摘要磁共振影像引导的放射治疗(MRgRT)技术是目前放疗领域新的发展方向及热点。和锥形束计算机断层扫描(CBCT)引导技术相比,MR成像具有成像清晰、软组织分辨率高等优势,并可通过多种不同的功能成像序列评估放疗效果。随着MRgRT的应用越来越广泛,探索不同因素对MRgRT治疗过程中MR-CT配准误差的影响变得越来越重要。ElektaUnity系统是一个结合了1.5TMRI系统和标称能量7MV光束的磁共振引导直线加速器系统。Unity治疗室内时刻存在着高场强磁场,因此无法安装传统加速器配备的辅助进行精确摆位的激光灯。因此研究中为了提高误差测量的准确性,使用EPID系统代替激光灯系统进行辅助摆位。<br> 首先,研究中使用了一个可以固定在放疗床板上的模体来验证EPID辅助摆位方法的准确性。具体方法如下:对模体进行CT模拟定位成像,然后保持模体相对位置不变放置在Unity床板上进行EPID扫描,并观察到影像中模体的位置未发生改变,这证明该摆位方法是准确的。接下来根据该摆位方法提出一套验证Unity配准精度的QA模型,具体方法如下:先扫描模体的CT图像,将模体放置在Unity床板上通过EPID辅助进行精确摆位后扫描MR图像,将MR与CT图像进行自动配准后记录配准移位的距离,由于模体位置未发生改变,因此所得移位距离即为配准误差。此外,研究还用了另一个表面标记有摆位误差标记线且可以安装剂量探测仪探头的模体通过提出的配准QA模型进行Unity的端到端测试。根据测试结果,Unity治疗过程中MR-CT的配准在临床接受范围内且靶区的受照射剂量差距不超过5%。<br> 为了探索不同因素对MRgRT中多模态配准误差的影响,研究使用可编辑运动模式的模拟胸廓模体通过前述的配准检测QA模型探讨了摆位位置、运动模式和ROI选择等三个因素对Unity配准误差和剂量的影响。分别使用了5种摆位位置、8种运动模式和2种运动模式,相互组合后测得80组不同条件的误差数据,并在每次配准结束后根据配准结果对参考计划进行优化后出束,通过安装的剂量测量仪测得GTV的受照射剂量。ΔX的最小值和最大值分别为-2.30mm和2.10mm,误差的大小范围为4.40mm。ΔY的最小值和最大值分别为-5.60mm和8.00mm,误差的大小范围为13.60mm。ΔZ的最小值和最大值分别为-2.30mm和-0.90mm,配准误差的大小范围为1.40mm。ΔY的标准差最大,为2.32mm,在所有数据中的波动范围最大,表现出了最差的配准结果,ΔZ的稳定性最好,其标准差为0.32mm,小于ΔX和ΔY。以脊柱为ROI进行配准得到的误差比以GTV作为ROI进行配准得到更好的误差结果,因此实际治疗中在配准阶段仅仅关注肿瘤的配准结果是不可靠的。不同的运动状态对误差的影响各不相同,但是运动目标的配准结果差于静止目标的配准结果,因此在实际治疗中应该尽量减小受照射区域的运动幅度,且不建议使GTV-PTV的边缘外扩小于3mm。根据在不同的条件下对GTV进行照射得到的剂量结果可以看出,即使MR可能无法完全纳入GTV的全部运动轨迹,但是以脊柱为ROI进行配准得到的剂量结果依然是优秀的。
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