图像引导放疗原理应用及QA课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,IGRT,原理及应用,1,图像引导放疗,(IGRT),原理应用及,QA,1图像引导放疗(IGRT)原理应用及QA,2,IGRT,背景,IGRT,实现方式,IGRT,（,CBCT,、,EPID,）的,QA,课程大纲,2IGRT背景 课程大纲,3,IGRT,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,2024/11/17,4,摆位所依据的光距尺和激光灯定位误差。,分次治疗的摆位误差来源,2023/8/54摆位所依据的光距尺和激光灯定位误差。分次治,2024/11/17,5,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,分次治疗的摆位误差来源,2023/8/55治疗床和模拟定位机床的差别、体表标记线的宽,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,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,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,2024/11/17,8,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。,2023/8/58随着疗程的持续进行，肿瘤可能逐渐缩小、变形,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：,10,KV,级锥形束,CT,KV,级扇形束,CT,MV,级锥形束,CT,MV,级扇形束,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,2,Sttzel 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,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,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,13,Breathingcycle,医科达资料,4DCBCT,图像在线校位,13Breathingcycle医科达资料4DCBCT图像,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 Wo,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。,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,7,分钟更新治疗计划,运用,CTVision,进行,CT,采集,将原始轮廓叠加到新采集的,CT,图像上,对原始轮廓进行修正,新计划传输至加速器,子野变形,子野权重优化,2 min,2 min,3 min,0.5 min,7分钟更新治疗计划运用CTVision进行CT采集将原始轮廓,分次内靶区运动控制,直接扩大照射范围,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,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17,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,4D CT,图像采集,4D CT图像采集,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,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,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,20,50,。,Beam Off,Beam On,Beam 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,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CyberKnif,实时跟踪,-Calypso,四维定位系统,实时跟踪-Calypso四维定位系统,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；,标准,容差,RR4,CC5,R1,R2,R3,R4,R5,C1,C2,C3,C4,C5,C6,MV QA 图像质量(2D)低对比度识别率将Las Ve,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；,标准,容差,n11,N11,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,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,*,20cm,2,，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,*,1cm,2,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,*,5cm,2,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：,标准,容差,d1%,v5%,MV/kV QA 图像质量(2D)均匀度和噪声均匀固体水,CBCT QA,图像质量,(3D),CATPhan 500,CATPhan 600,检测项目,CATPhan 500,CATPhan,600,层厚,CTP401,CTP404,均匀度和噪声,CTP486,CTP486,几何失真度,CTP515,CTP515,高对比度空间分辨率,CTP528,CTP528,低对比度识别率,CTP515,CTP515,HU,一致性,CTP515,CTP515,CBCT QA 图像质量(3D)CATPhan 500C,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,；,标准,重建层厚,容差,0.5mm,层厚,d,tg23,CBCT QA 图像质量(3D)层厚将激光灯对准CTP4,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,*,1cm,2,的区域；,记录五个区域内的平均,HU,读数；,计算均匀度偏差：,标准,0,容差,7,CBCT QA 图像质量(3D)高对比度空间分辨率将激光,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；,标准,容差,2%,CBCT QA 图像质量(3D)低对比度识别率将激光灯对,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；,标准,参考,CT,值,容差,40HU,CBCT QA 图像质量(3D)HU一致性将激光灯对准C,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；,标准,117mm,容差,1mm,CBCT QA 图像质量(3D)几何失真度将激光灯对准C,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,；,标准,0,容差,d1mm,MV/kV QA 几何特性影像/治疗中心一致性将Ball,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