目的:运用锥形束CT(cone-beam CT,CBCT)联合ExacTrac X射线(ExacTrac X-Ray,ETX)图像引导系统对高级别脑胶质瘤放疗患者进行首次与剩余分次放疗的位置验证,探讨最优的图像引导验证模式.方法:回顾性分析2018年1月至2020年6月在某院接受脑胶质瘤调强放疗的20例患者的资料,首次治疗患者使用CBCT图像引导系统确定治疗中心在体表的对应位置,并进行复位与标记,之后在线将CBCT图像与定位CT图像进行自动配准,运用ETX图像引导系统来验证残余摆位误差;剩余分次治疗使用ETX图像引导系统对摆位误差进行位置验证.计算患者在六维方向[Lat方向(左右)、Lng方向(头脚)、Vrt方向(前后)、Pitch方向(绕左右旋转)、Roll方向(绕头脚旋转)、Yaw方向(绕前后旋转)]上的摆位误差及其区间分布.采用SPSS 22.0统计学软件进行数据分析.结果:首次治疗患者的摆位误差只需1次校正的占比为75.00％,剩余分次治疗患者的摆位误差只需1次校正的占比为78.62％.首次治疗经CBCT联合ETX图像引导复位均能满足治疗要求;剩余分次治疗中,在六维方向上校正前后的摆位误差值比较,差异有统计学意义(P＜0.05).摆位误差区间分布显示,患者在首次治疗和剩余分次治疗中六维方向上的误差值均在0～1 mm和0°～1°.结论:高级别脑胶质瘤患者术后采用CBCT联合ETX图像引导系统进行首次及剩余分次治疗,能快速、准确地确认治疗中心并复位,减小摆位误差,可提高治疗的准确性与重复性.

目的:回顾性分析热塑头肩模单用或联合使用头颈肩真空垫在脑转移瘤大分割立体定向放疗(HFSRT)中的固定效果。方法:纳入2017—2019年间54例非小细胞肺癌脑转移并行HFSRT患者，热塑头肩模固定24例(单模组)，热塑头肩模+真空垫固定30例(联合组)。治疗前后分别行在线图像配准，记录疗前分次间误差及疗后分次内误差，治疗过程中应用光学表面监测分次内误差，成组 t检验分析两组各方向误差差异。 结果:全组患者分次间7.0%～15.4%的水平误差≥3mm，7.0%～12.6%旋转误差≥2°；单模组比联合组前后方向水平误差小[(1.035±1.180)mm∶(1.512±0.955)mm, P＝0.009]，矢状位旋转误差也小(0.665°±0.582°∶0.921°±0.682°， P＝0.021)。全组患者分次内误差为0%～0.7%的水平误差>1mm，无旋转误差≥1°；联合组比单模组左右和前后方向水平误差小[(0.047±0.212)mm∶(0.246±0.474)mm, P＝0.004)和(0.023±0.152)mm∶(0.140±0.350)mm， P＝0.020]，矢状位旋转误差也小(0.091°±0.090°∶0.181°±0.210°， P＝0.001)。光学表面监测数据印证了上述结果。 结论:热塑头肩模±头颈肩真空垫固定可达到脑转移瘤HFSRT的精度要求，但需配合在线图像配准及六维床体位校正，联合组的分次内固定效果更好。光学表面监测分次内运动有一定价值。

目的:利用深度相机开发三维点云放疗实时监测系统并验证其可行性。方法:以深度相机坐标系为世界坐标系，由校准模体得到定位CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系。患者的定位CT点云经上述关系转换到世界坐标系中并与深度相机实时获取的患者表面点云配准计算六维误差，完成摆位验证及放疗中分次内体位误差监测。统计系统六维计算误差的均值、标准差，配准后点云的豪斯多夫距离以及各部分程序运行时间，验证系统的可行性。选取15例真实患者，统计本系统与锥形线束CT之间六维误差。结果:模体实验中，系统在左右、头脚、腹背方向的误差分别为（1.292±0.880）、（1.963±1.115）、（1.496±1.045）mm，在偏转、俯仰、翻滚角度的误差分别为0.201°±0.181°、0.286°±0.326°、0.181°±0.192°。对于真实患者，系统平移误差在2.6 mm以内，旋转误差在1°左右，程序运行1~2帧/s，精度和速度满足放疗要求。结论:基于深度相机的三维点云放疗实时监测系统能自动完成放疗前摆位验证、放疗中体位实时监测，并提供误差视觉反馈，具有潜在的临床应用价值。

目的:比较开放式面罩联合光学表面监测系统(OSMS)引导摆位与闭合式面罩联合激光灯＋面罩标记引导摆位之间的平移和旋转方向误差，评估开放式面罩联合OSMS引导摆位方式在脑转移瘤大分割立体定向放射治疗(HSRT)的应用优势，并计算脑转移瘤患者在不同固定设备与摆位方式下计划靶区体积(PTV)的外放边界。方法:回顾性分析55例脑转移瘤患者HSRT的摆位数据，根据固定设备和摆位引导方式的不同，分为OSMS联合开放式面罩组(A组)、头颈肩封闭式面罩＋发泡胶组(B1组)和头颈肩封闭式面罩＋头枕组(B2组)。A组利用OSMS自动移床功能引导摆位，B1组和B2组利用激光灯＋面罩标记引导摆位。3组均通过锥形束CT(CBCT)骨性配准得到六维方向( x轴、 y轴、 z轴、 x轴旋转、 y轴旋转、 z轴旋转)摆位误差，并根据van Herk公式计算计划靶区的外放边界。 结果:共采集CBCT配准数据288套，其中A组六维方向摆位误差和3D矢量误差均最小，分别为(0.47±0.33)、(0.49±0.31)、(0.44±0.31)mm，(0.42±0.32)°、(0.48±0.31)°、(0.42±0.22)°和(0.90±0.39)mm；除 z轴旋转方向A组与B1组差异无统计学意义外( P>0.05)，其余方向与B1组和B2组比较，差异均有统计学意义( P<0.05)；且A组无平移方向≥2 mm，旋转方向≥2°的摆位误差。B1组 y轴、 z轴、 z轴旋转方向及3D矢量误差均显著小于B2组，且差异有统计学意义( P<0.05)。A组3个方向PTV外放边界分别为1.32、1.19和1.22 mm，均小于另外两组。 结论:脑转移瘤HSRT中，与头颈肩封闭式面罩联合激光灯＋面罩标记引导摆位相比，应用开放式面罩联合OSMS引导摆位，可明显提高六维方向摆位精度，降低重复摆位率，减小PTV外放边界，具有临床应用价值。

目的:通过锥形束CT(CBCT)图像与定位CT图像的配准分析前列腺癌调强放疗摆位误差中三维匹配和六维匹配的差异性以及相关性。方法:选取2015年8月至2020年8月在中山大学肿瘤防治中心收治的49例前列腺癌患者的图像配准资料，每次治疗前执行1次CBCT扫描，整个疗程共获取637套CBCT图像。最后在医科达MOSAIQ系统中通过CBCT图像与定位CT图像的配准，分析旋转误差与平移误差间的差异，初步以旋转角度1°为界对旋转误差分组，分析其与平移误差的相关性，并探究体位固定装置外扩边界的肿瘤靶区外放边界值(MPTV)大小有无差异。结果:冠状位(Rtn)旋转误差与前后方向(Vrt)( r＝0.187， P<0.001)、矢状位(Pitch)旋转误差与Vrt( r＝0.183， P<0.001)和左右方向(Lat)( r＝0.142， P<0.001)、横断位(Roll)旋转误差与Lat( r＝0.116， P＝0.003)均呈正相关。旋转误差<1°时对平移误差基本上无影响( P>0.05)，旋转误差≥1°时，Rtn与Vrt( r＝0.208， P<0.001)和Lat( r＝0.116， P＝0.009)、Pitch与Vrt( r＝0.241， P<0.001)和Lat( r＝0.153， P＝0.005)均呈正相关，Pitch与Vrt呈现中等程度相关。Roll对Vrt、Lat、Lng(上下方向)均无相关性( P>0.05)。三维和六维配准在Vrt、Lat、Lng三个方向的MPTV比较，差异均无统计学意义(均 P>0.05)。 结论:不能使用六维数据应用于三维床的平移，旋转误差>1°时，对平移误差有明显影响。当旋转误差Rtn≥1°时，对治疗床的升降有明显影响，旋转误差Pitch≥1°时，对治疗床的升降及左右有明显影响。

目的:建立光学表面监测系统(OSMS)在头部无框架立体定向放射外科(SRS)和立体定向放射治疗(SRT)中应用的基本流程，评价OSMS在头部模体和应用Q-Fix开孔面罩固定的头部SRT患者中，分次内实时监测位置误差的精确性和有效性。方法:通过头部SRS仿真模体OSMS的监测位移与Edge六维床预设位移的偏差，评估OSMS实时监测运动偏差，及在治疗床非零角度和其中一组摄像头被加速器旋转机架遮挡的情况下，OSMS监测头部运动的能力。同时本研究选取10例50分次接受头部无框架SRT治疗的患者，所有患者经Q-Fix开孔面罩固定并整个治疗分次内应用OSMS监控，通过分析离线日志文件获得OSMS实时监测的分次内误差；患者治疗后行锥形束CT(CBCT)扫描，获得六维度误差作为CBCT验证的分次内误差。结果:模体研究中，OSMS监测偏差与预设位移在六维度方向均有较强相关性；治疗床与机架0°时，OSMS探测的平移方向和旋转角度的三维矢量偏差分别为(0.28±0.10) mm和(0.15±0.09)°；有一组摄像头被遮挡的情况下，平移和旋转方向的三维矢量偏差分别为(0.35±0.13) mm和(0.17±0.09)°；床非0°时OSMS监测偏差值均大于床0°偏差值，床270°时三维矢量偏差最大，分别为平移方向(0.69±0.19)mm和旋转角度(0.32±0.12)°。在Q-fix开孔面罩固定的SRT患者中，OSMS与CBCT监测的分次内运动幅度差异较小，平移方向三维矢量偏差分别为(0.40±0.26)mm和(0.29±0.10)mm；旋转方向三维矢量偏差分别为(0.33±0.20)°和(0.26±0.08)°。结论:OSMS是一种有效的光学引导放射治疗工具，OSMS的分次内实时运动监测功能具有亚毫米级精度，可以实现分次内误差的精确监控。为保障无框架头部SRS/SRT治疗精确实施，有必要联合OSMS进行分次内位置监控。

目的:研究逆向优化过程中驻留时间差异限制参数对宫颈癌三维后装计划质量和位置误差鲁棒性的影响。方法:回顾性选择2020年8月至2021年8月于中南大学湘雅医院接受宫颈癌三维后装治疗的20例患者。使用Eclipse计划系统进行计划设计，分别将计划系统中的驻留时间差异限制参数smooth值设置为0.00、0.25、0.50、0.75、1.00，采用逆向剂量体积优化算法生成不同的smooth计划，优化条件同原始临床计划，对比分析关键剂量学指标和总驻留时间差异。对施源器人为引入左右、腹背和头脚六个方向的位置误差（0.2~1.0 cm），评估不同smooth值对计划质量和鲁棒性的影响。每个病例133个计划，20例患者共计2 660个计划。采用Wilcoxon符号秩检验对结果进行统计分析。结果:随着smooth值增大，调制因子逐渐减小，膀胱和直肠D 2 cm3增大。smooth值为0.25、0.50、0.75、1.00计划的调制因子分别为0.72±0.09、0.63±0.08、0.55±0.08、0.51±0.06，均低于smooth值为0.00计划的调制因子0.75±0.05，差异均有统计学意义（ P=0.004、0.002、0.002、0.002）；smooth值为0.50、0.75、1.00计划的膀胱D 2 cm3分别为（475.4±41.0）、（483.7±46.2）、（489.0±46.8）cGy，均高于smooth值为0.00计划的膀胱D 2 cm3，值为（469.8±41.8）cGy，差异有统计学意义（ P均=0.002）；smooth值为0.50、0.75计划的直肠D 2 cm3分别为（413.2±93.3）、（418.6±96.4）cGy，均高于smooth值为0.00计划的直肠D 2 cm3，值为（410.2±91.5）cGy，差异有统计学意义（ P=0.006、0.010）。当引入位置误差后，多数位置误差下不同smooth计划的高危临床靶区（HR-CTV）D 90%接近，差异无统计学意义；smooth值为0.00计划的危及器官D 2 cm3均低于其他smooth值计划，对于膀胱和直肠，此差异在多数位置误差下都有统计学意义（ P<0.01）。 结论:驻留时间差异限制参数对计划质量影响较大，限制参数越小，计划质量越高；驻留时间差异限制参数对靶区和关键危及器官剂量学指标的位置误差鲁棒性影响不大。

目的:评估基于多深度相机的三维重建技术用于放射治疗患者日常定位的可行性。方法:使用3个Intel RealSense D435i相机，经过感兴趣区域提取、滤波、配准、拼接等过程，实时融合点云，重建患者的真实光学3D表面。重建后的表面与定位CT体表外轮廓配准以完成定位。本文使用多个模体验证系统可行性，以及头颈部患者5例、胸部患者10例、骨盆部患者5例验证临床可行性。采用配对 t检验分析各组数据。 结果:系统运行时间为0.475 s，可达到临床上实时监测要求。模体实验中配准六维误差分别为左右（1.00±0.74）mm、头脚（1.69±0.69）mm、腹背（1.36±0.87）mm、偏转角0.15°±0.14°、俯仰角0.25°±0.20°、翻滚角0.13°±0.13°。在实际患者摆位中平均摆位误差为左右（0.77±0.51）mm、头脚（1.24±0.67）mm、腹背（0.94±0.76）mm、偏转角0.61°±0.41°、俯仰角0.69°±0.55°、翻滚角0.52°±0.35°，平移误差在2.8 mm以内，其中骨盆区域摆位误差最大。结论:多深度相机实时三维重建技术适用于放疗患者定位，该方法定位准确，可检测患者位置的微小移动，满足放疗要求。

目的:设计一种软件将随机六维摆位误差引入到直肠癌调强放疗(IMRT)计划中，并评估其剂量学影响。方法:随机选取21例直肠癌IMRT计划作为参考计划(单次剂量2 Gy,共50 Gy；PTV为CTV均匀外扩5 mm)。对参考计划的每个分次，通过调整射野几何参数的方法引入随机生成的六维摆位误差，并重新完成剂量计算。再将各分次剂量累加后得到存在摆位误差情况下的总剂量分布。基于美国瓦里安Eclipse脚本应用程序接口(ESAPI)开发能够自动完成上述流程的治疗模拟软件，将服从两种预设分布[分布1：平移误差服从 N(0，4 2)，旋转误差服从 N(0，2 2)；分布2：平移误差服从 N(0，2 2)，旋转误差服从 N(0，1 2)]的六维摆位误差引入参考计划，并评估剂量学影响。 结果:参考计划、误差分布1和误差分布2情况下，CTV的 Dmin分别为(49.4±0.41)、(47.56±0.76)和(49.17±0.64)Gy；CTV的 D98%分别为(50.23±0.07)、(49.98±0.10)和(50.27±0.09)Gy；主体靶区(靶区除去边缘后的内核部分) D98%为(50.25±0.08)、(50.42±0.13)和(50.33±0.10)Gy；边缘靶区 D98%为(50.22±0.10)、(49.88±0.11)和(50.26±0.10)Gy。另外，相比参考计划，误差分布1和2的情况下，膀胱和股骨头平均受量的变化差异均无统计学意义( P>0.05)，剂量分布的适形指数虽有微弱降低，但临床意义有限。 结论:本方法及据此开发的治疗模拟软件可以根据需要将服从不同分布的六维摆位误差引入到直肠癌IMRT计划中，并给出总体剂量学变化情况。

目的:探讨乳腺癌改良根治术后放疗患者不同计划靶区的外放边界。方法:回顾性分析2022年10月至2023年4月中国医学科学院肿瘤医院收治的38例女性乳腺癌改良根治术后使用颈胸一体架+热塑膜方式固定的放疗患者（中位年龄50岁，范围34~74岁）的338次锥形束CT（CBCT）图像资料。对所有患者的CBCT图像针对不同的感兴趣区分别进行配准，范围包括胸壁靶区、锁骨上区靶区和整体靶区，并计算出3个靶区在六维方向的摆位误差[平移方向：左右、头脚、腹背，旋转方向：俯仰、翻滚、偏转]。采用公式M=2.5∑+0.7σ计算3个靶区的外放边界。比较3个靶区在六维方向的摆位误差的差异并分析其相关性。摆位误差的组间比较采用非参数检验（Firedman检验），相关性分析采用Spearman法。结果:锁骨上区靶区与整体靶区在左右方向的摆位误差的差异有统计学意义[（2.53±2.46） mm对（1.82±2.18） mm， χ2=0.286， P=0.004]，胸壁靶区和整体靶区[（1.10±0.95）°对（0.87±0.75）°]、锁骨上区靶区和整体靶区[（1.24±1.05）°对（0.87±0.75）°]在翻滚方向的摆位误差的差异均有统计学意义（ χ2=0.265、0.241， P=0.001、0.002）。胸壁靶区在左右、头脚、腹背方向的外放边界分别为6.10、6.21、5.90 mm，锁骨上区靶区外放边界分别为8.06、6.22、6.70 mm，整体靶区外放边界分别为6.09、5.95、5.48 mm。相较于锁骨上区靶区与整体靶区（ r=0.35~0.81，均 P<0.001），胸壁靶区与整体靶区在六维方向均表现出更强的相关性（ r=0.76~0.93，均 P<0.001）。 结论:对于乳腺癌改良根治术后放疗患者，在进行胸壁靶区、锁骨上区靶区计划设计时，应使用不同的外放边界。