评估elekta cbct影像应用於治疗计划剂量计算之可行性.doc

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时间:2020-03-23

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1、評估ElektaCBCT影像應用於治療計劃劑量計算之可行性▽胡志忠「吳簡坤,2陸思慧,2周秀蓉,I黃文濤*I元培科技大學影像醫學硏究所2台大醫院腫瘤醫學部放射腫瘤科摘要目的:具備執行影像導引放射治療功能之直線加速器,其配置之錐狀射束電腦斷層(Cone-beamComputerTomography:CBCT)主要應用於確保病患接受放射治療時位置的正確性。其影像黑化値呈現之CT値(CTNumber)^調校成以HounsfieldUnit(HU)爲單位,本硏究將評估CBCT影像應用於治療計劃劑量計算之可行性。材料與方法:以CIRS062Catphan503爲實驗材料之假體'分別取Ele

2、ktaSynergy之CBCT及模擬定位用Siemens之扇狀射束電腦斷層(Fan-BeamCT:FBCT)影像,藉MATLAB7.0軟體分析影像黑化値呈現之CT値的特性曲線,並運用ADACPinncale7.6c治療計劃軟體進行劑量計算。結果:比較兩套系統影像黑化値呈現之CT値的特性曲線,FBCT系統111不同的取像條件下,其特性皆合乎治療計畫當屮CT値之設定標準的百分之九十五可信賴區內,而CBCT系統在不同取像條件下,其特性曲線皆超出百分之九十五可信賴區外,所造成劑量計算上之誤差將超出百分之三的範圍。結論:建議以CBCT系統取得之影像在未經適當校正前,產生之誤差將超過臨床使用

3、所接受之範圍,故个可運用於治療計劃劑量計算上。關鍵詞:影像導引放射治療,錐狀射束電腦斷層影像,治療計劃劑量計算,CT値1.前言在放射治療屮大量地應用了三維數位影像⑴,透過這些影像可以瞭解到癌症在解剖學上的立體空間分佈。電腦斷層(ComputerTomography:CT)影像已廣泛應用於放射治療計劃屮,可呈現出病患體內吸收劑量之分佈。此應用之主要日的爲:…、讓醫師、劑量師能清楚地圈選勾勒出需治療之標靶及周邊需保護之危急器官組織並評估治療記劃的劑量學優劣;二、藉影像所呈現的CT値(CTNumber)訊息,可計算修正組織異質性對吸收劑量分布的影響。放射治療應用之光了能量範圍內,其與物

4、質發生作用主要爲康普吞效應(Comptoneffect)。在此效應下,發生作用之機率微觀地與該物質單位體積內之電了數有密切關係;相對地該作用機率巨觀地爲光了與物質於單位距離內之直線衰減係數,經此係數衰減作用下,光了穿透物質後,由偵測器接收轉變成訊號強度不冋之黑化値,在CT影像中將其校準爲以HounsfieldUnit(HU)爲單位的CT値⑵,便能顯現光子與物質衰減作用下被照物體內各組織結構的特性,藉此可計算修正因爲組織內非均質物質所造成吸收劑量分布的影響。然而,CT影像中某特定物質之CT値,常受到其周逍環境與成像演算過程中所造成的假影影響而發生變化,這些假影通常與X光散射有關⑶,

5、往往也是CT影像品質變差的主要原因。冃前CT影像應用於放射治療之最新發展爲影像導引放射治療(IGRT)技術。其運用先進的錐狀射束電腦斷層(Cone-beamComputerTomography:CBCT)成像設備»將接受治療之病患位置由CBCT重組三維數位影像中,透過軟組織或骨骼結構和用於治療計劃計算上扇狀射束電腦斷層(Fan-BeamCT:FBCT)之影像做比對⑷,藉此加以確認並修正治療時擺位上的誤差⑸。由於這項技術迅速發展,提升了病患接受放射治療時靶定位及對位上的準確性。此外,CBCT影像中可同時觀察到病患接受治療過程,某些器官的形變、生理運動及身體外部輪廓在不同的分次治療下

6、發生的變化,這些變化所造成潛在性誤慕很難單就重新擺位而獲得解決,較理想的解決方案爲利用這些線上取得之影像,立即重新設計治療計劃,使病人於治療期間發生的變化得以適度地調整⑹。因此,將應用於IGRT的CBCT三維數位影像運用到治療計劃的設計,爲未來値得硏究發展的一門課題。用於放射治療之直線加速器ElektaSynergy(EiektaOncologySystems,Atlanta,GA),其配置之CBCT系統稱爲X-rayVolumeImage(XVI),可產生三維數位CT影像,主要應用於確保病患接受放射治療時位置的正確性。因其CT影像黑化値所呈現的CT値未調校成以HU爲單位之正確値

7、,因此Elekta原廠的使用說明文件⑺中強調,如將此系統所產生之影像應用於治療計畫劑量計算上,會造成嚴重的誤萍發生。本硏究由分析影像黑化値呈現之CT値的特性,以及應用於治療計劃劑量計算的結果,藉此評估運用CBCT影像於治療計劃劑量計算之可行性。2.1假體選擇CIRS062(CIRSTissueSimulationTechnology,Norfolk,VA)與Catphan503(ThePhantomLaboratory,Salem,NY)作爲實驗材料之假體。CIRS062型假體分

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