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康静波 肿瘤科  | 医师

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图像引导体部伽玛刀治疗临床应用效果(下)

发布时间:2015-06-04 15:58:26  0人已访问

1.2.4 测量摆位误差并纠正 为了获得有效的验证数据,经过与患者商谈后取得患者同意,在正式进行图像引导体部伽玛刀治疗前,对2位典型病例首次摆位用重复定位尺和激光定位图像引导两种方法分别进行摆位,并记录两组数据对比。在用两种摆位方法首次摆位后和摆位误差纠正后进行3次IGRT图像引导扫描,得出2D-3D图像与计划CT图像处理初始定位图像后生成的数字重组透视图像(DRR)进行配准,图像配准先用自动配准,但是如果出现自动配准失败或因种种原因干扰导致DRR图像不够清晰的情况时要结合手动进行配准而缩小摆位误差,IGRT配准处理系统计算出靶区的X、Y、Z三维方向的位置偏移数据。图像引导伽玛刀的操作系统在治疗前进行床位定位,目的是通过移动治疗床来达到患者位置与初始定位位置相吻合,从而达到配准要求。床位定位和图像引导扫描可交叉多次重复,对配准后的数据进行校正、验证,使剩余摆位误差值最终达到要求(≤1mm)。之后治疗技师以初始CT定位图像处理生成的数字重组透视图像为依据观察配准效果,并结合手动配准进行微调。并在治疗记录单中记录摆位误差与图像引导纠正后误差数据。2例患者全程治疗累计摆位20次,扫描60次。扫描误差数值<1mm方可开始治疗。1.3 观察指标 近期疗效在图像引导伽玛刀治疗后3个月按照WHO标准客观评分[3],正常组织急性反应按照RTOG标准评价[4]。

2结果

2.1 近期疗效观察结果表明:显效(CR)42例,有效(PR)9例,无变化(NC)3例,进展3例,总有效率(CR+PR)为54例,占85%。

2.2 重复定位尺摆位X、Y、Z轴误差和图像引导纠正后误差两种摆位方法数据对比。由表1可见图像引导伽玛刀治疗患者摆位误差明显优于普通体部伽玛刀摆位方法的摆位误差(p<0.05)。

表1重复定位尺摆位X、Y、Z轴误差和图像引导纠正后误差比较

   项  目      X(mm)      Y(mm)     Z(mm)   误差范围(mm)   

重复定位尺摆位   0.8±1.75   1.2±4.72   -1.82±2.66   0-7   

激光定位图像引导   0.2±0.26   0.3±0.42   -0.24±0.31   0-1   

      t   2.5   7.2   8.1   6.8   

      p   <0.05   <0.05   <0.05   <0.05   

 

2.3 急性放射副反应:急性放射性肺炎7例、急性食管炎4例、骨髓抑制9例、急性放射性肠炎3例。以上急性放射副反应按照RTOG标准[3]均属于1~2级,未见3级副反应。随机抽取普通伽玛刀以往病例进行比较,短期疗效无统计学意义。

3讨论

现代放射治疗已经进入精确放疗时代,要求放射治疗要有更高的准确性[5],影像引导放疗是精确放射治疗的一种实现方式,而图像匹配是影像引导的核心技术[6]。近年来,随着科学技术的进步,各种放射治疗新设备、新技术不断被开发出来,解决的焦点问题是精度、准确性、单次高剂量、降低肿瘤靶区周围正常组织受照剂量。体部伽玛刀是在这样的指导前提下应运而生,并经过十多年的临床实践取得较好成果。深圳奥沃国际公司生产的OUR-QGD型三维立体定向伽玛射线体部伽玛刀治疗系统是运用多源动态旋转聚焦技术,伽玛射线能够高度聚焦在指定治疗靶区,使得靶区等剂量曲线非常陡峭。从而可以达到肿瘤靶区局部高剂量、降低周围正常组织剂量、保护周围重要脏器的治疗目的。与普通放疗比较其大大提高了单次剂量,减少了分割次数,缩短了总的疗程时间。

体部伽玛刀的多次治疗重复摆位是利用伽玛刀重复定位尺与治疗床、患者构成立体坐标系框架,患者每次治疗的重复摆位依据是患者体表标记在X、Y、Z方向的初始定位初始定位坐标值参数(X、Y、Z)和重复定位尺(N形尺)在定位床上的初始定位数据,通过摆位技术员摆位时进行数据核对来实现重复摆位的。这种方法不能监测到肿瘤在患者体内位置的移位,即不能做到精确校正肿瘤在放射治疗时的等中心位置的误差。体部伽玛刀治疗的这种传统的体部框架定位方式精度的不确定性很大,患者在接受治疗的重复摆位过程中其重复摆位框架所能够解决的仅仅是静止靶区的剂量适形问题,难以严格控制定位精度和保证肿瘤靶区(GTV)、临床靶区(CTV)和计划靶区(PTV)的治疗处方剂量的准确性,这些问题在很大程度上限制了体部伽玛刀治疗的适应症范围,也给临床医师和物理师对治疗方案的制定和治疗剂量的优化造成了诸多困难。

肿瘤患者在接受普通体部伽玛刀治疗的过程中受到肿瘤的治疗位置和肿瘤的形状会因生理性脏器的运动随时发生变化、治疗技术的摆位误差等影响,导致普通体部伽玛刀治疗精确性明显不足,治疗靶区剂量及肿瘤局部控制率也不够理想;并且因为上述原因发生放射不良反应的概率较大。导致上述误差的因素主要是系统误差和随机误差。其中系统误差主要由设备本身导致,而随机误差则和患者及操作人员技术密切关联[7-10]。引起这些变化的原因包括如下[11、12]:①分次间的摆位误差,人体并非刚性结构,不同身体部位、脏器间存在相对运动能力,即使应用体位固定装置(负压袋、腹部束带)来固定体位,也不可能在每次摆位时做到与计划体位完全一致,存在数毫米甚至更大的摆位误差;整个治疗过程中病人体重的减轻或增加、肿瘤的退缩、胸、腹水的增、减等情况同样会带来摆位误差;②肿瘤与周围正常器官的移位和变形,包括分次间靶区移位和分次内靶区运动及变形。③机器设备的不稳定性造成的误差,治疗机和激光灯的定位误差;治疗中治疗床的升降、左右移动的机械误差、负压袋漏气、变形导致患者体位移动等;④病人身上的体表标志线太宽或不够清晰、体表皮肤松弛也会带来误差,技术人员的摆位不当,使病人治疗体位存在随机误差。由于伽玛刀等剂量曲线在靶区和正常组织之间形成的陡峭的剂量梯度变化,一旦靶区及周围正常组织位置发生变化,则不可避免的会引起剂量学的改变。因此,如何保证和控制伽玛刀治疗的准确性仍是医生、技师及物理师共同关注的问题。

体部伽玛刀作为精确放疗的一种立体定向放射治疗设备,要能实施符合立体定向的精确要求和规范的治疗,精确的图像引导定位是必不可缺的。图像引导定位、配准替代或结合体部框架定位,是大部分体部伽玛刀放疗医生和物理师长期以来所期待的[13]。为了解决原有普通体部伽玛刀治疗中靶区位置受多种因素影响,而导致治疗中肿瘤位置发生位置变化不确定等问题,除了不断提高治疗技师摆位技术减少人为误差外,还必须严格按照规定验证维修机械误差,并同时将影像设备与普通体部伽玛刀设备相结合,是国产体部伽玛刀技术发展和保障伽玛刀治疗质量的一次质的飞跃。通过这一技术不仅仅解决了这些棘手问题,而且这也必将成为推动体部伽玛刀治疗技术进一步推广使用、得到广泛肯定的技术指标和理论依据。

图像引导体部伽玛刀治疗技术的实现途径是将kV级X射线成像设备集成在体部伽玛刀设备上,运用激光灯与治疗床上标记点、负压固定袋上标记点及患者体表初始定位标记点构成人工重复摆位的依据,替换原有的体部伽玛刀定位框架和重复定位尺(N形尺),减少X、Y、Z方向人为的操作误差。图像引导系统(Image-Guided Positioning System,IGPS)放置于伽玛刀机身外部前侧,两个X射线管固定于地面,形成对称的双投影交角成像几何。治疗技师每次治疗前,完成治疗摆位后经由治疗控制台进行床位定位,IGPS在定位中心点对治疗靶区进行扫描定位,通过数据优化计算出剩余误差并通过移动治疗床完成治疗靶区的图像配准。开始治疗前再运用图像引导系统拍摄图像(DR)与治疗计划对体部伽玛刀CT初始定位图像进行图像处理后形成的DRR图像配准。每次治疗前或(和)治疗中采集相关的影像学信息来确定治疗靶区和重要器官的结构、位置是否与治疗前计划的靶区一致[14],从而引导此次及后继的治疗。旨在治疗前或在治疗中对因各种原因而造成的摆位误差进行及时的校正和配准,保证将处方剂量准确、无误地给予到由医师、物理师共同确定的肿瘤治疗区域,从而真正达到精确治疗的目的。X射线立体平面成像是一种很有效的IGPS定位技术,具有以下特点[13]:①精准度高;②拍片成像使用的剂量低;③重复定位时间短;④能进行治疗前病人定位验证和治疗中靶区运动情况跟踪。基于上述特点其与体部伽玛刀结合成为严格控制靶区精准度的重要手段。普通体部伽玛刀的重复摆位模式最直接的缺点是不能及时发现种种原因导致的体表标记点、体内病灶的位移而造成的靶区误差,而图像引导体部伽玛刀通过影像学的图像配准恰恰纠正了这个误差。通过我院对60名患者的临床应用实践,发现图像引导体部伽玛刀治疗的摆位误差远远低于普通体部伽玛刀的摆位误差。但是由于此种方法用于临床的时间较短,病例数积累的较少,还有待于进一步的验证。


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