CT-Sim模拟定位技术.

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1、CT-Sim模拟定位技术模拟定位技术 中山大学肿瘤防治中心放疗科中山大学肿瘤防治中心放疗科 伍建华伍建华 一、一、CT模拟机的构成与特性模拟机的构成与特性 二、二、CTCT模拟机的功能与工作流程模拟机的功能与工作流程 三、三、CTCT模拟机定位方法及步骤模拟机定位方法及步骤 四、特殊四、特殊CT模拟定位技术模拟定位技术 五、五、CT模拟机的模拟机的QA、QC 内容介绍内容介绍 2 CT与放射治疗： 1972年英国工程师 G.N.Hounsfield （亨斯菲尔德） 研制成功首台CT机； 1979年，Goitein(戈伊坦）率先 将CT影像技术应用于临床放射治 疗中； 1986年，Galvin（

2、高尔文）等人 阐述了CT模拟机的一些关键构造 ； 1989年第一台螺旋CT诞生； 1991年双层螺旋CT研制成功 CT成像原理图成像原理图 3 CT早期在放射治疗当中主要 用在两个方面： 1、为治疗计划设计提供精确的 肿瘤靶区定义； 2、为吸收剂量计算提供组织不 均匀性校正。 目前CT模拟机在放射治疗中 的应用包括：肿瘤定位、正 常组织及器官的定位、治疗 计划设计、剂量分布的计算 、治疗计划的模拟、评判疗 效等等。 4 一、CT模拟机的构成与特性 构成 诊断性CT机(大孔径 CT) 治疗床（低密度的碳 纤维平面床板 ，进床 精确度小于0.5mm） ； 计算机控制台 模拟机中央工作站 激光定位系

3、统 （定位 误差应当小于1mm ） 5 CT机 1、CT模拟机的X球管（电子枪、 真空管和阳极靶冷却装置）应比 诊断用CT在设计上具备更高的 要求； 常见螺旋CT球管热负荷： 2.05.2MHU； 阳极冷却速率：0.9MHU/min； 2、应选用大口径的CT； 3、CT模拟机工作站的硬盘容量应 足够大； 6 4、计算机控制台 双屏幕设计，双主机 配置，具有影像采集系统 和影像分析设备； 5、模拟机中央工作站 具备一系列绘图工具， 方便临床医师勾画肿瘤靶 区及危及器官的轮廓；具 有BEV、DRR等多种视觉 评估功能； 7 6、激光定位系统 三维激光，辅助患者摆位，定位误差小于1mm。 8 9 二

4、、二、CTCT模拟机的功能与工作流程模拟机的功能与工作流程 10 （一）CT模拟机的功能 诊断功能 定义肿瘤靶区及重要器官 设计照射野 组织不均匀计算 治疗疗效监控 11 CTCT模拟定位机具有高质量的影像功能模拟定位机具有高质量的影像功能 CT模拟定位机为治疗计划系统提供高质量的横断面CT影像， 帮助医生精确勾画出肿瘤靶区及危险器官的轮廓 12 计划设计系统能进 行组织密度的不均匀 校正计算 进行组织不均匀性校正 ，提高剂量计算的准确 性，以致肿瘤靶区剂量 达到最高和正常组织剂 量达到最低； 靶区剂量覆盖DVH示意图 剂量分布图 13 具有传统X线模拟机的功能 借助复杂的计算机 软件，将计划

5、设计 的照射野三维空间 分布结果重叠在CT 重建的病人解剖图 像上，在相应的激 光定位系统的辅助 下，实现对治疗条 件的虚拟模拟； （鼻咽癌A段2D3D射野分布示意图总汇） 14 CTCT模拟定位系统模拟定位系统 常规常规X X线模拟机线模拟机 靶区定位 + + 靶区及重要器官的 确认 + + 射野挡块 + + 观察器官运动 + + 多个治疗野衔接 + + 皮肤标记 + + 射野验证片 + + 治疗方案的修改 + + +代表精确度 应用三维调强适形放疗，CT模拟定位机比 常规X线模拟定位机有更强的功能 15 克服平片缺点，提供更多横断面解剖细节 常规模拟定位机是利用专用模拟定位机来实现的，主要

6、依据透视 影像中的骨性标识，是一种二维平面定位技术，CT模拟定位是由一种 大视野（FOV,60cm)射野的CT扫描机，一套具有CT图像的三维重建 显示及射野模拟功能的软件，一套激光射野激光模拟器组成。CT模拟 定位机克服了常规模拟定位机拍摄平片的缺点，提供了更多的横断面 内的解剖结构的细节，极大地改变了放射治疗治疗计划设计的定位和 治疗模拟的面貌； 16 特别适用于形状、位置复杂肿瘤的定位 CT模拟定位机特别 适用于形状复杂或与重 要器官临近的肿瘤，需 要多野照射或旋转照射 剂量曲线复杂的肿瘤定 位； 如脑胶质瘤、垂体 瘤、脑干肿瘤、椎旁肿 瘤、上颌窦肿瘤、鼻咽 癌、前列腺癌、乳腺癌 、肝癌、

7、胰腺癌等。 （乳腺癌切线照射示意图） 17 精确计算放射剂量 利用CT模拟定位，不仅可以看到肿瘤的真面目，还可以清楚地 了解它周边的环境，其定位影像可以传输到三维治疗计划系统， 精确计算靶区和正常器官的放射剂量，这样有的放矢，既有效 消灭了肿瘤，又妥善地保护了正常组织和器官，为提高肿瘤病 人生存质量提供基础保证。 18 CTCT模拟机扫描与诊断性模拟机扫描与诊断性CTCT机的区别机的区别 放射治疗用CT扫描 诊断性CT扫描 精确CT值 是剂量精确计算的必要条件 扫描层厚 是3D影像重建和DRRs图质量的 重要参数 造影剂应用 可以增强肿瘤组织与周围正常 组织的对比度，便于医师勾画 靶区；可能会

8、影像剂量计算的 结果 扫描时间 取决于影像重建和DRR计算的需 要，需要比诊断性CT更高的球 管负荷 精确CT值 诊断性CT更注重组织相对异常 性，而不是CT绝对值 扫描层厚 是诊断性CT的重要参数，有助 于减小部分容积效应的干扰 造影剂应用 对各种诊断十分必要 扫描时间 快速扫描可以减小图像干扰 19 DRR与与XR(X线平片）的比较线平片）的比较 1、DRR的空间分辨率较XR的低； 2、DRR可随意观察靶区、某一组织或器官、或器官的一部分； 3、DRR可以得到模拟定位机难以拍摄到的照片； 4、DRR上较易附加射野外轮廓和等中心位置。 DRR（Digitally reconstructed

9、radiograph)：数字重建的射线影像 20 PHILIPS 16排大孔径螺旋排大孔径螺旋CT模拟机介绍模拟机介绍 （ BrillianceTM Big Bore CT ） 具有最新4D-CT采集功能 （呼吸门控），最新的四 维动态采集技术与门控放 疗技术结合，限定胸腹部 肿瘤照射范围，使放疗更 精确，同时，进一步减少 正常肺组织损伤，提高患 者生活质量； 21 该机提供85厘米的超大孔 径，60 厘米的真实扫描视 野，可满足放疗定位各种 特殊扫描体位的要求； 配有放疗专用碳纤维平板 床面，保证了扫描与治疗 体位的一致性。床面定位 索引定位精度达0.25毫 米，为放疗定位提供了可 靠的保证

10、； 22 高品质图象、快速图象 重建、逻辑化的工作引导 流程、使病人诊断和定位 更精确； 与放射治疗计划系统相 整合，优化工作流程，从 而能够实施包括虚拟射野 透视模拟、容积数字重建 、自动图像配准等在内的 各种任务。 23 特征特征 CT模拟机制造商模拟机制造商 GE SIEMENS PHILIPS 螺旋CT 是 是 是 多层面CT 是 是 是 平床面 是 是 是 孔径大小 85cm 70cm 85cm SFOV大小 60cm 48cm 60cm 数据传输 DICOM-RT DICOM-RT DICOM-RT 软件平台 Advantage模拟 Virtual模拟 AcQ模拟 4D模拟 是 未

11、来产品 是 商用计算机模拟系统的技术参数商用计算机模拟系统的技术参数 24 （二）CT模拟机的工作流程 CT扫描及患者摆位及固 定 治疗计划设计与模拟 靶区及周围组织的勾画 等中心的设置 照射野的设置 DRRs图的产生 CT模拟设计的验证 25 工作流程工作流程 26 三、三、CTCT模拟机定位方法及步骤模拟机定位方法及步骤 27 （一）扫描体位及固定要求（一）扫描体位及固定要求 体位：患者的体位必须与放射 治疗的体位相一致。扫描时， 头先进扫描孔，还是脚先进， 应按靶区具体位置而定。 固定：由于CT模拟定位比常规 模拟定位机要求更高的精确 度，特别是对做3D-TPS、 IMRT的患者，需更严

12、格的体 位固定。 28 （二）扫描步骤及注意事项（二）扫描步骤及注意事项 1、扫描前的准备工作： 向患者做好解释工作，并解 释扫描过程，消除患者疑虑； 如果扫描胸部和/或腹部肿瘤 的患者，需要嘱咐患者预先 进行呼吸训练，一般要求患 者在定位和治疗过程中保持 平静呼吸即可； 29 扫描腹部和盆腔部的 患者如无特殊，须提前 12小时行肠道准备，且 嘱咐患者按照医生要求 行膀胱充盈，方可进行 CT模拟定位； 30 进行增强扫描的患者应 进行15分钟的碘过敏试 验，同时要注意调节好 扫描时增强剂的注射量 和流速，适时把握扫描 延迟时间，使病变部位 达到最好的增强效果并 减少增强剂产生的伪影。 31 2

13、、扫描期间的工作 使用体位固定器将患 者按常规摆位的要求固 定在CT治疗床上，利用 三维激光系统进行患者 体位摆位。摆位时应认 真仔细，尽量重复患者 制模时的舒适体位，防 止空位、虚位情况的发 生。发现问题及时与制 模室沟通解决。 32 摆位结束后，扫描正位 定位像。得到患者正位 透视图，观察并利用CT 机图像处理软件协助判 断患者体中线是否摆正， 体位是否符合放射治疗 要求。如不符合要求， 则重新对患者进行摆位， 直到符合摆位要求才可 进行下一步的操作。 33 通过三维激光定位系统的指 示，在体位固定器及体表上画出 激光定位标志线（点），作为零 位参考点（有利于改善CT螺旋扫 描产生的容积效

14、应对CT-SIM定位 标志点所在Y轴的影响），并在 参考点上放置直径约1mm的可 成像标志物（金属铅标志点）。 零位参考点必须放置在扫描范围内 为了保证CT定位参考标志点能较为 有效地发挥定位作用，除了主管医生 的特别要求外，在选择CT定位参考 标记点的位置时应注意：尽量接近 靶区；尽量接近骨性标志；尽量 避开呼吸幅度较大的位置；尽量避 开较为明显的疤痕位置。 34 扫描扫描5mm层厚用圆点层厚用圆点 扫描扫描3mm层厚用圆点层厚用圆点 35 进床将拟定的参考标 记线与内置激光垂直线 重合，并将此处CT床位 设置为“0”。 移动床位，根据医嘱 确定定位图像扫描的起 始线。 36 采集定位图像，

15、根据医嘱确定具体的扫描范围和扫描条件。注意 应将“0”位标志点包括在扫描射野内。头部扫描时，头顶第一层应 露空，以便于计算脑部靶区深度；胸部扫描时，应包全整个肺部及 肾脏和周围重要器官，以便计算全肺组织受量及肾脏和周围重要器 官的剂量容积比，方便放疗医师对靶区出现剂量不均或周围脏器出 现受量过高及时做出相应的调整。头颈部扫描层厚一般为3mm，体 部层厚一般为5mm。 37 如行增强扫描者，则 在一切扫描参数设置好 后注射造影剂，并根据 不同部位达到增强效果 的延迟时间不同，选择 适当的扫描延迟时间开 始扫描（为减轻患者的 反应，CT-SIM扫描一般 采用非离子型造影剂， 如碘必乐(碘帕醇）、碘 海醇等），严密观察患 者反应及高压注射器的 运作情况，如体位变动 过大则需重新摆位及扫 描。 38 增强增强CT扫描延迟时间扫描延迟时间 39 平扫与增强平扫与增强 40 3、扫描完成后的工作、扫描完成后的工作 松开固定器，降低