论文部分内容阅读
目前锥形束CT(Cone-beam CT，CBCT)已广泛应用于临床患者的放疗摆位验证中，此外利用其图像进行剂量计算的研究也在开展中。与扇形束CT(kVCT)相比，CBCT图像质量及其HU值存在一定差异性，CBCT图像剂量计算的准确性是否可满足临床需要以及如何提升其剂量计算的精度仍是有待探索的问题，近年来已得到广泛的关注。本研究拟通过对CBCT图像质量及采用两种不同CBCT剂量计算方法的精度问题开展研究，以探讨临床条件下利用CBCT实施患者剂量计算的可能性。 本论文首先利用Catphan模体对在不同扫描条件下获取的CBCT图像质量进行分析;然后，参照患者计划设计思路针对该模体的均匀与非均匀组织模块制定仿真计划，对比了同一计划在不同扫描条件下CBCT图像上计算的剂量(CBCT剂量)与kVCT上计算的剂量（kVCT剂量）的差异;最后，利用自主研发的ART软件实现kVCT与CBCT刚性和形变配准及计划映射;将映射所得CBCT计划导入到原计划系统以完成其剂量计算，分析并对比不同治疗部位的肿瘤患者（头颈及胸腹部）利用两种剂量计算方法得到的CBCT剂量与kVCT剂量之间的偏差。其中方法1利用CBCT HU-ED曲线实施HU值到电子密度之间的转换;方法2首先利用直方图匹配方法对CBCT HU值进行修正，然后利用kVCTHU-ED曲线进行转换。通过对不同算法剂量计算精度差异性的分析，进而探讨开展基于CBCT图像的患者剂量计算方法。 研究结果显示CBCT各项图像质量参数均能满足临床验收要求。虽然不同扫描条件下所得CBCT图像HU值的一致性存在一定差异，但各条件下图像HU值具有较理想的长期稳定性。对于模体均匀、非均匀组织模块的仿真计划，各扫描条件下CBCT剂量与kVCT相比，除V100％（2％以内）外其他靶区参数剂量偏差均＜1％。对于各部位实际患者病例，两种CBCT剂量计算方法得到的靶区平均剂量均高于kVCT剂量;其中，对于头颈部及盆腔患者偏差值均小于1％，利用方法2计算的CBCT剂量更接近于kVCT，但两种算法相对于kVCT的偏差无统计学差异;而对于肺部患者，利用方法1所得偏差较大(＜3％)，两种算法的差异性具有统计学意义(p＜0.05)。对于头颈部、盆腔患者中各危及器官（除口腔外）的平均剂量，两种方法所得CBCT与kVCT剂量的偏差绝对值均在2％以内，且无统计学差异;而肺组织各剂量参数结果与靶区一致。所以，对于不同部位肿瘤患者选择合适方法实施以CBCT图像为基础的剂量计算，其精度是满足临床要求的。 本研究考证了采用CBCT图像进行剂量计算的可行性，并对比了不同部位患者CBCT两种剂量计算方法的精度，从而未来为自适应放疗中CBCT剂量计算的选择提供一定的临床指导价值。