精確放療的質(zhì)量保證

放射治療近20多年來(lái)重要進(jìn)步醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展，提供了三維影像重建及數(shù)字化重建影像（DDR)放射治療設(shè)備的不斷改進(jìn)與三維治療計(jì)劃系統(tǒng)的產(chǎn)生，令放射治療有可能使高劑量通過(guò)三維空間，適形分布于靶區(qū)內(nèi)---3DCRT,IMRT目前一頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前二頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)

IMRT的結(jié)果是高劑量區(qū)分部與靶區(qū)的三維形狀的適合度較常規(guī)治療大有提高，進(jìn)一步減少了周?chē)＝M織和器官卷入射野的范圍。它是放射治療技術(shù)的必然發(fā)展，是放射腫瘤學(xué)發(fā)展的方向與未來(lái)，是上世紀(jì)最后二十多年間先進(jìn)科學(xué)與技術(shù)的結(jié)晶，標(biāo)志著腫瘤放射治療進(jìn)入“精確定位、精確設(shè)計(jì)、精確治療”的時(shí)代。目前三頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)3DCRT/IMRT步驟體位固定CT掃描（采用CT增強(qiáng)、MRI圖像、PET等融合）靶區(qū)及敏感器官勾畫(huà)處方劑量（包括靶區(qū)及敏感器官等）計(jì)劃設(shè)計(jì)（射野及優(yōu)化計(jì)算等）計(jì)劃評(píng)估及計(jì)劃遴選治療計(jì)劃驗(yàn)證（幾何及劑量）治療計(jì)劃實(shí)施治療目前四頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)3D影像靶體積和敏感器官定義照射野設(shè)計(jì)劑量計(jì)算及優(yōu)化劑量驗(yàn)證生物學(xué)模式患者體位確認(rèn)實(shí)施治療3DCRT/IMRT實(shí)施過(guò)程（Chain）目前五頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CT掃描及圖像傳輸掃描體位

擺位要準(zhǔn)確、要做到掃描與治療一致薄層掃描

一般3mm左右

掃描范圍

根據(jù)臨床需要確定，但至少要在

腫瘤上下緣各外放5cm圖像源傳輸數(shù)據(jù)丟失？錯(cuò)誤？

目前六頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)

TPS依賴CT掃描得到的CT值建立CT-密度轉(zhuǎn)換曲線,并根據(jù)轉(zhuǎn)換所得的組織密度(或電子密度)進(jìn)行組織不均勻性劑量校正計(jì)算,從而得出放射治療計(jì)劃的劑量分布.

TPS中CT值與物質(zhì)密度轉(zhuǎn)換目前七頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)圖像登記及配準(zhǔn)圖像登記(病人信息、醫(yī)生、物理師等）圖像配準(zhǔn)（患者坐標(biāo)系與治療機(jī)坐標(biāo)系建立）圖像融合

采用CT平掃與CT增強(qiáng)CT平掃與MRI圖象融合CT平掃與PET融合目前八頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)IMRT要求靶區(qū)定義準(zhǔn)確IMRT提供了與靶區(qū)高度適形劑量分布的物理手段。這意味著正確的靶區(qū)、正確的適形；錯(cuò)誤的靶區(qū)、錯(cuò)誤的適形。常規(guī)BoxIMRT目前九頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)GTVCTVPTV靶區(qū)(target)的定義GTV腫瘤區(qū)

一般診斷手段（包括臨床檢查、CT/MRI/PET）能夠診斷出的、可見(jiàn)的、具有一定形狀和大小的惡性病變的范圍。包括原發(fā)灶、轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)和其他轉(zhuǎn)移灶組成。CTV：臨床靶區(qū)臨床經(jīng)驗(yàn)表明，在腫瘤區(qū)附近通常有亞臨床侵犯，也就是說(shuō)，存在不能由分期手段查明的個(gè)別惡性細(xì)胞、小細(xì)胞團(tuán)或微擴(kuò)散。PTV：計(jì)劃靶區(qū)

臨床靶區(qū)（CTV）、照射中患者器官的移動(dòng)（ITV），由于擺位、治療中患者體位的重復(fù)性誤差。ICRU50ICRU62目前十頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)靶體積的不確定度靶區(qū)定位的不確定度器官運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備分辨率能力的局限患者擺位誤差患者體位變化患者身體變化如體重變化激光燈和光距尺的誤差射野位置誤差目前十一頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)擺位誤差參考部位左右前后頭足

盆腔3.0(8.3)2.3(3.3)1.8(8.0)

胸部2.3(7.8)3.3(10.3)3.1(9.1)

腹部2.1(5.4)2.4(5.8)3.0(5.8)

頭頸1.9(4.5)1.9(5.6)2.4(5.0)平均值（最大值）mm目前十二頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)照射野野的設(shè)計(jì)等中心位置射線束能量頭頸部腫瘤，6－8MV，胸部腫瘤由于肺的影響，擬采用低能而不是高能RTOG建議4-12MV，腹部腫瘤可考慮用低能代替高能以采用奇數(shù)射野對(duì)稱分布為起點(diǎn)布置射野,避免對(duì)穿照射為了形成凹形分布，無(wú)需危及器官照射通常不采用非共面布野照射野數(shù)目和方向：鼻咽癌采用7/9個(gè)共面等機(jī)架角均分的布野方案；前列腺癌采用5-7個(gè)射野目前十三頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)給定處方劑量要求

給定靶區(qū)(劑量應(yīng)給定在PTV而不是CTV)處方劑量，該劑量應(yīng)至少包括95%體積的靶區(qū).給定危及器官的耐受劑量要求串聯(lián)組織Dmax約束并型組織DV約束其它類型Dmax和DV約束Norequirements，NoConsiderations目前十四頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)治療計(jì)劃能否實(shí)施、實(shí)施難度和效率治療計(jì)劃是否滿足臨床的處方劑量要求靶區(qū)劑量及均勻度危及器官受量適形指數(shù) 正常組織并發(fā)癥概率NTCP腫瘤控制概率TCP無(wú)并發(fā)癥的凈控制概率Putc治療計(jì)劃是否已無(wú)改進(jìn)的余地如何評(píng)價(jià)治療計(jì)劃?目前十五頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)

等劑量分布（絕對(duì)劑量分布、相對(duì)劑量分布）劑量體積直方圖（DVH)

描述正常組織及腫瘤組織受特定劑量或百分劑量照射的體積百分比

IMRT治療計(jì)劃的評(píng)估目前十六頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)等劑量線分布目前十七頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前十八頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)計(jì)劃是否滿足臨床的處方劑量要求?靶區(qū)總劑量（Gy）單次劑量（Gy）分次數(shù)靶區(qū)劑量是指95%靶區(qū)體積所受的最小劑量P-GTV72Gy2.18Gy33P-CTV166Gy2Gy33P-CTV260Gy1.82Gy33P-GTVnd70Gy2.12Gy33P-CTVnd60Gy1.82Gy33危及器官劑量器官劑量（Gy）≥體積%≤器官劑量（Gy）≥體積%≤腦干540腮腺2650脊髓450顳葉600垂體500眼球500視神經(jīng)540晶體60視交叉540目前十九頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)

患者治療前的驗(yàn)證病人劑量驗(yàn)證

電離室（點(diǎn)劑量）二維探測(cè)器陣列（通量圖）病人位置驗(yàn)證（2D、3D）MV級(jí)電子射野影像系統(tǒng)（EPID）超聲系統(tǒng)KV級(jí)在軌道CTKV級(jí)錐形束CT(ConebeamCT,CBCT,CBCT)

其中KV級(jí)CBCT系統(tǒng)發(fā)展最為迅速，應(yīng)用最廣泛

目前二十頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)射野的方向和數(shù)目目前二十一頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)PortalVision：IMRT積分圖像目前二十二頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)治療計(jì)劃的劑量驗(yàn)證

驗(yàn)證所受劑量的分布是否與治療計(jì)劃一致

包括治療計(jì)劃系統(tǒng)的運(yùn)算和治療設(shè)備的性能目前二十三頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)絕對(duì)劑量測(cè)量IMRT病人計(jì)劃移植到測(cè)量模體中，計(jì)算出體模內(nèi)的劑量分布和電離室測(cè)量點(diǎn)的劑量，按實(shí)際治療方式進(jìn)行照射，用電離室作實(shí)際照射劑量比較測(cè)量點(diǎn)計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算劑量和實(shí)測(cè)劑量相對(duì)誤差。

百分相對(duì)誤差＝(測(cè)量值-計(jì)算值)／測(cè)量值×100%

AAPM認(rèn)為對(duì)于IMRT計(jì)劃系統(tǒng)劑量準(zhǔn)確性的驗(yàn)收，電離室測(cè)量的結(jié)果與計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算值的誤差在3%-4%之間，國(guó)內(nèi)開(kāi)展IMRT技術(shù)的單位其誤差精度控制在5%以內(nèi)。目前二十四頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)二維劑量?jī)x計(jì)劃系統(tǒng)定量分析照射野注量圖驗(yàn)證目前二十五頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前二十六頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)劑量驗(yàn)證的誤差分布情況2010年8月至2011年7月共治療腫瘤患者共214例，其中頭頸部腫瘤103例，胸部腫瘤患者74例,腹部腫瘤患者37例。男性132例，女性82例，年齡8～90歲。所有的患者都了點(diǎn)劑量和射野圖的驗(yàn)證

射野通量圖96.6±2.75(%)點(diǎn)劑量-0.91±2.21目前二十七頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)KV-CBCT影像引導(dǎo)的位置驗(yàn)證安徽省立醫(yī)院放療科于2010年8月在安徽省內(nèi)首家正式開(kāi)展IGRT的臨床應(yīng)用及研究

我院所有調(diào)強(qiáng)病人都根據(jù)治療安排行一定次數(shù)的ConebeamCT（CBCT)掃描，進(jìn)行三維圖像引導(dǎo)放療治療目前二十八頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)ElektaSynergy加速器KV級(jí)探測(cè)器陣列KV級(jí)X射線球管MV級(jí)探測(cè)器陣列40對(duì)葉片MLC目前二十九頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)擺位誤差的研究研究214例患者中的次照射前CBCT掃描，其中頭頸部面罩患者CBCT掃描356次，體部真空袋患者CBCT掃描377次。頭頸部面罩患者擺位誤差測(cè)：X軸：1.67±1.72mm；（0～0.84，大于3mm占16.3%）Y軸：1.66±1.96mm；（0～1.05，大于3mm占18.5%）Z軸：1.69±1.59mm；（0～0.89，大于3mm占15.1%）體部真空袋患者擺位誤差測(cè)值：

X軸：3.04±2.10mm；（0～0.99，大于5mm占16.2%）Y軸：3.75±2.70mm；（0～1.13，大于5mm占17.3%）Z軸：2.73±2.14mm；（0～0.96，大于5mm占15.4%）

目前三十頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)臨床常用的誤差修正辦法在臨床靶區(qū)（CTV)外放一定的間距形成內(nèi)靶區(qū)（ITV）和計(jì)劃靶區(qū)(PTV),通常還包括擺位誤差，此法較簡(jiǎn)單，但它以犧牲周?chē)＝M織尤其是危及器官為代價(jià)。從CTV到PTV邊界縮小是放射治療能否取得成功的重要因素。一般來(lái)說(shuō)，照射體積越大，腫瘤治療劑量需要越高。實(shí)驗(yàn)證明，腫瘤治療劑量若有近10%的增加，腫瘤控制概率幾乎5倍的增加。（15%

75%）目前三十一頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)臨床常用的誤差修正辦法解決靶區(qū)運(yùn)動(dòng)的有效方法是采用某種技術(shù)手段探測(cè)靶區(qū)運(yùn)動(dòng)，并采取相應(yīng)措施應(yīng)對(duì)，那就是采用圖像引導(dǎo)放療（IGRT）。量化擺位和靶區(qū)運(yùn)動(dòng)引起的誤差，即根據(jù)擺位誤差結(jié)果合理分析，反過(guò)來(lái)指導(dǎo)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)劃靶體積邊界大小的確定，減少正常組織的受照劑量，提高腫瘤控制概率，這是保證現(xiàn)代放療技術(shù)治療質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前三十二頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CTV--PTV外放邊界大小的研究ICRU50號(hào)和62號(hào)報(bào)告對(duì)放療的各種靶區(qū)體積做了定義。CTV-PTV外放邊界的大小對(duì)放射治療影響明顯。過(guò)小會(huì)使局部區(qū)域漏照，影響腫瘤的局部控制率，過(guò)大則導(dǎo)致周?chē)＝M織受照過(guò)多，OAR并發(fā)癥率相應(yīng)增高。研究參照Remeijer相關(guān)定義：對(duì)于患者個(gè)體而言，系統(tǒng)擺位誤差是分次擺位誤差的平均值（Σ），隨機(jī)擺位誤差是分次間擺位誤差的波動(dòng)，用分次擺位誤差的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示（σ）目前三十三頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CTV--PTV外放邊界大小的研究Stroom（1999）等采用DVH和靶區(qū)覆蓋可能性分析指出：為使99％的CTV受到95％的處方劑量，由CTV到PTV的大小至少應(yīng)為2Σ+0.7σ。VanHerk（2000）等也給出了相應(yīng)的公式：2.5Σ+0.7σ-0.3。本次研究根據(jù)CTV外放=2Σ+0.7σ公式,計(jì)算PTV外放邊界大小為頭頸部：X=3.3mm，Y=3.3mm，Z=3.4mm體部：X=6.6mm，Y=7.5mm，Z=5.5mm目前三十四頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)患者擺位誤差的原因不同技術(shù)員擺位、多次擺位等因素具有隨機(jī)性和偶然性，擺位技術(shù)責(zé)任心?；颊咦灾骱筒蛔灾鞯倪\(yùn)動(dòng)、治療過(guò)程中病情的變化不同治療單位采用的設(shè)備精度和擺位技術(shù)的差異，無(wú)疑將導(dǎo)致系統(tǒng)誤差差異。而隨機(jī)誤差因素的偶然性、即使同質(zhì)研究對(duì)象間固有抽樣誤差等因素亦導(dǎo)致不同研究結(jié)果中隨機(jī)誤差不同。頭頸部患者的固定采用頭枕和熱塑膜，患者經(jīng)此固定后各個(gè)方向上動(dòng)度較小，胸腹部患者采用真空體模固定，固定效果較熱塑面罩差。基于上述原因，不同研究單位的誤差結(jié)果僅對(duì)本單位治療系統(tǒng)放療計(jì)劃的制定和實(shí)施具有參考意義。目前三十五頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CBCT--IGRT系統(tǒng)質(zhì)量保證必要性kV-CBCT的主要功能是輔助提高腫瘤放射治療的位置精度，而在錐形束CT不斷的使用過(guò)程中，由于存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)磨損和電子器件的使用老化。所以有可能會(huì)引起以下幾個(gè)方面的改變：(1)系統(tǒng)安全性問(wèn)題(2)圖像質(zhì)量問(wèn)題(3)硬件參數(shù)問(wèn)題(4)幾何特性問(wèn)題因此錐形束CT的質(zhì)量保證（QA）是日常工作中不容忽視的問(wèn)題。目前三十六頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CBCT系統(tǒng)QA實(shí)施----安全性kV-CBCT安全性和應(yīng)用性的檢查是每天非常重要且必要的工作檢查內(nèi)容：檢測(cè)加速器的各項(xiàng)連鎖是否正常，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架時(shí)確保防撞連鎖不會(huì)因?yàn)橹亓Χせ?；觸動(dòng)防撞開(kāi)關(guān)，檢查連鎖是否被激活；檢測(cè)機(jī)器的各個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)是否正常；KV平板與KV-X線球管的位置及聯(lián)鎖定期檢查和備份病人數(shù)據(jù)及系統(tǒng)數(shù)據(jù)，測(cè)試和計(jì)劃系統(tǒng)的傳輸連接是否正常；目前三十七頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CBCT系統(tǒng)QA----圖像質(zhì)量病人經(jīng)過(guò)錐形束CT掃描后得到CT圖像，重建后與計(jì)劃系統(tǒng)傳輸?shù)膮⒖糃T圖像進(jìn)行3-D配準(zhǔn)，XVI系統(tǒng)可以進(jìn)行自動(dòng)配準(zhǔn)(骨性配準(zhǔn)和灰度配準(zhǔn))或手動(dòng)配準(zhǔn)，因此配準(zhǔn)的精確度主要取決于圖像質(zhì)量。而kV-CBCT的圖像對(duì)比度和空間分辨率與計(jì)劃參考CT（診斷CT）不同，但是高質(zhì)量的kV-CBCT圖像和保證kV-CBCT圖象質(zhì)量穩(wěn)定對(duì)于提高配準(zhǔn)精度有重要意義，圖像質(zhì)量差會(huì)導(dǎo)致配準(zhǔn)誤差增大。目前三十八頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CBCT系統(tǒng)QA----圖像質(zhì)量圖像質(zhì)量QA需要使用圖像質(zhì)量檢測(cè)模體，將每次獲得的圖像質(zhì)量參數(shù)與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，監(jiān)測(cè)圖像質(zhì)量是否發(fā)生改變。如果得到的參數(shù)值超過(guò)了規(guī)范要求，則需要進(jìn)行校正。圖像質(zhì)量QA主要有7個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目Catphan

CTP503phantom內(nèi)置有多個(gè)密度和尺寸已知的模塊目前三十九頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CBCT系統(tǒng)QA----圖像質(zhì)量(1)3-D灰度分辨率檢測(cè)：

使用XVI容積成像，掃描Catphan模體并三維重建后，在橫斷面窗口，找到“對(duì)比測(cè)試模塊”部分，檢測(cè)裝有聚苯乙烯和低密度聚乙烯(LDPE)的橫截面中心的像素平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。（標(biāo)準(zhǔn)≤1.5%）polystyreneLDPE目前四十頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CBCT系統(tǒng)QA----圖像質(zhì)量(2)3-D橫斷面水平/垂直方向失真度檢測(cè)：在橫斷面窗口中的“對(duì)比測(cè)試模塊”部分，測(cè)量裝有聚甲醛樹(shù)酯與低密度聚乙烯截面圓心間的實(shí)測(cè)距離。標(biāo)準(zhǔn)≤117mm±1.04mm(4個(gè)像素點(diǎn))。目前四十一頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CBCT系統(tǒng)QA----圖像質(zhì)量(4)3-D圖像一致性檢測(cè)：在橫斷面窗口，找到“一致性檢測(cè)”模塊部分，采集圖像中心位置和圖像其他任意3個(gè)點(diǎn)的像素值，獲取抽樣圖像像素值，記錄3點(diǎn)的平均像素值，計(jì)算3-D圖像一致性，要求結(jié)果≤1.5%目前四十二頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CBCT系統(tǒng)QA----圖像質(zhì)量（5）3D空間分辨率檢測(cè)：在橫斷面窗口，找到“空間分辨率模塊”部分，調(diào)節(jié)窗寬和窗位到一個(gè)比較合適的，記錄可分辨的線對(duì)數(shù)量(要看到線對(duì)黑白相間)。要求至少可看到10lp/cm。10lp/cm13lp/cm目前四十三頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CBCT系統(tǒng)QA----圖像質(zhì)量

(6)3-D矢狀位幾何精確性檢測(cè)

在矢狀窗口．找到“矢狀位幾何精度檢測(cè)”模塊，測(cè)量左側(cè)第一個(gè)點(diǎn)到最后一個(gè)點(diǎn)的距離(調(diào)節(jié)適當(dāng)窗寬和窗位)。結(jié)果要求：實(shí)測(cè)距離≤110±1.04mm

目前四十四頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CBCT系統(tǒng)QA----圖像質(zhì)量(7)圖像偽影檢測(cè)：

常見(jiàn)的圖像偽影包括截?cái)鄠斡埃h(huán)狀偽影，帽狀條狀偽影，這些偽影的出現(xiàn)通常是由于成像系統(tǒng)硬件參數(shù)出現(xiàn)問(wèn)題造成的。要求不可以見(jiàn)到這些偽影。目前四十五頁(yè)\總數(shù)五十三頁(yè)\編于十八點(diǎn)CBCT系統(tǒng)QA----圖像質(zhì)量