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直线加速器集成千伏级锥形束CT中患者成像剂量随扫描参数的变化
摘要： 评估医科达千伏级锥形束CT（CBCT）剂量及其相关技术协议与患者剂量学估算的关系。放射肿瘤学中日常使用的锥形束CT图像引导技术会对患者造成显著辐射剂量。本研究旨在评估图像引导放疗中直线加速器集成kV锥形束CT成像的患者剂量。 使用PTW TM30009 CT电离室分别在空气中、头部模体和体部模体测量CT剂量指数（CTDI），测试不同管电压、电流、每帧曝光时间、准直器及机架旋转范围的组合参数。随后计算剂量长度乘积（DLP）以反映体积积分效应，并将CTDI与DLP与AcQSim?模拟定位CT的常规临床协议进行对比。 结果显示：CTDI空气值和加权值（CTDIw）均与管电压呈二次方关系，与毫安秒（mAs）设置呈线性关系。CTDIw和DLP与准直器设置及机架旋转范围密切相关。由于脉冲式辐射输出特性，医科达XVI? CBCT的归一化CTDIw低于AcQSim模拟定位CT。鉴于CTDIw测量简便且重复性良好，可用于评估CBCT的患者剂量。质量保证与质量控制计划中应定期开展测量，并选择最优图像参数以降低CBCT扫描时的患者剂量。
关键词： CT剂量指数、图像引导放射治疗、剂量长度乘积、锥形束CT
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于稀疏采样的动态磁共振成像中时空信息丢失的特征分析：用于放射治疗中呼吸诱发肿瘤运动的监测
摘要： 目的：稀疏采样与重建技术是实现快速磁共振成像（MRI）中提高图像采集速度，同时保持足够空间分辨率和信噪比的有效策略。作者研究了此类序列之一——广义线性采集加速技术（k-t BLAST）在胸腹部放射治疗肿瘤运动监测中的应用，并探讨了增加稀疏化程度（以提高成像速度）与因更依赖先验信息可能导致"真实"信息丢失之间的潜在权衡。 方法：利用MRI兼容运动平台驱动的运动模体?？?，重放先前从十名肺癌患者记录的肺肿瘤上下方向运动轨迹。模体中放置装有水的Eppendorf试管作为基准标记物。采用平衡式快速场回波结合k-t BLAST技术，在冠状面图像层采集模拟的刚性及形变运动数据。通过比较测量轨迹与输入数据，使用均方根（RMS）误差作为空间精度指标。当运动主方向沿频率编码方向设置时，加速因子从1至16逐步增加对应的采样频率约从2.5提升至19Hz。除模体研究外，还从两名患者（肾肿瘤和肺肿瘤）采集13Hz频率下49秒呼吸诱导的肿瘤运动，以展示多呼吸周期高速运动监测的影响。针对每个受试者，比较了自由呼吸状态下的肿瘤质心轨迹及形变运动。 结果：在刚性与形变模体研究中，19Hz采集速度下的目标跟踪RMS误差约为0.3-0.4mm，小于0.67mm的重建像素分辨率?；颊哐芯恐?，动态二维MRI能监测肿瘤位置存在的呼吸周期间变异。观察到单个呼吸周期内质心运动范围及目标运动覆盖区域，较多个呼吸周期观测到的整体运动范围存在低估。 结论：初步结果表明，基于稀疏采样与重建的动态MRI可在放射治疗引导任务中实现足够快的图像采集速度且无明显信息损失。此类监测可获得优于胸腹部放射治疗常规离线/在线运动捕捉方法的空间与时间信息。
关键词： k-t BLAST、呼吸运动管理、图像引导放射治疗
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于膈肌视差分析的肝脏肿瘤放射治疗无基准标记追踪方法 第二部分：临床数据验证研究
摘要： 治疗肝脏肿瘤时必须考虑运动管理。一种有效方法是实时肿瘤追踪，可通过射波刀?机器人放射外科系统借助同步呼吸追踪系统实现。该系统利用千伏级影像、LED标记点、红外摄像头及手术植入的基准标记物来追踪呼吸影响下的肿瘤位置。但采用侵入性手术植入基准标记物可能导致并发症。我们先前的模拟研究已证明，在规律呼吸运动下使用数字模体验证无基准标记追踪技术的可行性。本研究旨在通过不规则呼吸周期的数字模体数据及射波刀环境下的临床数据，进一步验证这一创新方法。 方法沿用先前模拟研究流程：获取数字模体与四位患者单次呼吸周期的腹部四维CT数据集，为每个呼吸相位生成对应角度（+45°或-45°）的数字重建放射影像（DRR）。通过边缘检测算法识别各DRR图像的肺-膈肌边界轮廓，MATLAB程序测定每个呼吸相位的靶区重心作为验证基准。采用人工神经网络建立模型（模体4组/患者6组），关联膈肌位置与靶区三维坐标。通过留一法交叉验证，以均方根误差（RMSE）评估模型精度。 结果模体数据平均RMSE为1.05±1.14毫米；患者数据中+45°投影平均RMSE为2.13±1.79毫米，-45°投影为2.26±2.40毫米。验证显示RMSE值与四维CT重建误差及肺-膈肌边界至靶区的距离密切相关。 结论本研究提出并验证了无基准标记的呼吸运动实时追踪方法。结果表明：通过现有千伏级影像获取的肺-膈肌边界信息，无需金标即可准确预测肿瘤位置。这种基于膈肌差异分析的方法经临床可接受误差验证，具备替代基准标记物的临床应用潜力。
关键词： 肝脏肿瘤，实时追踪，4D XCAT体模，膈肌，图像引导放射治疗，4DCT
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于kV的俯卧位乳腺外照射图像引导放疗的剂量学效应：优化成像频率的研究
摘要： 目的：对于俯卧位乳腺癌治疗，每日图像引导放疗（IGRT）可通过调整治疗床位置来校正乳腺相对于治疗野的位置。本研究探讨了降低kV级影像检查频率的剂量学影响，以及基于患者解剖结构或前3天位移数据优化检查频率的可行性。 方法：回顾性分析37例采用皮肤标记对齐后进行每日kV级影像检查的俯卧位乳腺癌患者。模拟三种IGRT方案（每日kV、每周kV、无kV），假设进行kV影像检查的分次剂量分布与CT计划等效，其余分次则通过将CT计划等中心回移至治疗床调整前的位置来重建剂量分布。计算不同方案中靶区（乳腺和乳腺肿瘤切除腔[LPC]）及危及器官（心脏、同侧肺）的治疗剂量。通过分析CT计划中的患者解剖信息及前3天治疗床位移数据，探究这些因素能否指导影像方案的优化。 结果：当降低kV影像检查频率时，乳腺和LPC目标的剂量变化百分比（δD，平均<1%）小于心脏和肺（平均Dmean为28%-31%）。总体而言，无kV影像检查的δD约为每周kV影像检查的1.2-1.4倍。虽然大多数剂量目标未受影响，但潜在的心脏剂量升高可能值得关注。不同kV频率的δD与患者解剖尺寸/距离或前3天治疗床位移数据均无显著相关性。 结论：尽管降低kV影像检查频率可减少影像剂量、时间和成本，且靶区覆盖相似，但可能增加心脏并发症风险。左侧乳腺癌患者更需要每日kV检查。若考虑减少影像检查频次，则无法通过CT解剖特征或早期位移数据实现个体化优化。
关键词： 千伏，切线野，图像引导放射治疗，俯卧位乳腺，成像频率
更新于2025-09-23 15:19:57
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MVCT TomoTherapy采集的图像质量与剂量评估：一项模体研究
摘要： 背景：本研究旨在评估Hi-Art断层治疗系统在治疗前MVCT图像中，通过改变采集和重建参数所实现的剂量投递与图像质量。材料与方法：使用Catphan 500模体获取所有采集螺距与重建间隔的MVCT图像；从噪声、均匀性、对比度线性、对比噪声比（CNR）及通过调制传递函数（MTF）评估的空间分辨率等方面评价图像质量。剂量通过多层平均剂量（MSADw）评估，测量采用由断层治疗模体、Exradin A1SL电离室和Tomo电离计组成的标准断层治疗?质量保证套件完成。每个螺距-重建间隔组合重复采集5次。结果：噪声与均匀性的差异虽在部分情况下具有统计学显著性，但数值极?。涸肷段Т哟植谀Ｊ?3mm的2.3%至粗糙模式-6mm的2.4%，而均匀性从粗糙模式-6mm的99.5%提升至常规模式-4mm的99.8%。高/低密度插件的CNR未显示差异，MTF在粗糙螺距下更高（尽管视觉上未观察到空间分辨率差异——所有螺距与重建间隔组合的空间分辨率均达4 lp/cm）。剂量随螺距变化：粗糙模式1.0 cGy，常规模式1.5 cGy，精细模式2.85 cGy。结论：不同螺距与重建间隔间的图像质量差异可忽略，因此治疗前成像模式的选择应仅基于实际投递剂量及图像引导放疗/自适应放疗所需的头脚轴分辨率需求。
关键词： 图像引导放射治疗、治疗前成像、断层放疗、图像质量、兆伏级计算机断层扫描
更新于2025-09-22 16:34:29