放射治疗的误差分析及控制体会

高精度放射治疗是当前放射治疗的发展目标。然而,在对患者进行放射治疗中产生的误差却存在于放疗的每一个步骤,严重影响治疗效果。系统地分析放疗中误差产生的原因是解决问题的关键,充分了解各个误差产生的原因,才能针对具体的误差来源提供相应的控制对策。     

放疗中需要面对的各种误差

判断放射治疗是否成功主要是看对肿瘤及周围重要器官和结构进行准确的定位和实施精确的治疗,高精度放射治疗是放射治疗的发展目标,然而放疗过程中存在很多影响准确度的因素,本文对放疗病人在放疗科的整个流程中可能出现误差的地方一一列出,分析各项误差产生的原因以求大家在具体的工作中(模拟定位,勾画靶区、制定计划、实体验证、摆位治疗)考虑到相应的问题从而作出相应的对策,以便更好的服务于病人.     

放疗中需要面对的各种误差

判断放射治疗是否成功主要是看对肿瘤及周围重要器官和结构进行准确的定位和实施精确的治疗,高精度放射治疗是放射治疗的发展目标,然而放疗过程中存在很多影响准确度的因素,本文对放疗病人在放疗科的整个流程中可能出现误差的地方一一列出,分析各项误差产生的原因以求大家在具体的工作中(模拟定位,勾画靶区、制定计划、实体验证、摆位治疗)考虑到相应的问题从而作出相应的对策,以便更好的服务于病人.     

立体定向肿瘤放疗设备摆位误差和质量保障分析

近些年来，随着社会经济及医疗技术的不断发展，肿瘤放射治疗事业也得到了长足的进步，肿瘤放疗专家们给予了肿瘤放射治疗质量更多的重视。肿瘤放射治疗的最终目标即给予肿瘤区域充足的精确照射剂量，以减少对周围正常组织及器官的照射量，增强肿瘤局部控制率，降低正常组织并发症发生率。这就在一定程度上对肿瘤放射定位及摆位精度提出了更高的要求。为探讨分析立体定向肿瘤放疗设备摆位误差和质量保障，我们对放疗设备立体定向设备的精度、摆位坐标框架的可读精度与刻度进行了严密检查，同时分析总结了对摆位误差发生的原因，取得了预期效果。现报告如下。     

胸段食管癌图像引导调强放射治疗的摆位误差分析

目的  探讨锥形束CT扫描在胸段食管癌患者调强放射治疗摆位中的重要性。方法  选取胸段食管癌调强放射治疗患者30例，胸腹板和热塑体膜进行体位固定，首次治疗前对患者行锥形束CT（CBCT）扫描，治疗过程中每周行1次CBCT扫描，并记录患者左右、头脚、腹背3个方向的误差数值，对数据进行分析并在线纠正摆位误差。结果  30例患者行168次CBCT扫描验证摆位误差，校正前患者左右（X）、头脚（Y）、腹背（Z） 3个方向的摆位误差分别为（0.195±0.075）、（0.273±0.091）和（0.202±0.079）cm；校正后误差分别为（0.024±0.013）、（0.044±0.023）和（0.030±0.016）cm。治疗过程中摆位误差逐渐减小，治疗体位重复率高。30例患者顺利按放射治疗计划完成治疗，肿瘤局部控制率为96.8%，不良反应明显下降。结论  胸段食管癌调强放射治疗中行CBCT扫描具有重要作用；胸段食管癌调强放射治疗中，重复摆位必然会产生一定误差，只有分析误差产生原因，采取有效措施减少误差，才能使靶区及周围正常组织器官的剂量分布更准确，为临床放疗提供质量保证。

     

鼻咽癌IMRT定位误差的控制

目的：通过对鼻咽癌适形调强放射治疗的位置验证,探讨鼻咽癌适形调强放射治疗的定位技术。方法：采用双曝光法对患者拍摄射野验证片和Adobe公司Photoshop图像处理软件进行图像对比、融合,分析其产生误差的原因。结果：通过射野验证图像与参考图像的对比得出,在左右方向（X）、前后方向（Y）、头脚方向（Z）的摆位误差分别为：X（1.41±1.37）mm、Y（1.53±1.25）mm、Z（1.36±1.39）mm,最大误差为6.2mm;并且在身体各个方向上的位置及姿势与CT定位后重建影像存在体位姿势误差,其误差特点为越远离治疗中心表现越明显。结论：放射治疗定位技术有助于减少放射治疗中等中心的摆位误差,也有助于减少身体各个方向上的体位姿势误差。     

利用OBI系统减少盆部肿瘤摆位误差的研究

目的：探讨机载影像系统（OBI）在分析盆腔部肿瘤调强放射治疗时摆位误差中的作用。方法选取我院收治的盆腔部肿瘤患者80例作为研究对象,并采用Varian医用直线加速器对其进行治疗。每组治疗前获取锥形束CT（CBCT）图像,并与计划CT图像和靶中心区域匹配,计算摆位误差。结果盆部肿瘤调强放射治疗时摆放误差为系统误差（均数）±随机误差（标准差）如下：x方向-0.4730±2.5821,y方向0.8791±5.4567,z方向0.1126±3.3328,旋转误差r为-0.2416±1.6754。结论 OBI系统能够提高摆位精度,减少误差,减少对周围组织的照射,对指导摆位误差的修正具有较大意义。     

40例盆腔恶性肿瘤放射治疗摆位误差分析

目的:对电子射野影像系统(EPID)在盆腔肿瘤放射治疗中的摆位误差进行分析。方法:收集盆腔肿瘤放疗的患者40例,运用电子射野影像系统(EPID)所拍摄的正位片和侧位片与数字化DRR的重建图像进行对照。结果:前后和左右的误差范围明显大于头脚,而前后平均误差值明显大于头脚和左右的平均误差值,在3 mm以下左右和头脚摆动误差的发生率明显高于前后。结论:利用EPID可以有效检测盆腔肿瘤放疗的摆位误差,减少误差,使摆位舒适性增强,重复性和准确性得到有效提高,确保治疗的有效实施,真正做到提高放射治疗的效果,降低放射治疗的不良反应。     

锥形束CT在腹部肿瘤放射治疗摆位误差测量中的价值

目的分析在腹部肿瘤放射治疗过程中锥形束CT(CBCT)对于摆位误差校正的意义。方法选取我院2015年2月至2016年10月收治的80例腹部肿瘤患者,均进行三维适形放射治疗,放射治疗之前对其进行CBCT扫描同时和计划的CT图像进行匹配,记录旋转和线性方向的摆位误差,对摆位误差进行合理校正后,再次进行CBCT扫描,记录摆位误差。结果对80例患者共进行了CBCT扫描1 685次,校正后的线性误差和旋转误差比校正前要显著减小,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论对腹部肿瘤患者进行放射治疗之前,通过CBCT扫描校正摆位误差,能够有效提升治疗部位的精度,提升治疗效果,该方法值得进一步研究推广。     

热塑膜联合真空袋体位固定技术在胸腹部肿瘤放射治疗中的应用

目的:探讨热塑膜联合真空袋体位固定技术在胸腹部肿瘤放射治疗中的应用效果。方法:选取2018年1月-2019年6月于本院放射治疗的85例胸腹部肿瘤患者。按抛硬币法分为联合组(n=45)和对照组(n=40)。对照组放射治疗时采取真空袋体位固定技术,联合组在对照组的基础上联合热塑膜体位固定技术。比较两组体位摆放不同方向的误差、并发症发生及满意情况。结果:联合组前后、左右以及头足方向的误差均小于对照组(P0.05);联合组恶心呕吐、放射性食管炎、肠炎及肺炎发生率均低于对照组(P0.05);联合组满意率明显高于对照组(P0.05)。结论:在胸腹部肿瘤患者放射治疗过程中采取热塑膜联合真空袋位固定技术可明显减少误差,降低并发症发生,提高患者满意度,值得临床推广应用。     

图像引导调强放疗在食管癌治疗的应用

目的探讨食管癌影像引导的放射治疗(image guided radiation therapy,IGRT)中的摆位误差对靶区和危及器官物理剂量变化的影响。方法选择2010年9月—2011年11月我院用美国瓦里安公司的具有机载影像系统(on-borad-imager,OBI)的23EX直线加速器治疗机治疗食管癌患者28例。所有患者在首次摆位后、摆位误差纠正后及治疗后,用KV级的锥形束CT(cone beam CT,CBCT)扫描获取患者的3种容积图像,每位患者每周验证1次,采集3次CBCT图像。28例患者共扫描411次。每例患者的每次CBCT图像均与其原始计划CT图像进行靶中心匹配,计算首次摆位后、摆位误差纠正后及治疗后在X(左右)、Y(腹背)、Z(头脚)方向偏移误差,获得3组X、Y、Z三维方向的移床数据。将每位患者每次CBCT校正的偏移误差,通过Eclip se 8.6Version治疗计划系统研究摆位误差在食管癌放疗中对靶区和危及器官剂量分布的影响。结果 (1)28例食管癌患者每次首次摆位后的CBCT共137次,系统误差±随机误差在X、Y、Z方向分别为(0.696 3±2.794 7)、(0.688 9±2.250 9)、(0.859 3±3.425 5)mm,对这些摆位误差均进行实时纠正,纠正后X、Y、Z 3个方向摆位误差的系统误差和随机误差均低于首次摆位误差。(2)摆位误差纠正前、纠正后的数据比较差异有统计意义(P<0.05),摆位误差纠正后与治疗后相比差异无统计学意义(P>0.05)。(3)计算模拟得出原发肿瘤(GTV)平均剂量变化为-3.52%～2.44%,心脏剂量变化为-4.18%～25.53%,肺脏剂量变化为-1.82%～13.93%,脊髓剂量变化为-10.50%～20.87%。结论采用IGRT对食管放疗的摆位误差纠正有明显的作用,且能较大幅度减少摆位误差。应用OBI-CBCT系统,进行实时摆位误差校正,使靶区及周围正常组织器官剂量分布准确,提高靶区剂量而减少正常组织的受量,为临床放疗提供质量保证。     

应用锥形束CT评估鼻咽癌调强放疗中的摆位误差

目的探讨锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)扫描在调强放射治疗鼻咽癌中降低摆位误差的方法。方法对调强放疗的15例鼻咽癌患者,使用瓦里安23EX直线加速器的机载影像系统(on-bo-rad-imager),采集首次摆位后、摆位误差纠正后及治疗后CBCT图像,并与计划系统的模拟定位CT图像靶中心匹配计划,获得首次摆位后、摆位误差纠正后及治疗后在X(左右)、Y(腹背)、Z(头脚)方向摆位误差进行分析。每位患者每周1次,每次采集3组数据,15例患者治疗5～7w。结果 15例鼻咽癌患者CBCT扫描首次摆位误差数据在X、Y、Z轴分别为(0.675±2.023)、(0.337±1.508)、(0.450±1.749)mm;3个轴向摆位误差绝对值的P95分别为4、3、4mm;3轴向的众数分别为1、1、0mm;其中X轴方向91.3%≤3mm,Y轴方向100%≤3mm,Z轴方向92.5%≤3mm。X、Y、Z轴上极小值分别为-6.00、-3.00、-5.00mm,极大值分别为5.00、3.00、5.00mm。分次治疗间摆位误差差异有统计学意义(P<0.05),分次治疗内摆位误差及X、Y、Z三维方向上的摆位误差差异无统计学意义(P>0.05)。结论采用CBCT技术对鼻咽癌调强放疗进行摆位纠正,可以缩小鼻咽癌放疗过程中分次间的摆位误差,而分次治疗内误差较小,放疗中只需要在首次摆位后治疗前进行CBCT摆位纠正。     

乳腺癌保留乳房术后应用图像引导放射治疗效果探讨

目的:评价乳腺癌保留乳房手术(保乳术)后调强放射治疗剂量学优势,评估图像引导技术在乳腺癌保乳术后调强放射治疗的摆位误差和计划靶体积边界。方法:6例早期乳腺癌接受保乳手术的患者,实施全乳腺图像引导调强放疗50 Gy,瘤床电子线加量10 Gy。评价乳腺靶区的剂量分布均匀性和周围正常组织的照射剂量和体积,观察临床毒性反应,统计摆位误差。结果:靶区剂量均匀,正常组织受量在允许范围内,摆位误差左右方向≤0.3 cm,其他方向≤0.5 cm。结论:乳腺癌保乳术后全乳腺调强靶区剂量均匀性好,正常组织受量小,临床毒性反应小,摆位重复性差,采用锥形束CT图像引导放疗可减少摆位误差。     

肺癌图像引导放疗不同配准方式对摆位误差的影响

目的：探讨图像引导肺癌放射治疗（以下简称放疗）时不同图像配准方法对摆位误差的影响。方法：利用Elekta Synergy直线加速器对43例肺癌患者进行基于锥形束CT（CBCT）的图像引导放疗（IGRT）。将重建获得的CBCT图像与原计划系统CT图像进行骨性和灰度两种模式匹配,分析X、Y、Z轴水平方向的摆位误差及旋转方向摆位误差,比较两种匹配模式之间的差异。结果：43例肺癌放疗共进行114次CBCT扫描,其中骨性配准和灰度配准在X轴水平方向的误差分别为（-0.297±3.137）mm、（0.377±2.958）mm;在Y轴水平方向的误差为（-1.415±5.313）mm、（0.719±5.451）mm;在Z轴水平方向的误差为（0.632±3.033）mm、（-0.679±2.982）mm。骨性配准和灰度配准在X轴旋转方向的误差分别为（-0.469±1.605）°、（-0.493±1.461）°;在Y轴旋转方向的误差为（-0.203±1.431）°、（0.35±1.424）°;在Z轴旋转方向的误差为（0.134±1.478）°、（0.196±1.348）°。将6个方向摆位误差计量数据配对进行统计学处理,骨性配准和灰度配准两种配准方式除了在X轴旋转和Z轴旋转差异无统计学意义（均P〉0.05）外,其他4个方向的摆位误差计量数据差异均有统计学意义（P〈0.05）。结论：肺癌行IGRT时,两种配准方式均可选择,建议首先使用灰度配准,骨性配准辅之。     

适形放疗靶区确定的影响因素分析

目的探讨适形放疗靶区的计划靶体积的影响因素。方法分析经扫描仪输入的CT图像，计算图像重建偏差；由5位放射治疗科医生单独勾画大体肿瘤体积(GTV)，通过计算辐射线状测量差异(RLMV)值，比较与实际实施治疗计划在中心层面上的差异；分析手动多叶光栅(MLC)摆位及GTV模具制作过程，计算GTV模具误差及边缘剂量误差。结果由扫描仪输入CT图像引起的综合误差累计达1．5～2．5mm，非平行扫描误差达1～3mm；与实际实施计划GTV相比，在GTV中心层面上无一例完全吻合。结论直接通过数字化方式传输CT/MRI图像保证数据准确、不失真；确定适形放射治疗计划靶体积(GTV)应该由一组放射治疗医生共同确定；计算机控制的多叶光栅(MLC)能够避免GTV模具制作及摆位带来的误差。     

真空袋在胸腹部肿瘤放疗中的应用分析

目的:探讨真空袋在胸腹部肿瘤放疗中的临床应用效果。方法:选取胸腹部放疗的病例60例,将其随机分为研究组和对照组,研究组采用体位真空袋固定技术放疗,对照组采用常规固定技术进行放疗,对所有病例均拍摄正、侧位验证片,计算各方向的摆位误差对比分析。结果:研究组X轴和三维摆位误差明显小于对照组,研究组摆位误差大于5 mm的摆位次数明显少于对照组,两组对比,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:相比于常规固定技术,在胸腹部放疗中应用体位真空袋固定放疗技术摆动误差小且精确度高,可以有效提高放疗的精确度。     

非小细胞肺癌采用连续加速超分割适形放疗配合深吸气屏气技术的摆位分析

目的:针对非小细胞肺癌,采用周末休息的连续加速超分割放疗方案,配合三维适形放疗及深吸气屏气技术,探讨其摆位方法。方法:对10例不能手术的Ⅲ期非小细胞肺癌患者,采用连续加速超分割三维适形放疗配合深吸气屏气技术进行治疗摆位的回顾性分析。单次分割剂量为1.1~1.5 Gy,3次/d,5 d周/,总剂量为62~63 Gy。结果:全部患者均按照预定方案完成治疗,无一例中断放疗,未出现2级以上放射性肺炎。结论:非小细胞肺癌采用连续加速超分割三维适形放疗配合深吸气屏气技术,放疗摆位过程中密切医患配合,减少了人为误差,提高了摆位精确度,可以确保治疗计划的顺利实施。     

老年转子间骨折角型钢板治疗失误和并发症分析

目的分析角型钢板治疗股骨转子间骨折中出现的各种失误和并发症,并提出预防措施。方法1990年10月以来共治疗股骨转子间骨折68例,逐例分析治疗失误的原因。结果术中操作失误致股骨外侧皮质崩裂2例;钢板刀口穿破股骨头进入髋臼1例,术后切口感染1例,共8例出现并发症,发生率14．7％。结论角型钢板治疗股骨转子间骨折效果好,但不应忽视可能发生的各种失误和并发症。     

利用缩野定位CT扫描测量三维适形调强治疗中的摆位误差

 目的 利用缩野定位CT扫描研究在三维适形调强治疗中热塑成型面罩/体膜固定的摆位不确定程度,并探讨不同部位的计划靶区（planning target volume,PTV）外放间距。方法 对77例放疗患者进行前后两次CT扫描,第二次CT扫描为靶区缩野定位扫描,仍采用原有固定装置,保证摆位及固定方法、扫描参数及扫描范围与首次CT扫描完全相同。选取相同的解剖骨性标志点为原点建立坐标轴,测量左、中、右3个标志点在坐标轴X、Y、Z方向上的数值,前后两次数值差的绝对值即为标志点在治疗过程中的摆位误差。结果 左、中、右3个标志在不同部位肿瘤患者两次CT扫描之间的差距无一致性,头部及头颈肩部固定的摆位误差较小,胸部及腹盆部的固定摆位误差较大,胸部及腹盆部的误差均值均大于3 mm。头部和头颈部肿瘤PTV外放间距为3~8 mm,而胸部和腹盆部肿瘤PTV外放间距则为6~16 mm。结论 即使两次激光标志点吻合相当精确,相对于骨性解剖标志点仍产生偏移。放疗必须要求足够的质控措施来保证治疗的精确,尤其是胸部及腹盆部肿瘤的调强放疗,图像引导放疗（image-guided radiation therapy,IGRT）可能是解决手段之一。     

宫颈癌在图像引导调强放疗中摆位误差的分析

目的探讨宫颈癌在图像引导调强放射治疗中的摆位误差对靶区和危及器官剂量变化的影响。方法对22例宫颈癌患者分别在首次摆位后、摆位误差纠正后及治疗后验证采集3组锥形束CT图像,每周1次,获得首次摆位后、摆位误差纠正后及治疗后X(左右)、Y(腹背)、Z(头脚)方向偏移误差,计算出摆位误差值下靶区和危及器官剂量分布,对比分析摆位误差对靶区和危及器官剂量分布的影响。结果在X、Y、Z方向上首次摆位后系统误差±随机误差分别为(1.100±2.984)、(0.883±2.210)、(1.083±2.738)mm,纠正后X、Y、Z方向上的摆位误差分别为(0.200±0.708)、(0.061±0.624)、(0.066±0.606)mm与首次摆位误差比较差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗后X、Y、Z方向轴上的摆位误差分别为(0.066±0.578)、(0.033±0.780)、(0.116±0.884)mm,与纠正后摆位误差比较差异均无统计学意义(P>0.05)。因摆位误差所致的宫颈癌原发肿瘤平均剂量变化为-2.58%～3.54%,股骨头平均剂量变化为-7.03%～8.45%,膀胱平均剂量变化为-12.28%～3.79%,小肠平均剂量变化为-3.06%～15.32%,直肠平均剂量变化范围为-10.53%～12.83%,脊髓平均剂量变化为-3.67%～18.14%。结论采用图像引导技术对宫颈癌的调强放疗进行误差纠正,可以缩小分次治疗间摆位误差,而宫颈癌分次治疗内摆位误差较小。宫颈癌的摆位误差可引起靶区和危及器官剂量明显变化,应用图像引导技术使靶区及周围正常组织器官剂量分布准确,提高放疗过程的精度,为临床放疗提供质量保证。