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目的:通过对IMRT与IGRT-VMAT两种放疗计划的比较分析校正前后摆位误差的变化,推算摆位后计划靶区(Planning target volume,PTV)外扩边界值(Mptv);分析适形度以及危及器官剂量学方面的差异,探讨图像引导的容积弧形调强放疗(Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT)技术在宫颈癌治疗中的应用价值。 方法:选取2010年3月~2011年2月于我科室行图像引导弧形容积调强放射治疗的宫颈癌患者10例,对其进行模拟CT扫描,Pinnacle计划系统勾画靶区,分别设计IMRT与IGRT-VMAT两种计划进行下列研究:(1)患者每周至少行两次千伏级锥束CT(KVCBCT)引导下在线校正体位,将获取的CBCT图像与初始的模拟CT图像及其靶中心进行比较配准,得出CBCT和定位时的CT间相应体积结构间的摆位误差,并分别记录左右(x)、头尾(y)、前后(z)方向的平移误差及以x、y、z轴旋转所形成的u、v、w的旋转摆位误差,分析摆位误差的变化情况,进一步计算摆位校正后PTV外扩边界值。(2)通过剂量体积直方图及等剂量曲线评价两种治疗计划的的靶区适形度、剂量均匀度。(3)危及器官如膀胱、直肠、小肠等的最大受照射剂量(Dmax)及不同剂量水平的受照射体积百分比。 结果:(1)测量得出在校正前后x、y、z、u、v、w6个自由度方向的摆位误差数据,校正前的平移误差与旋转误差分别为0.21±0.28、0.37±0.44、1.49±1.83、1.47±1.83、1.07±1.41、0.91±1.22;校正后的平移误差和旋转误差分别为0.06±0.07、0.08±0.10、0.03±0.15、0.47±1.80、0.05±1.38、0.89±1.19。校正后各方向误差值均低于校正前。根据van Herk等的摆位扩边公式Mptv=2.5∑+0.7σ算出x、y、z方向的Mptv值,校正调整后较校正前分别减少2.90mm、6.86mm、4.49mm。(2)在IGRT-VMAT和IMRT两组计划PTV达到相同剂量下,IGRT-VMAT适形度及剂量均匀度明显优于IMRT,差异有统计学意义(P<0.05)。(3)危及器官的最高受照剂量比较结果显示:IGRT-VMAT的小肠、直肠和膀胱在最大受照剂量方面均明显低于IMRT,差异有统计学意义(P<0.05)。不同受照剂量水平受照体积百分比的比较结果显示:在40GY水平时,IGRT-VMAT与IMRT相比小肠、直肠和膀胱的受照体积分别减少了25.76%、43.76%和52.85%,差异有统计学意义(P<0.05)。在30GY水平时,IGRT-VMAT小肠的平均受照体积比IMRT减少了19.44%,差异有统计学意义(P<0.05)。而膀胱和直肠在30GY水平时的受照体积分别减少了10.54%和13.35%,差异无统计学意义:在10GY、20GY水平时两种计划各危及器官受照体积差异不明显,均无统计学意义(P>0.05)。在高剂量区IGRT-VMAT在小肠、直肠和膀胱的保护方面优于IMRT,降低了放疗毒副反应的发生。 结论:IGRT-VMAT利用CBCT扫描经过在线校正减少摆位误差,从而缩小CTV-PTV摆位外扩边界值,提高靶区的适形度,做到精确的治疗。IGRT在高剂量区对小肠、直肠、膀胱等保护方面优于IMRT。