鼻咽癌进行图像引导放疗时不同配准方法对体位校正的影响

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1、广州医学院硕士学位论文鼻咽癌进行图像引导放疗时不同配准方法对体位校正的影响前言在肿瘤放射治疗过程中，摆位误差会影响放疗精度，降低放疗疗效，特别是随着调强放射治疗(IMRT)的逐渐普及，对摆位误差的定量分析与控制显得尤为重要，因而需要设法减少摆位误差。为提高摆位准确性，影像引导放射治疗(imageguidedradiotherapy，IGRT)的概念被提出，通常将在模拟机或加速器机房拍摄定位片，与计划系统（TPS）生成的数字重建影像（DRR）进行配准，引导医务人员校正摆位或纠正射野。这种方法比较费时，重复性差，误

2、差也比较大，因为用胶片拍摄定位片须进行冲洗，冲洗的过程中受显影济，定影济的浓度和水温等因素的影响，人为不好控制。后来随电子射野影像系统（EPID）于1992年投入临床使用，大大提高了工作效率，可以实时分析治疗状态下射野形状的正确性，还可以快速分析病人摆位的准确性。经查阅近10年的文献，发现目前EPID技术已较成熟，性价比较高[1-2]，可以很方便地得到定位图像，但是在它与TPS生成的DRR之间的配准技术方面，目前还很少学者对它进行深入研究，大多数学者基本上对现有的匹配软件作临床应用，这些匹配软件主要是瓦利安公司

3、的Varis软件或Elekta公司的EPIDiViewGT验证软件的匹配功能，它们都是基于感兴趣点或特征解剖部位的手工匹配，即医生在每例患者照射野EPID的射野剂量图像（PDI）勾画出骨性标志，然后与DRR进行比较来评价和纠正摆位误差或射野位置错误（fieldplacement'errors，FPEs）。由于EPID和DRR成像的物理因素不同，使得它们在灰度差异不小，影响匹配效果[3]。EPID采用高能X射线完成成像，能量以6MV为多，它与物质作用以康普顿效应为主，导致EPID图像对比度低，解剖学结构模糊。TP

4、S生成的DRR图像是模拟均匀X射线，利用基于射线追踪算法从系列图像数据，如CT、MR、SPECT等中获取的二维虚拟X线图像。作者经调查几种TPS，虚拟X线的能量大多是千伏特，它与物质作用以光电效应为主，故成像对比度高，解剖学结构清晰。虽然在EPID与DRR进行配准时，可以通过调整它们的窗宽窗位，使得两者尽量达到某种影像状态，但还是存在不少的图像差异，而这种差异直接影响到医生对感兴趣点或特征解剖部位的勾画，从而导致人为误差，配准结果重复性差。为此，本研5广州医学院硕士学位论文鼻咽癌进行图像引导放疗时不同配准方法对

5、体位校正的影响究以Varis软件的配准功能为平台，取37例鼻咽癌患者的PDI图像，探讨EPID与DRR在4种不同的影像状态下的配准结果对体位校正的影响，为临床提供参考数据。另外，由Varis软件的配准功能的自动化程度不高，大多需经过手工微调，增加人为误差，为此，本研究将结合EPID与DRR图像之间的配准技术现状，提出基于特征点的配准算法的可行性，采用MATLAB工具编写此算法，并对上述37例鼻咽癌患者的PDI图像与TPS生成的DRR图像进行配准，将其配准结果与Varis软件的配准结果进行比较，得出配准软件各自的

6、特点和它们之间的差异，为临床日常放疗摆位提供有价值的误差数据。6广州医学院硕士学位论文鼻咽癌进行图像引导放疗时不同配准方法对体位校正的影响材料与方法1材料1.1机器及参数a.热塑面罩b.东芝模拟定位机c.GE16排CT级影像传输系统d.Varian-23EX医用电子直线加速器e.Pinnacle3计划系统f.VARIS图像传输网络与配准软件g.SPSS13.0医学统计软件h.MATLAB7.0数学软件工具1.2病例资料2008年10月至2008年12月期间，在Varian-23EX医用电子直线加速器上进行图像引

7、导放疗的鼻咽癌病人37人（男28人，女9人。其中有10人进行过两段放疗，平均年龄48岁），具体见表1。表1患者年龄统计（单位：岁）平均年龄最大年龄最小年龄男（28人）527732女（9）435428上述患者均先在东芝模拟定位机房进行热塑面罩良好固定，然后在GE16排CT扫描，得到放疗所需CT图像。在Pinnacle3计划系统中进行90度/270度面颈联合不规则野设计，同时生成相应射野的数字重建图像（DRR），将放疗计划经网络系统传输至加速器控制电脑，按计划设计进行摆位、照射。用EPID双曝光法拍摄患者在治疗体位

8、的射野照射区域及外扩4cm的周边组织结构图像，获得侧位定位片和相应角度的CT数字重建片总计47组。7广州医学院硕士学位论文鼻咽癌进行图像引导放疗时不同配准方法对体位校正的影响2实验方法1.1VARIS软件的图像配准功能我院以2008年引进一台Varian-23EX医用电子直线加速器，它配置EPID系统和VARIS图像传输网络软件，此软件分成多个小的目标程序，其中RTChart6.5程序