螺旋断层加速器MVCT影像质量分析及剂量重算的研究

论文摘要

影像引导放射治疗是肿瘤放射治疗的新技术,目前在国内已经得到了广泛的应用。获取患者治疗前的影像资料是实现影像引导下放射治疗的基本条件。螺旋断层加速器机载的MVCT是一种新型的影像引导设备,采用3.5MV扇形束获取CT图像。MVCT系统可用于患者照射前、照射中的位置验证,也可以用于监测整个疗程中肿瘤及周边正常器官形状位置等的变化。作为一种新型的影像引导设备,影像质量及成像剂量等是影像引导设备的重要技术指标,并对临床应用产生一定的影响,建立合理的QA程序对设备的稳定和安全运行非常重要。本研究利用CatPhan 600模体测量螺旋断层加速器MVCT的影像质量并对影响影像质量的因素进行分析,根据实际临床资料对MVCT图像进行剂量重算的可行性和准确性进行研究。结果表明MVCT影像CT值成线性分布,但是和参考CT值有一定的差别,均匀性为1.5%,空间分辨率为4Lp/cm,低对比度分辨率比诊断CT和锥形束CT差,几何准确性较好,图像无明显形变发生。MVCT成像剂量与治疗剂量相比较小,每次成像剂量约在1-3cGy左右。MVCT值与电子密度值呈较好的线性关系,MVCT图像可用于剂量计算,通过实际病例的剂量比对和剂量验证结果,我们发现MVCT图像的剂量重算结果准确可靠, kVCT剂量和MVCT重算剂量单次照射剂量的最大差值没有超过±0.09Gy,可以作为自适应放疗后续修改计划的准确依据。最后根据测试分析的结果建立了MVCT系统质量保证的内容和方法,参照设备验收程序（ATP）实际临床情况建立了每日,每周及每月的质量保证（QA）程序。MVCT图像质量比常规CT差,但是可以满足临床影像引导的要求,是实现剂量引导放射治疗（DGRT）和自适应放疗的基础。MVCT系统获取患者治疗前图像后与计划CT配准来实现影像引导的放射治疗,同时每天采集的MVCT图像可以用来进行剂量重算,评估解剖结构对剂量的影响,为影像引导放疗、剂量引导放疗以及自适应放疗的开展提供技术基础。根据制定的各项质量保证程序对MVCT系统进行定期的检测,确保该系统在临床应用中的稳定与安全。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 国内外文献综述
• 1.3 研究工作的主要内容
• 1.4 论文组织结构
• 第2章 螺旋断层加速器影像系统概述及基本成像原理
• 2.1 引论
• 2.2 螺旋断层加速器影像系统的基本结构及成像过程
• 2.2.1 基本结构
• 2.2.2 影像采集
• 2.2.3 MVCT 影像获取及配准
• 2.3 影像重建
• 2.4 本章小结
• 第3章 MVCT 的影像质量以及成像剂量的测量分析
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1螺旋断层加速器的MVCT系统
• 3.2.2 Catphan600模体
• 3.2.3 影像获取
• 3.2.4 影像质量评估
• 3.2.5 MVCT 成像剂量
• 3.3 结果
• 3.3.1 MVCT 值及线性
• 3.3.2 影像噪声和均匀性
• 3.3.3 空间分辨率
• 3.3.4 低对比度分辨率
• 3.3.5 几何准确性
• 3.3.6 成像剂量
• 3.4 讨论
• 3.5 本章小结
• 第4章 MVCT 图像用于剂量重算的准确性研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 影像设备
• 4.2.2 MVCT电子密度曲线校准
• 4.2.3 临床剂量学验证
• 4.3 结果
• 4.3.1 MVCT值电子密度校准
• 4.3.2 剂量学比较
• 4.4 讨论
• 4.5 本章小结
• 第5章 螺旋断层加速器MVCT 系统质量保证体系的建立
• 5.1 引言
• 5.2 质量保证内容
• 5.2.1 系统安全性
• 5.2.2 虚拟等中心校准
• 5.2.3 MVCT 图像几何准确性
• 5.2.4 影像质量QA 程序
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果