图像引导的前列腺癌放射治疗技术研究

论文摘要

[目的]：对超声引导摆位系统BAT引导放疗在前列腺癌调强放射治疗中的实用性和可行性作了初步的探讨并分析超声图像引导摆位系统辅助前列腺癌调强放疗时等中心摆位误差,定义无影像引导下前列腺癌调强放疗计划靶区（PTV）的边界。最后,探讨利用二维电离室矩阵MatriXX进行挡铅射野质量保证的方法及可靠性。[材料与方法]：8例前列腺癌患者实施调强放疗,共计206次校准,每日放疗前进行BAT精度校准后,应用BAT引导摆位和调整靶区,计算BAT引导放射治疗所消耗的时间,比较BAT摆位前后,治疗床的移动偏差以及治疗期间前列腺特异抗原（PSA）水平变化。另外,本文分析超声图像引导摆位系统辅助前列腺癌调强放疗时等中心摆位误差,定义无影像引导下前列腺痛调强放疗计划靶区（PTV）的边界。选择10例前列腺痛患者每日应用BAT引导摆位进行调强放疗,记录每次等中心前后（AP）、左右和头脚方向上移位的偏差,共255次。最后,将治疗计划系统（TPS）中的铅块信息以dat的文件格式传递给Hek Medical System热丝切割机,根据dat文件做出相应的铅挡块,将铅挡块放至直线加速器的托架上,出束照射,用二维电离室矩阵MatriXX进行测量,从而获得挡铅射野的形状。应用matlab软件编程对由TPS导出的dat文件进行处理,绘制出射野在等中心平面处的形状和大小。将MatriXX电离室矩阵测得的射野的50%等剂量线和matlab绘制出的射野形状由photoshop软件进行比较分析。[结果]：BAT引导放疗时间（共采集数据99次）分为每日BAT校准时间（8.32±5.53）min、BAT调整放疗靶区时间（6.83+4.59）min和照射时间（12.44±5.30）min,分别占总时间（27.59±6.61）min的30%、25%和46%。BAT配准后移动治疗床以调整靶区,左右移位（2.90±3.88）mm,前后移位（3.81±3.82）mm, SI移位（2.83±4.24）mm。结合偏度系数偏度系数标准误和峰度系数/峰度系数标准误,在各个方向上移位符合正态分布。通过配对t检验分析,治疗前后TPSA （48.53±40.24和14.59±18.49）和CPSA（23.83±25.61和3.26±3.22）显著降低,P值分别为0.008和0.044；TPSA降低和治疗存在显著正相关关系,r=0.863,P=0.006。另外,选择10例前列腺痛患者每日应用BAT引导摆位进行调强放疗,记录每次等中心前后（AP）、左右和头脚方向上移位的偏差,共255次。采用Kolmogorov-Smimov方法分析检验所获得的数据。结果BAT验证后等中心移位在左右方向为（2.77±±4.08）mm,前后方向（3.50±±4.03）mm,头脚方向（2.38±4.32）mm。各个方向上的偏差符合正态分布（RL左右方向P=0.806,AP前后方向P=0.061,SI头脚方向P=0.106）。在没有图像引导前列腺癌调强放疗摆位的情况下,为满足95%的等剂量曲线覆盖90%患者的CTV, PTV边界需向右扩大5.4mm,向左扩大10.92mm; AP方向上向前需扩大11.561mm,向后方向上扩大4.56mm; SI方向向头侧扩大5.94mm,向脚侧扩大10.7mm。各个方向上移位误差的P值>0.050,符合正态分布,因此可以认为2SD可包括我们研究中的90%的群体CTV靶区。如果系统误差为0,PTV需要在CTV的RL. AP及SI方向上各扩大（2SD）8.16mm、8.06mm及8.64mm,才能覆盖95%的CTV靶区。最后,为探讨利用二维电离室矩阵MatriXX进行挡铅射野质量保证的方法及可靠性。作者将治疗计划系统（TPS）中的铅块信息以dat的文件格式传递给HekMedical System热丝切割机,根据dat文件做出相应的铅挡块,将铅挡块放至直线加速器的托架上,出束照射,用二维电离室矩阵MatriXX进行测量,从而获得挡铅射野的形状。应用matlab软件编程对由TPS导出的dat文件进行处理,绘制出射野在等中心平面处的形状和大小。将MatriXX电离室矩阵测得的射野的50%等剂量线和matlab绘制出的射野形状由photoshop软件进行比较分析。笔者通过对20个TPS实测射野和计划射野的比较分析,发现二者总体上能够相符,只是在射野边缘尤其是连续变化的曲线边缘的细节表现上略微有些差异,它们综合位置差值为0.631mm±0.776mm。TPS实测射野和计划射野的吻合度非常高,基本满足放射治疗中对挡铅射野误差在5mm以内的要求。[结论]：BAT引导前列腺癌放疗,误差接近锥形束CT,与传统皮肤标记法相比,靶区适形度指数及均匀性指数及处方剂量覆盖PTV百分比较好,减少了直肠、膀胱和股骨头剂量,降低了直肠出血、扩张等晚期并发症。此外,超声定位具有操作简便,无辐射,价格便宜,并且BAT系统自身误差<1mm,确保治疗间和治疗内的靶区一致性等优点,更容易在各级放疗中心普及。最后,射野铅挡块在放射治疗中被证实为行之有效的、较为实用的方法,它不仅符合放射治疗计划设计的要求,提高了放射治疗的精确度,而且有效的保护了临近重要器官。这种误差的产生一方面是由机器本身的机械误差导致的,另一方面是由于MatriXX探测器矩阵对射野内数据的处理能力最多只能精确到1mm,还有一个方面的原因是射野挡铅在制作过程中所产生的误差。总体上讲,应用MatriXX电离室矩阵对射野挡铅进行验证,简便易行,快速有效,能够满足放疗质控中对该部分内容的要求。从而提高放射治疗的精确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 图像引导的放疗技术研究
• 1.1 图像引导的放射治疗技术的研究背景
• 1.2 超声引导的前列腺放射治疗技术的初步探讨
• 1.3 超声图像引导定义前列腺癌调强放疗的计划靶区
• 第二章 应用电离室矩阵进行挡铅射野的验证的方法探讨
• 2.1 材料和方法
• 2.2 结果
• 2.3 讨论
• 综述
• 参考文献
• 成果
• 致谢
• 统计学审稿证明