CBCT技術(shù)在頭頸部腫瘤放射治療擺位中的應(yīng)用

張國(guó)軍 黃艷萍 尚 鈞

本文應(yīng)用KV級(jí)錐形束CT對(duì)頭頸部腫瘤患者行圖像采集，對(duì)比治療計(jì)劃CT(CBCT)圖像進(jìn)行匹配，對(duì)比擺位中誤差進(jìn)行分析及修正，達(dá)到頭頸部腫瘤精確放療的目的。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取本科2013年3月-2013年10月收治的30例頭頸部腫瘤患者：腦瘤5例，肺癌腦轉(zhuǎn)移1例，鼻咽癌17例，口咽及舌底鱗癌3例，喉癌4例，男女比例24∶6，平均年齡61.5歲。其中腦瘤中額顳葉星形細(xì)胞瘤2例，室管膜瘤1例，髓母細(xì)胞瘤1例，垂體瘤1例；參照鼻咽癌1992年福州臨床分期，T1、T2、T3、T4期分別為0、4、7、6例，N0、N1、N2、N3期分別為7、5、4、1例，T2N0、T2N1-3、T3N0、T3N1-3、T4N0、T4N1-3期分別為1、3、4、4、2、3例，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期分別為0、4、7、6例[1-2]。治療前均進(jìn)行全身體檢，胸部X線片，腹部B超及鼻咽CT檢查等。治療前均簽署患者知情同意書(shū)[3]。治療機(jī)采用瓦里安公司生產(chǎn)的Clinical Ix 的Rapid Ace治療機(jī)，CT模擬定位機(jī)為西門(mén)子大口徑螺旋定位CT，計(jì)劃系統(tǒng)為Eclipse10.0系統(tǒng)。

1.2 方法

1.2.1 CT模擬定位圖像的采集 所有選中的頭頸部腫瘤患者采用單純“U”型頭架面膜6例，頭頸肩聯(lián)合架面膜24例，根據(jù)患者舒適度采用不同枕托制成個(gè)體化熱塑定位膜，將患者用熱塑膜固定后在螺旋CT機(jī)下以3mm的層厚進(jìn)行掃描并獲取圖像，將獲取的CT圖像傳輸?shù)酵呃锇睧clipse計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行放療計(jì)劃設(shè)計(jì)，計(jì)劃完成后經(jīng)主管醫(yī)師確認(rèn)及物理師驗(yàn)證后，將計(jì)劃CT圖像及患者治療信息傳輸至瓦里安加速器治療機(jī)進(jìn)行治療。

1.2.2 CBCT圖像的獲取與匹配獲取 應(yīng)用瓦里安公司Clinical Ix影像引導(dǎo)直線加速器進(jìn)行CBCT掃描及治療。掃描參數(shù)：CBCT Mode：Acquisition Mode：Fun fan，Reconstruction Volume：512×512 slice distance：2.5 mm，每幀圖像獲取時(shí)間6 ms，常規(guī)分割患者首次均行CBCT掃描，然后每周一次CBCT掃描；大分割患者(分次劑量≥500 cGy)，每次治療前均行CBCT掃描。30例患者共行CBCT掃描116次，機(jī)載影像系統(tǒng)(on board image，OBI)將治療前使用獲取的CBCT影像與定位CT圖像進(jìn)行自動(dòng)比對(duì)和匹配。

圖像匹配由系統(tǒng)自帶軟件完成，由Offline Review軟件進(jìn)行離線查看，所有病例圖像匹配均采用自動(dòng)匹配功能中骨性匹配為主，感興趣區(qū)包括腫瘤靶區(qū)及其附近的重要器官及骨結(jié)構(gòu)。CBCT圖像與計(jì)劃CT圖像配準(zhǔn)后得到腫瘤位置在3個(gè)方向上的擺位誤差數(shù)據(jù)，分別用線性X、Y、Z代表身體的左右、頭腳、前后方向。因我院治療床無(wú)繞Y軸旋轉(zhuǎn)功能，故未記錄rot(繞Y軸旋轉(zhuǎn))數(shù)據(jù)，然后通過(guò)自動(dòng)移動(dòng)治療床來(lái)校正擺位誤差。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)算出頭頸部腫瘤患者的總體擺位誤差，數(shù)據(jù)平均值代表治療過(guò)程中的系統(tǒng)擺位誤差，數(shù)據(jù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差代表隨機(jī)擺位誤差。

2 結(jié)果

30例頭頸部腫瘤患者行116次CBCT校位匹配，計(jì)算平均值與標(biāo)準(zhǔn)值，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 30例116次頭頸部腫瘤患者CBCT匹配結(jié)果

CBCT掃描時(shí)靶中心位置如在左右(X)，頭腳(Y)，前后(Z)三個(gè)方向任一方向誤差大于2 mm，移動(dòng)治療床達(dá)到正確位置，其中需移床校正的有27次、不需要移床校正的有89次，隨后進(jìn)行照射治療。如出現(xiàn)繞Y軸旋轉(zhuǎn)誤差則重新擺位，校正旋轉(zhuǎn)誤差后再次掃描CBCT進(jìn)行匹配。

3 討論

CBCT是基于大面積非晶硅數(shù)字X射線探測(cè)板的成像設(shè)備，它具有體積小、重量輕、開(kāi)放式架構(gòu)的特點(diǎn)，可以直接整合到直線加速器上，機(jī)架旋轉(zhuǎn)一周就能獲取和重建一個(gè)體積范圍內(nèi)的CT圖像，重建后三維圖像可以與治療計(jì)劃的三維影像相匹配，從而評(píng)估擺位誤差大小[4]。CBCT具有較高空間分辨率，可以分辨軟組織結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤本身成像的圖像引導(dǎo)治療。CBCT利用率高，患者接受的劑量少，可以在治療位置進(jìn)行X線透視，攝片和容積成像。作為一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段，對(duì)在線校準(zhǔn)價(jià)值很大。

放射治療過(guò)程中誤差產(chǎn)生包括患者的生理運(yùn)動(dòng)、多次治療時(shí)間間隔、擺位誤差等。主要是由于擺位誤差引起，擺位誤差包括系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差具有規(guī)律性，主要由于機(jī)器設(shè)備精確度下降和技術(shù)員之間擺位標(biāo)準(zhǔn)不同所致[5]。隨機(jī)誤差具有偶然性，主要與機(jī)器設(shè)備不穩(wěn)定，每次擺位時(shí)患者體位的變動(dòng)和技術(shù)員操作失誤有關(guān)。對(duì)于與重要器官緊密相鄰的靶區(qū)，擺位誤差會(huì)增加這些重要器官損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

CBCT能精確計(jì)算出每次等中心的三維方向上的平移擺位誤差，同時(shí)可以反映出照射區(qū)所有組織、結(jié)構(gòu)的位置及變化情況，并且該影像處理系統(tǒng)能通過(guò)軟件處理數(shù)據(jù)并控制移動(dòng)治療床校正擺位誤差，能有效提高放療的精確度。因在做CBCT時(shí)機(jī)架每旋轉(zhuǎn)一圈采集數(shù)據(jù)，因此CBCT所獲取的圖像為某一時(shí)間段內(nèi)的三維體積圖像。因此患者呼吸、胸廓等生理活動(dòng)對(duì)圖像影響很大，造成所獲取的組織圖像比CT圖像要大一些，在匹配時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差。另外，當(dāng)圖像匹配成功后進(jìn)行校位時(shí)，不能通過(guò)在Y軸方向旋轉(zhuǎn)治療床校正旋轉(zhuǎn)誤差，只能通過(guò)對(duì)圖像旋轉(zhuǎn)的分析，對(duì)患者重新擺位校正誤差。

綜上所述，在放射治療頭頸部腫瘤時(shí)，CBCT掃描可以發(fā)現(xiàn)擺位異常情況，并通過(guò)系統(tǒng)軟件及時(shí)糾正，避免重要器官的損傷。CBCT的應(yīng)用可提高放射治療擺位的精度。頭部及頭頸肩擺位誤差主要在2 mm以內(nèi)，以Y軸方向誤差最大，當(dāng)有旋轉(zhuǎn)誤差時(shí)，應(yīng)重新擺位進(jìn)行校正。

[1] 潘建基，張 瑜，林少俊，等.1706例鼻咽癌放療遠(yuǎn)期療效分析〔J〕.中華放射腫瘤學(xué)雜志，2008，17(4):247-251.

[2] 高劍銘,曾益新,崔念基，等.915例單純根治性放療鼻咽癌分期系統(tǒng)比較及建議(一)--對(duì)'92福州分期的校驗(yàn)〔J〕.癌癥,2005,24(10):1165-1172.

[3] Licitra L,Bernier J,Cvitkovic E,et al.Cancer of the nasopharynx〔J〕.Crit Rev Oncol Hematol,2003,45(2):199-213.

[4] 許 峰,王 瑾,柏 森，等.應(yīng)用錐形束CT分析腫瘤放療中分次間及分次內(nèi)擺位誤差〔J〕.癌癥,2008,27(10):1111-1116.

[5] 胡逸民.腫瘤放射物理學(xué)〔M〕.北京：中國(guó)原子能出版社,1999：198-199.