發(fā)布時(shí)間：2018-01-18 09:34

  本文關(guān)鍵詞：呼吸遲滯現(xiàn)象對(duì)肺癌螺旋斷層放射治療的劑量學(xué)影響　出處：《北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：背景與目的:遲滯現(xiàn)象是呼吸運(yùn)動(dòng)中常見(jiàn)的一種現(xiàn)象,而且每個(gè)患者各有不同,對(duì)于受呼吸運(yùn)動(dòng)影響的腫瘤病種如肺癌,放射治療的精確實(shí)施與遲滯現(xiàn)象緊密相關(guān),應(yīng)被考慮到腫瘤運(yùn)動(dòng)行為的研究中。呼吸遲滯現(xiàn)象對(duì)于放射治療劑量學(xué)影響的研究很少見(jiàn),對(duì)于螺旋斷層放射治療劑量學(xué)影響的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本課題為國(guó)際上首次系統(tǒng)研究呼吸遲滯現(xiàn)象對(duì)肺癌螺旋斷層放射治療的劑量學(xué)影響,為肺癌螺旋斷層放射治療提供參考意見(jiàn)。方法:將MapCheck與配套校準(zhǔn)模體、膠片配準(zhǔn)模板和XY4D二維器官運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)形成模體組合,基于其兆伏CT影像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)計(jì)劃設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)計(jì)劃中靶區(qū)與各器官的輪廓和優(yōu)化參數(shù)均來(lái)自患者臨床計(jì)劃,確保模體計(jì)劃與臨床情況相似。每個(gè)計(jì)劃在靜止?fàn)顟B(tài)和五個(gè)遲滯狀態(tài)下(遲滯0,π/32,π 16,π/8和π/4)測(cè)量三次,每次測(cè)量開(kāi)始于隨機(jī)起始相位,三次測(cè)量結(jié)果的平均值用于劑量學(xué)影響分析。SNC Patient軟件導(dǎo)入由自行開(kāi)發(fā)的MATLAB程序修改的DICOM RT Structure文件,并在測(cè)量平面內(nèi)對(duì)全局、靶區(qū)和每個(gè)器官進(jìn)行顯示和分析。在靜止?fàn)顟B(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)與計(jì)劃計(jì)算數(shù)據(jù)的比較中,使用相對(duì)劑量模式的伽馬指數(shù)分析,吻合距離閾值3mm和劑量差異3%。在各遲滯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與靜止?fàn)顟B(tài)的比較中采用劑量差異閾值為3%的絕對(duì)劑量差異全局歸一分析。所有分析中采用的感興趣區(qū)定義閾值均為10%。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用Wilcoxon符號(hào)秩和檢驗(yàn),檢驗(yàn)水準(zhǔn)設(shè)為0.05。相關(guān)性分析采用斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù),檢驗(yàn)水準(zhǔn)設(shè)為0.05。為了在三維空間模擬各種器官運(yùn)動(dòng),尤其是呼吸遲滯現(xiàn)象,本課題設(shè)計(jì)制作一套器官運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)由模擬胸部解剖結(jié)構(gòu)的仿真人模體(可變形胸部模體)、模擬靶區(qū)運(yùn)動(dòng)的靶區(qū)運(yùn)動(dòng)模擬裝置與操控仿真人模體和靶區(qū)運(yùn)動(dòng)模擬裝置的器官運(yùn)動(dòng)模擬軟件三部分組成。使用三維器官運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)替代XY4D二維器官運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng),對(duì)代表性病例進(jìn)行類似測(cè)量。結(jié)果:對(duì)于靜止?fàn)顟B(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)與計(jì)劃計(jì)算數(shù)據(jù)的伽馬指數(shù)分析,全局的通過(guò)率為99.11%±1.51%,靶區(qū)的通過(guò)率為98.97%±2.35%,各器官中通過(guò)率最低為左肺的98.91%±3.69%。對(duì)于各遲滯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與靜止?fàn)顟B(tài)的劑量差異分析,全局、靶區(qū)、左肺、右肺、心臟和胸壁在各遲滯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的平均通過(guò)率分別為34.54%、29.11%、26.28%、49.56%、34.75%和32.19%。全局、靶區(qū)和各器官在不同遲滯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的通過(guò)率相似,只有左肺的遲滯π/32相對(duì)于靜止的通過(guò)率與遲滯π/16相對(duì)于靜止的通過(guò)率之間存在顯著性差異,通過(guò)率分別為24.87%±10.97%和26.12%±10.6%。靶區(qū)及周邊器官中,由于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的相對(duì)于靜止?fàn)顟B(tài)下的劑量增加和降低范圍的分布隨遲滯程度變化而發(fā)生形狀上的變化。由于仿真人模體的重要組成部分無(wú)法實(shí)現(xiàn),器官運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)方案改為包含靶區(qū)運(yùn)動(dòng)模擬裝置和器官運(yùn)動(dòng)模擬軟件兩部分,在三個(gè)不同方向的程控步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,實(shí)現(xiàn)三維平移運(yùn)動(dòng),在前后方向、左右方向和頭腳方向的最大運(yùn)動(dòng)行程分別為120mm、300mm和200mm。以碳纖維板作為實(shí)驗(yàn)?zāi)ｓw或探測(cè)器的承載臺(tái),避免了金屬成分對(duì)測(cè)試模體或探測(cè)器的成像和治療照射過(guò)程中的影響。三維器官運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)測(cè)量代表性病例的結(jié)果與XY4D二維器官運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果相比,通過(guò)率變化程度稍有不同,但通過(guò)率變化趨勢(shì)相似。三維器官運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)與XY4D二維器官運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)周期最大差異0.11s(2.77%),運(yùn)動(dòng)幅度最大差異0.84mm(5.54%)。結(jié)論:靜止?fàn)顟B(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)與計(jì)劃計(jì)算數(shù)據(jù)的高伽馬指數(shù)分析通過(guò)率表明運(yùn)動(dòng)以外因素,如模體組合中的金屬成分和半導(dǎo)體探測(cè)器的方向性等,對(duì)本課題涉及計(jì)劃的影響有限。各遲滯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的影響取決于全局、靶區(qū)和各器官的不同而不同,但全局、靶區(qū)和各器官在不同的遲滯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間是相似的。遲滯狀態(tài)變化導(dǎo)致靶區(qū)周邊范圍內(nèi)器官的劑量差異隨遲滯狀態(tài)變化而變化,尤其是臨近靶區(qū)的小體積危及器官。本課題提出的對(duì)劑量學(xué)影響按靶區(qū)和各器官分別分析的方法為器官運(yùn)動(dòng)的劑量學(xué)影響研究提供了更有針對(duì)性更全面的方法,是目前未見(jiàn)報(bào)道的方法。本課題研制的三維器官運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)基本滿足本課題的實(shí)驗(yàn)需求,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維器官運(yùn)動(dòng)模擬,是國(guó)內(nèi)首次將三維器官運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)用于放射治療的劑量學(xué)研究。
[Abstract]:BACKGROUND & OBJECTIVE : The phenomenon of hysteresis is a common phenomenon in the respiratory movement , and the exact implementation of radiotherapy is closely related to the phenomenon of delay . The results of the three - dimensional organ motion simulation system are similar to those of XY4D two - dimensional organ motion simulation system . The results of the three - dimensional organ motion simulation system are similar to those of XY4D two - dimensional organ motion simulation system .

【學(xué)位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R730.55;R734.2

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本文編號(hào)：1440364