本文關(guān)鍵詞：肝臟腫瘤kV級CBCT圖像引導(dǎo)放療圖像配準及位置變化的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：全球癌癥統(tǒng)計，在男性癌癥患者中確診為肝癌的占第五位，死于肝癌的占第二位；在女性癌癥患者中確診為肝癌的占第七位，死于肝癌的占第六位。此外，肝臟是惡性腫瘤常見的轉(zhuǎn)移部位，常為腫瘤病情進展的指標。放療是治療不可手術(shù)切除肝臟腫瘤的重要手段，隨著放療設(shè)備、計算機技術(shù)的進展以及對放射生物學(xué)認識的加深，放療在治療肝臟腫瘤中的作用日益受到重視。 肝臟是一個對放射線耐受較差的器官，全肝放療的最小耐受劑量（TD5/5）是25Gy，最大耐受劑量（TD50/5）是40Gy，國外學(xué)者在關(guān)于無肝功能障礙肝轉(zhuǎn)移癌放療的研究中認為TD5/5是30Gy；而肝臟腫瘤的放療根治劑量在60Gy/30次/6周左右。因此，肝臟的放療耐受量遠低于腫瘤細胞的根治劑量。常規(guī)放療不能兼顧腫瘤控制概率和正常組織并發(fā)癥概率，療效相對有效。三維適形放療（3D-CRT）是一種精確放療，其射野形狀與靶區(qū)形狀一致，在提高靶區(qū)照射劑量的同時能夠減少周圍正常組織的照射，為不宜手術(shù)的肝臟腫瘤患者提供了一個新的治療途徑，療效非常顯著。但肝臟腫瘤在3D-CRT過程中幾何不確定因素較多，使得治療時靶區(qū)和危及器官的位置與放療計劃存在差異。圖像引導(dǎo)放療通過將放射治療機與影像設(shè)備結(jié)合在一起，在治療前獲取靶區(qū)和危及器官的影像，然后與定位影像配準，通過移動治療床校正誤差，進一步提高了放療的精確性。 使用直線加速器機載千伏級錐形束CT（kV級CBCT）是一種常用的容積圖像引導(dǎo)方法，與二維圖像相比，CBCT圖像能夠提供三維軟組織的圖像，在治療時與計劃CT圖像配準整體影像或感興趣區(qū)（ROI），因而能更好的指導(dǎo)擺位。在使用kV級CBCT圖像引導(dǎo)過程中，圖像配準是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，配準方法決定配準結(jié)果，因此本研究首先對不同配準方法進行了比較，然后在此基礎(chǔ)上研究肝臟腫瘤分次放療間位置的變化。現(xiàn)將各部分內(nèi)容概述如下。 第一部分肝臟腫瘤kV級CBCT圖像引導(dǎo)放療配準方法的比較 目的：比較肝臟腫瘤千伏級錐形束CT（kV CBCT）圖像與計劃CT圖像配準的不同方法。 方法：研究15例行放射治療的肝臟腫瘤患者，每例患者于擺位后放射治療實施前行CBCT掃描，每周1～3次，共獲取121幅CBCT圖像。離線下完成CBCT圖像與計劃CT圖像的配準，配準方法包括手動配準、常規(guī)軟組織配準、常規(guī)骨性配準、自動肝臟配準、自動椎體配準，其中后四種方法均使用配準軟件自動配準。手動配準以肝臟外輪廓為參照物，分別對椎體右側(cè)的肝臟和椎體前方的肝臟進行配準，取兩者配準結(jié)果的均值為全肝配準結(jié)果；每幅圖像以同樣的方法配準4次，取配準結(jié)果的均值作為手動配準結(jié)果。在使用配準軟件配準圖像時涉及四個配準因素：配準模板、配準范圍、配準參數(shù)、配準坐標軸。其中，常規(guī)軟組織配準和自動肝臟配準的模板是軟組織配準模板，常規(guī)骨性配準和自動椎體配準的模板是骨組織配準模板；常規(guī)軟組織配準和常規(guī)骨性配準的范圍是CBCT掃描范圍內(nèi)的所有組織，即等中心點上下方向各7.5cm內(nèi)的范圍，自動肝臟配準的范圍是全肝，，自動椎體配準的范圍是肝臟水平的椎體；四種自動配準方法的配準參數(shù)、配準坐標軸均一致，分別為Thorax3D和左右（X軸）、上下（Y軸）、前后（Z軸）方向。不退出配準程序，使用同種自動配準方法對同幅圖像連續(xù)配準3次，觀察配準結(jié)果是否會發(fā)生變化，以此檢測配準軟件的穩(wěn)定性。間隔1個月，使用同種自動配準方法重復(fù)配準CBCT圖像與計劃CT圖像，每幅圖像各配準4次，若4次配準結(jié)果的最大差值≤3mm認為該方法具有可重復(fù)性。最后分別將每種自動配準方法4次配準結(jié)果的均值與手動配準結(jié)果進行比較,以絕對差值是否≤3mm來反映自動配準與手動配準結(jié)果的接近程度。 結(jié)果： 1手動配準CBCT與計劃CT需10～15分鐘，配準效率有待提高。 2常規(guī)軟組織配準、常規(guī)骨性配準的可重復(fù)性均較好，4次自動配準結(jié)果的最大差值均在1mm之內(nèi)；自動椎體配準的可重復(fù)性次之，自動肝臟配準的可重復(fù)性最差。 3在使用配準軟件自動配準圖像時，配準范圍的大小影響配準結(jié)果。 4自動肝臟配準與手動配準結(jié)果最接近，絕對差值在3mm內(nèi)的百分率分別為左右方向84.3%、上下方向77.7%、前后方向92.6%，但仍有可能出現(xiàn)較大的差值，左右方向13.4mm、上下方向12.6mm、前后方向14.9mm。 結(jié)論：為提高圖像配準效率，推薦在線配準圖像時先使用自動肝臟配準；由于配準范圍影響配準結(jié)果，每次配準圖像時均需根據(jù)肝臟的解剖位置確定個體化的配準范圍；由于使用該方法可能出現(xiàn)較大的差值，在自動配準完成后，需根據(jù)計劃CT的肝臟外輪廓在CBCT圖像上的投影、特別是橫膈頂輪廓的投影對配準結(jié)果校正。 第二部分應(yīng)用kV級CBCT研究肝臟腫瘤分次放療間位置的變化 目的：應(yīng)用千伏級錐形束CT（kV級CBCT）圖像引導(dǎo)放療技術(shù)評估肝臟腫瘤患者分次放療間位置的變化。 方法：研究15例行放射治療的肝臟腫瘤患者，每例患者于擺位后放射治療實施前行CBCT掃描，每周1～3次，共獲取121幅CBCT圖像。離線下以肝臟外輪廓、椎體外輪廓分別為參照物完成CBCT圖像與計劃CT的配準。將肝臟、椎體的配準結(jié)果分別定義為分次放療間肝臟及椎體位置的變化，將兩者配準結(jié)果的差值定義為肝臟相對于椎體位置的變化，對空間位置的變化分別予以評估。 結(jié)果： 1分次放療間，在左右方向肝臟位置的變化是1.0（-16.0～8.0）mm，上下方向-2.1±8.4mm，前后方向-1.2±2.3mm。其中，上下方向位移的絕對值最大，中位值6.3mm，第90百分位數(shù)14.9mm，范圍0～19.3mm；左右方向次之，中位值2.8mm，第90百分位數(shù)6.6mm，范圍0～16.0mm；前后方向最小，中位值1.5mm，第90百分位數(shù)4.4mm，范圍0～7.6mm。三維方向位移的絕對值具有統(tǒng)計學(xué)差異。 2分次放療間，在左右方向椎體位置的變化是-1.0（-16.0～8.0）mm，上下方向-3.4±8.1mm，前后方向-2.0（-10.0～3.0）mm。其中，上下方向位移的絕對值最大，中位值6.0mm，第90百分位數(shù)14.0mm，范圍0～18.0mm；左右方向次之，中位值3.0，第90百分位數(shù)7.4mm，范圍0～16.0mm；前后方向最小，中位值2.0mm，第90百分位數(shù)7.0mm，范圍0～10.0mm。三維方向位移的絕對值具有統(tǒng)計學(xué)差異。 3分次放療間，左右方向肝臟相對于椎體位置的變化是1.5±2.5mm，上下方向1.2±6.7mm，前后方向1.1mm（-2.9～10.3mm）。其中，上下方向位移的絕對值最大，中位值4.8mm，第90百分位數(shù)10.8mm，范圍0.1～19.3mm；左右方向次之，中位值2.0mm，第90百分位數(shù)4.4mm，范圍0～8.6mm；前后方向最小，中位值1.4mm，第90百分位數(shù)3.6mm，范圍0～10.3mm。三維方向位移的絕對值具有統(tǒng)計學(xué)差異。 4若通過配準椎體校正患者位置，放療時左右、上下、前后方向肝臟位移的絕對值可能增大，可能性分別為39.7%、42.1%、43.0%。 5肝臟腫瘤放療若未進行圖像引導(dǎo)，為使99%CTV接受95%處方劑量，在左右、上下、前后方向，CTV-PTV至少應(yīng)外擴8.6mm、17.4mm、4.7mm。 結(jié)論：分次放療間肝臟相對于椎體位置的變化是幾何不確定因素的重要來源，椎體不適于作為肝臟腫瘤圖像引導(dǎo)放療的參照物。肝臟腫瘤放療若未進行圖像引導(dǎo)，CTV-PTV應(yīng)至少外擴：左右方向8.6mm、上下方向17.4mm、前后方向4.7mm。
【關(guān)鍵詞】：肝腫瘤 千伏級錐形束CT 圖像引導(dǎo)放療 圖像配準 位置變化
【學(xué)位授予單位】：河北醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R735.7;R730.55
【目錄】：

• 摘要4-8
• ABSTRACT8-14
• 英文縮寫14-15
• 引言15-16
• 第一部分 肝臟腫瘤 kV 級 CBCT 圖像引導(dǎo)放療配準方法的比較16-30
• 前言16
• 材料與方法16-19
• 結(jié)果19-22
• 附圖22-24
• 附表24-26
• 討論26-28
• 小結(jié)28
• 參考文獻28-30
• 第二部分 應(yīng)用 kV 級 CBCT 研究肝臟腫瘤分次放療間位置的變化30-47
• 前言30
• 材料與方法30-31
• 結(jié)果31-34
• 附圖34-36
• 附表36-43
• 討論43-45
• 小結(jié)45
• 參考文獻45-47
• 結(jié)論47-48
• 綜述 肝臟腫瘤圖像引導(dǎo)放射治療的研究進展48-62
• 參考文獻56-62
• 致謝62-63
• 個人簡介63

【共引文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：肝臟腫瘤kV級CBCT圖像引導(dǎo)放療圖像配準及位置變化的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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