1、圖像引導放療原理應用及QA圖像引導放療原理應用及QA2IGRT背景IGRT實現(xiàn)方式IGRT（CBCT、EPID）的QA 課程大綱4IGRT背景 課程大綱3IGRT 背景3DCRT和IMRT技術可以產(chǎn)生高度適合靶區(qū)形狀的劑量分布，達到了劑量繪畫或劑量雕刻的效果。5IGRT 背景3DCRT和IMRT技術可以產(chǎn)生高度適合靶區(qū)2022/9/214擺位所依據(jù)的光距尺和激光燈定位誤差。分次治療的擺位誤差來源2022/9/196擺位所依據(jù)的光距尺和激光燈定位誤差。分次2022/9/215治療床和模擬定位機床的差別、體表標記線的寬度、清晰程度、技師經(jīng)驗等因素分次治療的擺位誤差來源2022/9/197治療床和模

2、擬定位機床的差別、體表標記線的6消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)器官的充盈程度顯著影響靶區(qū)位置。治療分次間的靶區(qū)移位和變形8消化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)器官的充盈程度顯著影響靶區(qū)位置。治療分次7隨著療程的持續(xù)進行，患者很可能消瘦、體重減輕，這會進行性地改變靶區(qū)和體表標記的相對位置治療分次間的靶區(qū)移位和變形9隨著療程的持續(xù)進行，患者很可能消瘦、體重減輕，這會進行性地2022/9/218隨著療程的持續(xù)進行，腫瘤可能逐漸縮小、變形，靶區(qū)和危及器官的相對位置關系發(fā)生變化，計劃設計時沒有卷入照射野的危及器官可能卷入。2022/9/1910隨著療程的持續(xù)進行，腫瘤可能逐漸縮小、9在線校位在線校位： 在每個分次治療過程中，擺位后采

3、集患者二維或三維圖像，通過與參考圖像(模擬定位圖像或計劃圖像)比較，確定擺位誤差和(或)射野位置誤差，實時予以校正，然后實施射線照射。11在線校位在線校位：10KV級錐形束CTKV級扇形束CTMV級錐形束CTMV級扇形束CT高對比度*低對比度*均勻度*劑量*4種 3D成像設備圖像質量比較2Sttzel J, Oelfke U, Nill S. A quantitative image quality comparison of four different image guided radiotherapy devicesJ. Radiotherapy and oncology: journa

4、l of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology, 2008, 86(1): 20.12KV級錐形束CTKV級扇形束CTMV級錐形束CTMV級扇3D與2D IGRT比較11與二維圖像相比，三維圖像的優(yōu)勢表現(xiàn)為：由于CBCT圖像可以提供清晰的斷層解剖信息，可以觀察靶區(qū)和危及器官在療程中的變化，提供及時修改計劃的可能。2D圖像3D圖像3D與2D IGRT比較13與二維圖像相比，三維圖像的優(yōu)勢表3D與2D IGRT比較12三維圖像可提供6個自由度(3個平移和3個旋轉)的擺位誤差數(shù)據(jù)，而二維圖像最多只能提供5個自由度(3個

5、平移和2個旋轉)的數(shù)據(jù)；3D與2D IGRT比較14三維圖像可提供6個自由度(3個13Breathingcycle醫(yī)科達資料4DCBCT圖像在線校位15Breathingcycle醫(yī)科達資料4DCBCT圖像Clarity Sim （Elekta）(in simulation room)Clarity Workstation(in planning area)Clarity Guide(in treatment rooms)Remote Satellite Clinic其他在線校位方式-超聲引導在每次治療前采集矢狀位和橫斷位的超聲圖像，通過將計劃系統(tǒng)產(chǎn)生的組織結構輪廓(如膀胱、直腸)疊加到超聲圖

6、像做比較，可確定擺位誤差，并實時予以校正。Clarity Sim （Elekta）Clarity Wo自適應放療15根據(jù)患者每個分次實際照射劑量累積情況，調(diào)整后續(xù)分次照射劑量，或者根據(jù)療程中腫瘤對治療的響應情況，調(diào)整靶區(qū)和(或)處方劑量。根據(jù)治療過程中的反饋信息，對治療方案做相應調(diào)整的治療技術或模式。自適應放療17根據(jù)患者每個分次實際照射劑量累積情況，調(diào)整后續(xù)7分鐘更新治療計劃運用CTVision進行CT采集將原始輪廓疊加到新采集的CT圖像上對原始輪廓進行修正新計劃傳輸至加速器子野變形子野權重優(yōu)化2 min2 min3 min0.5 min7分鐘更新治療計劃運用CTVision進行CT采集將原

7、始輪廓分次內(nèi)靶區(qū)運動控制直接擴大照射范圍在靶區(qū)運動到周期的某一時項進行照射 屏氣技術 呼吸門控通過跟蹤靶區(qū)運動實現(xiàn)全時項跟蹤照射 實時跟蹤 17分次內(nèi)靶區(qū)運動控制直接擴大照射范圍19呼吸跟蹤金屬外標記點紅外攝像裝置通過讀取金屬點位置來獲取病人呼吸曲線呼吸跟蹤金屬外標記點4D CT圖像采集4D CT圖像采集對受呼吸運動影響的靶區(qū)，屏氣可使靶區(qū)暫時停止運動。如果只在此時照射靶區(qū)，則在計劃設計、由CTV外放生成PTV時可設定更小間距，因靶區(qū)運動對間距貢獻可忽略。另外，如果在吸氣末屏氣，可顯著增大肺體積，減少肺受照體積。屏氣技術對受呼吸運動影響的靶區(qū)，屏氣可使靶區(qū)暫時停止運動。如果只在此呼吸門控技術呼

8、吸門控技術是指在治療過程中，采用某種方法監(jiān)測患者呼吸，在特定呼吸時相觸發(fā)射線束照射。時相位置和長度就是門的位置和寬度。門寬度是殘余運動范圍和治療時間增加兩個因素的折衷選擇結果，一般是呼吸周期的2050。Beam OffBeam OnBeam On呼吸門控技術呼吸門控技術是指在治療過程中，采用某種方法監(jiān)測患實時跟蹤-X射線與體表紅外線監(jiān)測裝置結合CyberKnife實時跟蹤-X射線與體表紅外線監(jiān)測裝置結合CyberKnif實時跟蹤-Calypso四維定位系統(tǒng)實時跟蹤-Calypso四維定位系統(tǒng)MV QA 圖像質量(2D)低對比度識別率高對比度空間分辨率將Las Vegas模體上放置在等中心處；將

9、機架轉至-90；將射野開到剛好覆蓋整個模體的位置；用6MV能量出光1MU，獲取透視像；觀察在第一列中能清晰分辨的最大行數(shù)R低對比度識別率；觀察在第一行中能清晰分辨的最大列數(shù)C空間分辨率；標準容差RR4,CC5R1R2R3R4R5C1C2C3C4C5C6MV QA 圖像質量(2D)低對比度識別率將Las VekV QA 圖像質量(2D)低對比度識別率高對比度空間分辨率將Leeds模體上放置在等中心處并與激光燈成45；在Leeds模體上放置1mm厚的銅片；將機架轉至-90；在kV源上加上S20準直器和F0過濾器；獲取透視像；觀察能清晰分辨的圓盤的個數(shù)n低對比度識別率；觀察能清晰分辨的線對的個數(shù)N高

10、對比度空間分辨率；標準容差n11,N11亮度指示對比度指示kV QA 圖像質量(2D)低對比度識別率將Leeds模MV/kV QA 圖像質量(2D)均勻度和噪聲均勻固體水放置于等中心處，SSD=100；將射野開到20*20cm2，用6MV能量出光1MU，獲取透視像；在圖像中心及上下左右離軸7.5cm位置各設置一個1*1cm2的區(qū)域；計算五個區(qū)域內(nèi)測量值的平均值以及五個測量值相對平均值的偏差d均勻度；在圖像中心設置一個5*5cm2的區(qū)域，測量區(qū)域內(nèi)的平均值Mean和標準差SD，計算變異系數(shù)噪聲：標準容差d1%,v5%MV/kV QA 圖像質量(2D)均勻度和噪聲均勻固體水CBCT QA 圖像質量

11、(3D)CATPhan 500CATPhan 600檢測項目CATPhan 500CATPhan 600層厚CTP401CTP404均勻度和噪聲CTP486CTP486幾何失真度CTP515CTP515高對比度空間分辨率CTP528CTP528低對比度識別率CTP515CTP515HU一致性CTP515CTP515CBCT QA 圖像質量(3D)CATPhan 500CCBCT QA 圖像質量(3D)層厚將激光燈對準CTP404模體上的標記點；進行kV CBCT掃描并重建圖像；找到CTP404模體所在層面；用測量工具標記金屬線的一端；在上（下）一個層面上用測量工具標記同一金屬線的同一端，記所得

12、距離為d；標準重建層厚容差0.5mm層厚dtg23 CBCT QA 圖像質量(3D)層厚將激光燈對準CTP4CBCT QA 圖像質量(3D)均勻度將激光燈對準CTP486模體上的標記點；進行kV CBCT掃描并重建圖像；找到CTP486模體所在層面；在如圖所示五個位置各取1*1cm2的區(qū)域；記錄五個區(qū)域內(nèi)的平均HU讀數(shù)；計算均勻度偏差：標準0容差7CBCT QA 圖像質量(3D)高對比度空間分辨率將激光CBCT QA 圖像質量(3D)低對比度識別率將激光燈對準CTP401模體上的標記點；進行kV CBCT掃描并重建圖像；找到CTP401模體所在層面；用測量工具獲取的聚苯乙烯區(qū)域內(nèi)HU的平均值和

13、標準差；用測量工具獲取的LDPE區(qū)域內(nèi)HU的平均值和標準差；在模體說明書上獲取聚苯乙烯和LDPE的參考CT值；標準容差2%CBCT QA 圖像質量(3D)低對比度識別率將激光燈對CBCT QA 圖像質量(3D)HU一致性將激光燈對準CTP401模體上的標記點；進行kV CBCT掃描并重建圖像；找到CTP401模體所在層面；用測量工具獲取的各標準棒區(qū)域內(nèi)HU的平均值和標準差；與模體說明書上提供的各標準棒的參考CT值進行比較；標準參考CT值容差40HUCBCT QA 圖像質量(3D)HU一致性將激光燈對準CCBCT QA 圖像質量(3D)幾何失真度將激光燈對準CTP401/404模體上的標記點；進

14、行kV CBCT掃描并重建圖像；找到CTP401/404模體所在層面；在橫斷面上測量LDPE棒左邊緣到聚甲醛棒左邊緣的距離；在橫斷面上測量上空腔上邊緣到下空腔上邊緣的距離；在矢狀面上測量CATPhan表面第一個標記點與第四個標記點間的距離；標準117mm容差1mmCBCT QA 圖像質量(3D)幾何失真度將激光燈對準CMV/kV QA 幾何特性影像/治療中心一致性將Ball Bearing模體至于等中心處；將機架轉至0,90,180,270，分別獲取各位置上MV和kV的透視圖；在透視圖上測量圖像中心與Ball Bearing中心的距離d；標準0容差d1mmMV/kV QA 幾何特性影像/治療中心一致性將BallkV QA 幾何特性MV/kV中心一致性將Ball Bearing模體正確固定在治療床上，將三個調(diào)整旋鈕調(diào)至5mm示數(shù)位置，床角設0，參照激光燈將Ball Bear