基于CT圖像的三維全身放射劑量計劃系統(tǒng)的研制.pdf

1、近年來，3D-CRT、IMRT、IGRT等三維照射技術發(fā)展迅速，CT、MRI、PET等影像融合技術不斷為體外照射技術注入新的動力，大大提高了療效，無論在治療計劃系統(tǒng)方面，還是質量保證方面，都遠甚于全身放射治療技術的發(fā)展。盡管如此，全身放射治療(Total Body Irradiation，TBI)從1923年由Chaoul H和Lange K[1]首次使用，發(fā)展至今，已由單純地用于骨髓移植治療白血病，擴展到用于晚期實體瘤病人，其療效也得

2、到了肯定。
　　 據大量的國內外文獻顯示[35-40]，在全身放射治療計劃方面，國內發(fā)展較慢，大多放療單位還處于二維階段，與國外先進的基于CT、MRI、PET等影像的三維全身放射治療計劃系統(tǒng)相比，差距很大。這不僅與全身照射方式和劑量學的特殊性以及全身照射野的復雜性等有直接關系，而且與醫(yī)學圖像三維重建及解剖學定位等有一定的關系。二維治療計劃系統(tǒng)難以設計出個體化的治療計劃，易導致劑量分布不均勻，容易出現靶區(qū)欠劑量或關鍵器官過劑量，引

3、發(fā)腫瘤復發(fā)或并發(fā)癥。
　　 全身照射技術作為骨髓移植預處理的有效手段，為了進一步提高放射治療的療效，必須實現患者體內劑量分布的可視化和劑量優(yōu)化，綜合分析各個組織器官的劑量分布，綜合評價患者體內劑量分布的均勻性，以及分析各關鍵器官是否存在過劑量的情況。目前廣泛使用的常規(guī)外照射計劃系統(tǒng)，在劑量計算時沒有考慮到，全身放射劑量學的特殊性，因此，不適用于遠距離照射的全身放射治療。然而，目前還沒有專門為全身照射設計的商品化的系統(tǒng)出現，因此，

4、本研究立足于這一點，采用VC++開發(fā)基于CT圖像的三維全身放射治療計劃系統(tǒng)，克服目前國內廣泛使用的二維全身放射治療計劃系統(tǒng)的缺陷，并將該系統(tǒng)應用于臨床，設計個體化的全身放射治療計劃系統(tǒng)，用以解決國內全身照射治療技術的缺陷與日益增加的臨床需求之間的矛盾。
　　 放射治療是腫瘤治療的有效手段，要提高放射治療水平，必須要有準確的放射劑量資料和最佳治療計劃，而劑量計算模型是獲得精確劑量資料以及最佳治療計劃的依據，選擇正確的計算模型是精確

5、計算劑量分布的保證。本文第二章詳細討論了系統(tǒng)所使用的劑量計算模型，該模型不僅考慮到了全身照射時，遠距離照射和大野照射所導致得劑量學的特殊性和復雜性，而且考慮到在臨床實際應用中劑量計算速度的問題。由于全身照射時對于加速器射束流的均勻性有一定的要求，而且系統(tǒng)所采用劑量計算模型需要一部分基礎實驗劑量學參數，因此，在第三章中具體介紹了加速器實驗劑量參數測量的步驟，以及對所測得劑量數據的分析與討論。隨后，第四章主要介紹采用VC++編程實現的基于C

6、T圖像的三維全身放射治療計劃系統(tǒng)的主要功能，包括數據庫設計、三維空間坐標的建立、系統(tǒng)層面等劑量線生成算法以及三維重建方法等，這些是現實本系統(tǒng)的關鍵，也是技術開發(fā)的難點。
　　 根據臨床治療需要，目前本研究已現實系統(tǒng)的大部分功能，設計個體化的治療計劃，能在任意橫斷面、矢狀面和冠狀面上顯示等劑量分布與組織器官的相互關系，并能跟隨鼠標移動計算當前坐標下的劑量值。此外，本系統(tǒng)配置大量的二維圖像處理工具和標注工具，方便臨床醫(yī)生從不同影像狀