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第一部分肺肿瘤不同解剖区域配准方法优劣探讨目的:对比肺肿瘤图像引导放疗选择不同配准部位时配准方法的优缺点及精确性。方法:应用Varian23IX IGRT系统对53例肺肿瘤患者(中心型34例,周围型19例)第一次治疗时所采集的图像进行研究,对比自动配准时分别选择整体、肿瘤、椎体、患侧肺以及人工配准等5种配准方法的耗时及精确性差异。然后将配准后图像作为参考图像,分析排除摆位误差影响后不同匹配区域自动配准方法的差异及精确性。结果:53例患者共计265组配准数据,不同部位图像配准方法在X,Y,Z轴误差分别为:X轴(mm):0.226±2.900,0.623±3.295,0.453±2.866,0.000±3.322,0.377±2.669;Y轴(mm):0.396±7.292,0.208±5.055,0.094±5.838,0.491±6.116,0.094±5.274;Z轴(mm):1.981±2.678,1.830±2.847,1.302±2.334,2.000±2.908,1.264±2.543。统计分析显示,5种不同的配准方法,在X、Y、Z轴方向误差均无统计学差异。5种配准方法耗时(s)分别为:3.651±0.867,1.144±0.129,1.226±0.126,2.081±0.427,179.491±71.975。统计学差异明显。排除摆位误差影响后,四种自动配准方法的误差分别为:X轴(mm):0.002±.070,0.018±.133,0.023±.148,0.010±.073;Y轴(mm):-0.012±.169,-0.028±.213,-0.047±.309,-0.018±.193;Z轴(mm):0.023±.128,-0.010±.238,-0.075±.137,-0.030±.175。统计分析显示,Z轴差异有统计学意义。两两对比显示,配准椎体组与其他组有统计学差异。结论:不同匹配区域、不同匹配方法耗时差异显著。配准范围越大,耗时越长。自动配准不建议选择椎体进行配准,建议选择患侧肺或整体作为配准区域,然后进行人工微调。第二部分用锥形束CT图像引导技术分析肺肿瘤放疗摆位误差对剂量分布的影响目的:研究千伏级锥形束CT(CBCT)图像引导下肺肿瘤放疗摆位误差对靶区和正常组织受量影响。方法:采用瓦里安IX直线加速器机载影像系统对30例肺肿瘤患者放疗前行CBCT扫描,并与计划CT图像匹配获得左右、头脚、前后方向摆位误差。在CMS计划系统中将计划中心点移至实际扫描中心,模拟未移床时剂量分布,研究摆位误差对计划靶体积(PTV)、大体肿瘤体积(GTV)及正常组织受量影响。结果:30例患者共行270次CBCT扫描。左右、头脚、前后方向误差分别为(-0.20±2.84)、(-1.09±5.40)、(-2.61±2.08)mm,其绝对值最大分别为13、21、8mm。5mm内误差在3个方向上分别占97.8%、73.0%、92.6%。患者首次扫描3个方向误差与均值相比,无统计学差异。模拟未移床时的剂量分布显示95%PTV剂量、PTV平均剂量、95%GTV剂量、GTV平均剂量与原计划相比差异有统计学意义(P=0.000)。结论:肺癌放疗摆位误差大多在5mm内,以头脚方向误差最大。误差对靶区及正常组织受量均产生影响,对靶区影响有统计学差异。第三部分锥形束CT图像引导下肺肿瘤放疗的摆位误差及其外放边界目的:研究千伏级锥形束CT图像引导下肺肿瘤放疗摆位误差大小及其外放边界。方法:共入组34例肺肿瘤患者,三维适形放疗或调强放疗前采用瓦里安IX直线加速器机载影像系统对患者行CBCT扫描,采用系统灰度整体配准人工微调的配准方式将扫描图像与计划CT图像相匹配,记录患者左右、上下、前后方向的摆位误差大小,以此计算靶区PTV及OAR外放边界。结果:34例肺肿瘤患者共行279次CBCT扫描,只考虑误差数值大小时左右、上下、前后方向误差分别为(2.41±2.18)、(4.27±3.60)、(2.71±1.77)mm。考虑误差方向时左右、上下、前后方向误差分别为(-0.16±3.25)、(-1.36±5.43)、(-2.43±2.14)mm。根据van Herk的PTV外放值公式2.5∑+0.7σ计算,PTV在左右、上下、前后方向外放边界应分别为2.68、7.19、7.57mm。串行或小的并行危及器官的PRV在左右、上下、前后方向分别为0.21±1.34、1.76±3.59、3.16±3.78mm。结论:本治疗中心采用热塑体膜固定的肺肿瘤患者,存在一定程度的摆位误差。靶区在左右、上下、前后方向外放边界分别应为2.68、7.19、7.57mm。危及器官根据具体情况决定外放边界。第四部分胸部肿瘤精准放疗摆位误差大小影响因素预测目的:研究千伏级锥形束CT(CBCT)图像引导下胸部肿瘤放疗摆位误差大小及其影响因素。方法:采用瓦里安IX直线加速器机载影像系统对59例胸部肿瘤患者放疗前行CBCT扫描,并与计划CT图像匹配,获得左右、头脚、前后方向摆位误差。三维误差计算公式为:(X2+Y2+Z2)1/2。三维误差大于等于0.5为大误差组。反之为小误差组。对于所有可能影响到误差大小的因素,包括患者因素(性别、年龄、身高、体重、BMI、左肺体积、右肺体积)以及肿瘤因素(肿瘤直径、肿瘤体积、原发灶部位)行单因素逻辑回归分析,筛查三维误差大于0.5cm影响因素。对于单因素分析中P值小于0.1的因素纳入多因素逻辑回归。然后进行分层分析,将肺肿瘤患者中单因素逻辑回归P值小于0.1的影响因素纳入多因素逻辑回归。结果:59例患者共计200组配准数据,X轴误差大于等于0.5cm共12组,占比6%。Y轴误差大于0.5cm共29组,占比14.5%。Z轴误差大于0.5cm共7组,占比3.5%。三维误差大于等于0.5cm共93组,占比为46.5%。单因素逻辑回归中,P值小于0.05的影响因素有性别(女性误差是男性的2.194倍)、身高(随着身高增大误差减小)、BMI(随着BMI增大误差增大)、左肺体积(随着肺体积增大误差减小)、右肺体积(随着肺体积增大误差减小)、肺肿瘤部位(下肺肿瘤误差是上肺肿瘤的2.848倍)。多因素逻辑回归显示,身高(p=0.009)和右肺体积(p=0.014)具有统计学意义。分层分析显示,在肺肿瘤患者中,下肺误差大于上肺(p=0.000)。有统计学意义。结论:不同患者摆位误差大小不同,有其固有性。性别、身高、BMI、肺体积、肿瘤位置均与误差大小相关。男性,高瘦患者、BMI较小、肺体积较大患者误差相对较小。