tǒng)設(shè)計放療計劃?；颊卟捎醚雠P位，真空負(fù)壓袋固定，掃面范圍從（自）環(huán)狀軟骨至肋隔角下緣獲取平掃及強(qiáng)化掃描圖像。在強(qiáng)化CT圖像上進(jìn)行靶區(qū)勾畫，然后在強(qiáng)化CT圖像進(jìn)行計劃設(shè)計和劑量計算。計劃設(shè)計完成經(jīng)臨床醫(yī)師確認(rèn)并驗證后，將計劃CT圖像及患者治療中心信息傳輸至瓦里安Trilogy直線加速器治療機(jī)進(jìn)行治療。
　　2、患者每分次放療前后均行在線CBCT掃描1次，并進(jìn)行擺位誤差的校正后實施放療。每例患者

3、放療過程中共進(jìn)行20～25分次的CBCT圖像采集。每次患者放療前在Trilogy加速器下行CBCT掃描，掃描范圍包括了整個心臟上下界。掃描過程中患者自由呼吸，掃描重建厚度為3mm，掃描參數(shù)為100～120kV，旋轉(zhuǎn)掃描角度179°～181°，掃描時間75s左右。高資歷影像醫(yī)師、放療醫(yī)師和物理師各一名，共同在CBCT圖像上，與CT相近的窗寬和窗位下按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行心臟PRV勾畫。
　　3、心臟體積及劑量學(xué)參數(shù)統(tǒng)計:(1)、基于首次C

4、BCT勾畫心臟的體積與基于定位CT勾畫心臟的體積。(2)、使用matlab2012a對同一患者不同掃描時機(jī)CBCT圖像上相同解剖層面心臟進(jìn)行輪廓比較;在CBCT與計劃CT圖像配準(zhǔn)進(jìn)行擺位誤差糾正后圖像上測量6個方向外擴(kuò)數(shù)值。(3)、患者劑量體積直方圖(DVH)中各個劑量學(xué)參數(shù)。在心臟劑量學(xué)參數(shù)中統(tǒng)計:1）心臟相對劑量-體積(Vx Gy-R)指標(biāo):V5 Gy-R、 V10 Gy-R、 V15 Gy-R、V20Gy-R、 V25Gy-R、

5、V30Gy-R、 V35Gy-R;2）心臟絕對劑量-體積(KGy-R)指標(biāo):V5Gy-A、 V10Gy-A、 V15Gy-A、V20Gy-A、V25Gy-A、V30Gy-A、V35Gy-A;3）心臟固定體積內(nèi)的劑量指標(biāo):D50cm3、D100 cm3、D150cm3、D200cm3、D250cm3及Dme。（平均受量）、Dmax（1cm3體積的受照劑量）。
　　結(jié)果:
　　1、CBCT體積上的重復(fù)性:每位患者不同掃描時機(jī)CB

6、CT圖像獲得心臟體積基本相似(F=1.00，p=0.440)，且大于計劃CT獲得的心臟體積（表1），二者平均值分別為(717±103)、(588±90) cm3(t=13.80, p=0.000)。
　　2、不同掃描時機(jī)CBCT圖像相同解剖層面心臟輪廓重復(fù)性研究:不同次數(shù)CBCT圖像勾畫的心臟范圍在相同解剖層面與首次CBCT圖像的重復(fù)性可達(dá)0.985±0.020，且每層CBCT中每套的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(F=1.37，p=0.07

7、)。基于計劃CT獲得心臟外放距離:左側(cè)方向最大，平均達(dá)（10.5±2.8）mm、右側(cè)為(5.9±2.8) mm，前、后方向分別為（6.7±1.1）、（4.5±2.5）mm，上、下方向分別為（2.2±1.6）、（3.3±2.2）mm。
　　3、除V5Gy-R外，基于KV-CBCT獲得的心臟相對劑量-體積指標(biāo)均大于基于定位CT的，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=2.3～3.9，p＜0.05）?；贙V-CBCT獲得的心臟絕對劑量-體積指標(biāo)均大于

8、基于定位CT的，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=4.8～7.9，p＜0.05)。基于KV-CBCT獲得的心臟固定體積內(nèi)的劑量大于基于定位CT的，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.9～6.5，p＜0.05)。
　　結(jié)論:
　　基于千伏級CBCT進(jìn)行心臟勾畫是可行的，重復(fù)性較好，可進(jìn)行心臟勾畫及劑量評估;在無CBCT條件下可在計劃CT基礎(chǔ)上對心臟左側(cè)外放11mm、右側(cè)外放6mm，上、下方向外放3、4mm，前、后方向外放7、5mm，可達(dá)到保護(hù)心臟