图像引导放疗原理应用及QA课件

IGRT原理及应用1图像引导放疗(IGRT)原理应用及QA1图像引导放疗(IGRT)原理应用及QAIGRT原理及应用2IGRT背景背景IGRT实现方式实现方式IGRT（CBCT、EPID）的）的QA课程大纲2IGRT背景 课程大纲IGRT原理及应用3IGRT 背景3DCRT和IMRT技术可以产生高度适合靶区形状的剂量分布，达到了剂量绘画或剂量雕刻的效果。3IGRT 背景3DCRT和IMRT技术可以产生高度适合靶区IGRT原理及应用2024/5/224摆位所依据的光距尺和激光灯定位误差。v分次治疗的摆位误差来源分次治疗的摆位误差来源2023/8/34摆位所依据的光距尺和激光灯定位误差。分次治IGRT原理及应用2024/5/225治疗床和模拟定位机床的差别、体表标记线的宽度、清晰程度、技师经验等因素v分次治疗的摆位误差来源分次治疗的摆位误差来源2023/8/35治疗床和模拟定位机床的差别、体表标记线的宽IGRT原理及应用6消化系统和泌尿系统器官的充盈程度显著影响靶区位置。v治疗分次间的靶区移位和变形6消化系统和泌尿系统器官的充盈程度显著影响靶区位置。治疗分次IGRT原理及应用7随着疗程的持续进行，患者很可能消瘦、体重减轻，这会进行性地改变靶区和体表标记的相对位置v治疗分次间的靶区移位和变形7随着疗程的持续进行，患者很可能消瘦、体重减轻，这会进行性地IGRT原理及应用2024/5/228随着疗程的持续进行，肿瘤可能逐渐缩小、变形，靶区和危及器官的相对位置关系发生变化，计划设计时没有卷入照射野的危及器官可能卷入。2023/8/38随着疗程的持续进行，肿瘤可能逐渐缩小、变形IGRT原理及应用9在线校位在线校位：在每个分次治疗过程中，摆位后采集患者二维或三维图像，通过与参考图像(模拟定位图像或计划图像)比较，确定摆位误差和(或)射野位置误差，实时予以校正，然后实施射线照射。9在线校位在线校位：IGRT原理及应用10KV级锥级锥形束形束CTKV级扇级扇形束形束CTMV级锥级锥形束形束CTMV级扇级扇形束形束CT高对比度*低对比度*均匀度*剂量*4种 3D成像设备图像质量比较2Sttzel J,Oelfke U,Nill S.A quantitative image quality comparison of four different image guided radiotherapy devicesJ.Radiotherapy and oncology:journal of the European Society for Therapeutic Radiology and Oncology,2008,86(1):20.10KV级锥形束CTKV级扇形束CTMV级锥形束CTMV级扇IGRT原理及应用3D与2D IGRT比较11与二维图像相比，三维图像的优势表现为：由于CBCT图像可以提供清晰的断层解剖信息，可以观察靶区和危及器官在疗程中的变化，提供及时修改计划的可能。2D图像3D图像3D与2D IGRT比较11与二维图像相比，三维图像的优势表IGRT原理及应用3D与2D IGRT比较12三维图像可提供6个自由度(3个平移和3个旋转)的摆位误差数据，而二维图像最多只能提供5个自由度(3个平移和2个旋转)的数据；3D与2D IGRT比较12三维图像可提供6个自由度(3个IGRT原理及应用13Breathingcycle医科达资料医科达资料4DCBCT图像在线校位图像在线校位13Breathingcycle医科达资料4DCBCT图像IGRT原理及应用Clarity Sim（Elekta）(in simulation room)Clarity Workstation(in planning area)Clarity Guide(in treatment rooms)Remote Satellite Clinic其他在线校位方式-超声引导在每次治疗前采集矢状位和横断位的超声图像，通过将计划系统产生的组织结构轮廓(如膀胱、直肠)叠加到超声图像做比较，可确定摆位误差，并实时予以校正。Clarity Sim（Elekta）Clarity WoIGRT原理及应用自适应放疗15u根据患者每个分次实际照射剂量累积情况，调整后续分次照射剂量，或者根据疗程中肿瘤对治疗的响应情况，调整靶区和(或)处方剂量。u根据治疗过程中的反馈信息，对治疗方案做相应调整的治疗技术或模式。自适应放疗15根据患者每个分次实际照射剂量累积情况，调整后续IGRT原理及应用7分钟更新治疗计划分钟更新治疗计划运用运用CTVision进行进行CT采集采集将原始轮廓叠加到新将原始轮廓叠加到新采集的采集的CT图像上图像上对原始轮廓进行修正对原始轮廓进行修正新计划传输新计划传输至加速器至加速器子野变形子野变形子野权重子野权重优化优化2 min2 min3 min0.5 min7分钟更新治疗计划运用CTVision进行CT采集将原始轮廓IGRT原理及应用分次内靶区运动控制分次内靶区运动控制l直接扩大照射范围直接扩大照射范围l在靶区运动到周期的某一时项进行照射 屏气技术 呼吸门控l通过跟踪靶区运动实现全时项跟踪照射 实时跟踪 17分次内靶区运动控制直接扩大照射范围17IGRT原理及应用呼吸跟踪金属外标记点红外摄像装置通过读取金属点位置来获取病人呼吸曲线呼吸跟踪金属外标记点IGRT原理及应用4D CT图像采集图像采集4D CT图像采集IGRT原理及应用对受呼吸运动影响的靶区，屏气可使靶区暂时停止运动。如果只在此时照射靶区，则在计划设计、由CTV外放生成PTV时可设定更小间距，因靶区运动对间距贡献可忽略。另外，如果在吸气末屏气，可显著增大肺体积，减少肺受照体积。屏气技术屏气技术对受呼吸运动影响的靶区，屏气可使靶区暂时停止运动。如果只在此IGRT原理及应用呼吸门控技术呼吸门控技术呼吸门控技术是指在治疗过程中，采用某种方法监测患者呼吸，在特定呼吸时相触发射线束照射。时相位置和长度就是门的位置和宽度。门宽度是残余运动范围和治疗时间增加两个因素的折衷选择结果，一般是呼吸周期的2050。Beam OffBeam OnBeam On呼吸门控技术呼吸门控技术是指在治疗过程中，采用某种方法监测患IGRT原理及应用实时跟踪实时跟踪-X射线与体表红外线监测装置结合CyberKnife实时跟踪-X射线与体表红外线监测装置结合CyberKnifIGRT原理及应用实时跟踪实时跟踪-Calypso四维定位系统实时跟踪-Calypso四维定位系统IGRT原理及应用MV QA 图像质量(2D)低对比度识别率高对比度空间分辨率将Las Vegas模体上放置在等中心处；将机架转至-90；将射野开到刚好覆盖整个模体的位置；用6MV能量出光1MU，获取透视像；观察在第一列中能清晰分辨的最大行数R低对比度识别率；观察在第一行中能清晰分辨的最大列数C空间分辨率；RR4,CC5标准容差R1R2R3R4R5C1C2C3C4C5C6MV QA 图像质量(2D)低对比度识别率将Las VeIGRT原理及应用kV QA 图像质量(2D)低对比度识别率高对比度空间分辨率将Leeds模体上放置在等中心处并与激光灯成45；在Leeds模体上放置1mm厚的铜片；将机架转至-90；在kV源上加上S20准直器和F0过滤器；获取透视像；观察能清晰分辨的圆盘的个数n低对比度识别率；观察能清晰分辨的线对的个数N高对比度空间分辨率；n11,N11标准容差亮度指示对比度指示kV QA 图像质量(2D)低对比度识别率将Leeds模IGRT原理及应用MV/kV QA 图像质量(2D)均匀度和噪声均匀固体水放置于等中心处，SSD=100；将射野开到20*20cm2，用6MV能量出光1MU，获取透视像；在图像中心及上下左右离轴7.5cm位置各设置一个1*1cm2的区域；计算五个区域内测量值的平均值以及五个测量值相对平均值的偏差d均匀度；在图像中心设置一个5*5cm2的区域，测量区域内的平均值Mean和标准差SD，计算变异系数噪声：d1%,v5%标准容差MV/kV QA 图像质量(2D)均匀度和噪声均匀固体水IGRT原理及应用CBCT QA 图像质量(3D)CATPhan 500CATPhan 600检测项目检测项目CATPhan 500CATPhan 600层厚CTP401CTP404均匀度和噪声CTP486CTP486几何失真度CTP515CTP515高对比度空间分辨率CTP528CTP528低对比度识别率CTP515CTP515HU一致性CTP515CTP515CBCT QA 图像质量(3D)CATPhan 500CIGRT原理及应用CBCT QA 图像质量(3D)层厚将激光灯对准CTP404模体上的标记点；进行kV CBCT扫描并重建图像；找到CTP404模体所在层面；用测量工具标记金属线的一端；在上（下）一个层面上用测量工具标记同一金属线的同一端，记所得距离为d；重建层厚0.5mm标准容差层厚dtg23 CBCT QA 图像质量(3D)层厚将激光灯对准CTP4IGRT原理及应用CBCT QA 图像质量(3D)均匀度将激光灯对准CTP486模体上的标记点；进行kV CBCT扫描并重建图像；找到CTP486模体所在层面；在如图所示五个位置各取1*1cm2的区域；记录五个区域内的平均HU读数；计算均匀度偏差：07标准容差CBCT QA 图像质量(3D)高对比度空间分辨率将激光IGRT原理及应用CBCT QA 图像质量(3D)低对比度识别率将激光灯对准CTP401模体上的标记点；进行kV CBCT扫描并重建图像；找到CTP401模体所在层面；用测量工具获取的聚苯乙烯区域内HU的平均值和标准差；用测量工具获取的LDPE区域内HU的平均值和标准差；在模体说明书上获取聚苯乙烯和LDPE的参考CT值；2%标准容差CBCT QA 图像质量(3D)低对比度识别率将激光灯对IGRT原理及应用CBCT QA 图像质量(3D)HU一致性将激光灯对准CTP401模体上的标记点；进行kV CBCT扫描并重建图像；找到CTP401模体所在层面；用测量工具获取的各标准棒区域内HU的平均值和标准差；与模体说明书上提供的各标准棒的参考CT值进行比较；参考CT值40HU标准容差CBCT QA 图像质量(3D)HU一致性将激光灯对准CIGRT原理及应用CBCT QA 图像质量(3D)几何失真度将激光灯对准CTP401/404模体上的标记点；进行kV CBCT扫描并重建图像；找到CTP401/404模体所在层面；在横断面上测量LDPE棒左边缘到聚甲醛棒左边缘的距离；在横断面上测量上空腔上边缘到下空腔上边缘的距离；在矢状面上测量CATPhan表面第一个标记点与第四个标记点间的距离；117mm1mm标准容差CBCT QA 图像质量(3D)几何失真度将激光灯对准CIGRT原理及应用MV/kV QA 几何特性影像/治疗中心一致性将Ball Bearing模体至于等中心处；将机架转至0,90,180,270，分别获取各位置上MV和kV的透视图；在透视图上测量图像中心与Ball Bearing中心的距离d；0d1mm标准容差MV/kV QA 几何特性影像/治疗中心一致性将BallIGRT原理及应用kV QA 几何特性MV/kV中心一致性将Ball Bearing模体正确固定在治疗床上，将三个调整旋钮调至5mm示数位置，床角设0，参照激光灯将Ball Bearing置于等中心处；采集FlexMap的8张MV图像，并用XVI中FlexMap Calibration程序分析计算BB和MV中心的偏移;按照计算出的偏移调整BB模体旋钮，将BB置于MV中心；重新扫描FlexMap，重新计算调整后BB和MV中心的偏移；扫描CBCT并重建图像，将kV CBCT图像（绿球-MV中心）和参考图像（红球-kV中心）进行配准；0 mm0.5mm标准容差kV QA 几何特性MV/kV 中心一致性将Ball Be