CBCT在肺癌調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃精準(zhǔn)治療中的作用

李曉波 李祥勇

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院 北京市 101149

CBCT在肺癌調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃精準(zhǔn)治療中的作用

李曉波 李祥勇

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院 北京市 101149

目的：用錐體束CT（CBCT）研究肺癌調(diào)強(qiáng)治療(IMRT)計(jì)劃實(shí)施中的擺位誤差及計(jì)劃靶區(qū)（PTV）邊界的外放值。方法：選擇行調(diào)強(qiáng)放射治療（IMRT）的肺癌患者35例，每周一次治療前用瓦里安（Varian）IX直線加速器自帶的圖像引導(dǎo)系統(tǒng)（OBI）進(jìn)行驗(yàn)證，獲取三維方向位移及擺位誤差，探討計(jì)劃靶區(qū)PTV外放值。結(jié)果：頭腳方向擺位誤差最大，前后和左右邊界擺位誤差在PTV定義外放范圍內(nèi)。結(jié)論：CBCT可以提高擺位精度，頭腳方向PTV外放范圍應(yīng)擴(kuò)大至1.2cm。

錐形束；肺癌；調(diào)強(qiáng)放射治療；圖像配準(zhǔn)；CBCT

隨著調(diào)強(qiáng)放射治療方式在肺癌治療中的廣泛應(yīng)用，治療過程中對放療的精準(zhǔn)性要求越來越高。而直線加速器機(jī)載影像系統(tǒng)（On Board Imager OBI）可以實(shí)施放療前后的錐體束CT（cone beam CT，CBCT）掃描，將得到的容積圖像和治療計(jì)劃的圖像進(jìn)行對比，從而得到三維方向上的位置誤差，還可以離線對臨床靶區(qū)（CTV）和周圍正常組織的劑量進(jìn)行測算，得出體積劑量差值，為更好的確定計(jì)劃靶區(qū)（PTV）提供數(shù)據(jù)支持，確保調(diào)強(qiáng)放療的精確性。我科自2006年9月份開始實(shí)施腫瘤的調(diào)強(qiáng)治療，主要以肺癌放療為主，本研究使用CBCT在放射治療計(jì)劃實(shí)施前做驗(yàn)證來觀測肺癌調(diào)強(qiáng)放療時(shí)的擺位誤差，探討擺位誤差對治療過程中靶區(qū)劑量的影響及PTV外放范圍。

1 資料和方法

1.1 一般資料

搜集2012年4月至2014年6月我院未行手術(shù)的調(diào)強(qiáng)放射治療肺癌患者35例，在病人放射治療前進(jìn)行CBCT掃描驗(yàn)證。CT的原始圖像采用荷蘭飛利浦大孔徑CT模擬機(jī)定位機(jī)掃描的病人圖像，所有患者均采取仰臥位，用體部熱塑模進(jìn)行體位固定，在自由呼吸狀態(tài)下進(jìn)行掃描，層厚設(shè)定為0.5cm，掃描范圍包括雙鎖骨上至肋膈角下2cm,掃描后將這些圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵呃锇睧cilipse 計(jì)劃系統(tǒng)，醫(yī)生在瓦里安Ecilipse 8.9 治療計(jì)劃系統(tǒng)下進(jìn)行勾畫靶區(qū)。治療時(shí)擺位驗(yàn)證使用瓦里安Clinac iX的CBCT驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行位置驗(yàn)證。

1.2 擺位校準(zhǔn)

患者在治療時(shí)，技師在等中心激光線的引導(dǎo)下進(jìn)行擺位，激光線對準(zhǔn)體表記號(hào)筆標(biāo)記的十字線。擺位時(shí)，患者的著裝、體位與體部熱塑模固定和定位CT掃描時(shí)一致。治療擺位后進(jìn)行千伏級(jí)CBCT掃描，將掃描后所得圖像與治療計(jì)劃圖像用瓦里安自帶軟件進(jìn)行自動(dòng)匹配，圖像配準(zhǔn)范圍包括腫瘤及其周圍的肺組織，盡量避開心臟等運(yùn)動(dòng)變化較大的器官，主管醫(yī)生和主管技師共同對匹配后圖像進(jìn)行調(diào)整，必要時(shí)結(jié)合手動(dòng)配準(zhǔn)，直到三維方向獲得最佳匹配圖像，從而獲得三維方向（前后AP、頭腳SI、左右LR）方向上的偏離數(shù)值。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

病人在治療前進(jìn)行千伏級(jí)CBCT掃描，掃描后所得圖像與治療計(jì)劃系統(tǒng)圖像進(jìn)行匹配后獲得三維方向（前后AP、頭腳SI、左右LR）上的數(shù)值，這些數(shù)值結(jié)果用均值和標(biāo)準(zhǔn)差方式表示，對CBCT驗(yàn)證前與原計(jì)劃間三維方向位移及擺位誤差采用SPSS10.0軟件進(jìn)行分析，實(shí)施配對t檢驗(yàn)，用二參數(shù)法計(jì)算產(chǎn)生出PTV的間距值，P<0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

35例肺癌患者調(diào)強(qiáng)放射治療前共進(jìn)行CBCT掃描105次，用以觀察瓦里安治療機(jī)CBCT圖像引導(dǎo)對擺位誤差的在線實(shí)時(shí)糾正情況，三個(gè)方向的擺位誤差的統(tǒng)計(jì)結(jié)果是：前后AP方向上最大的擺位誤差為0.5cm，頭腳SI方向最大擺位誤差為1.32cm，左右LR方向上最大的擺位誤差為0.8cm，三維方向的誤差及PTV的外放邊界統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1：35例肺癌患者三維方向擺位誤差比較

3 討論

調(diào)強(qiáng)放射治療目前在北京已經(jīng)是較普及的腫瘤放射治療方式，而調(diào)強(qiáng)治療的質(zhì)量控制與治療時(shí)的靶區(qū)中心位置和治療驗(yàn)證密切相關(guān)，治療時(shí)靶區(qū)中心的位移誤差是影響治療精準(zhǔn)度的主要原因。國內(nèi)外很多學(xué)者對減少治療時(shí)的擺位誤差，提高擺位精準(zhǔn)度做了很多研究。肺癌的放療中，因呼吸運(yùn)動(dòng)的影響，要充分考慮內(nèi)靶區(qū)（Internal Target Volume）的邊界問題。在美國安德森腫瘤中心，顧及腫瘤的運(yùn)動(dòng)和擺位誤差等因素，PTV常定義為CTV外擴(kuò)0.8～1.2cm。在國內(nèi)，在肺癌放療中一般GTV的外擴(kuò)成CTV距離定義為鱗癌外放0.6cm，腺癌外放0.8cm。CBCT的應(yīng)用使我們可以對治療過程中的腫瘤中心進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，并可以對靶區(qū)中心偏移造成的劑量分布在線計(jì)算，量化了治療過程中劑量的改變，進(jìn)一步加深了對治療過程中位置的變化對腫瘤劑量的影響。

我們對35例肺癌患者的105次CBCT的結(jié)果進(jìn)行了分析，總體數(shù)據(jù)的分布與之前相關(guān)的文獻(xiàn)研究相似，但是也有個(gè)別幾組數(shù)據(jù)差異值較大。從我們的數(shù)據(jù)上可以看出，頭腳方向上的擺位誤差最大，并且推算出的PTV的范圍明顯較其他文獻(xiàn)研究的要大，但在安德森腫瘤中心的外擴(kuò)范圍內(nèi)。但是，我科在肺癌治療過程中的頭腳方向上的外擴(kuò)范圍0.6～0.8cm是明顯不夠的，會(huì)造成腫瘤區(qū)劑量不足，同時(shí)過大的擺位誤差造成腫瘤和正常組織劑量分布不均，應(yīng)將頭腳方向上的PTV外放范圍擴(kuò)大到1.2cm。對此，除了有正常呼吸運(yùn)動(dòng)的影響之外，我們也發(fā)現(xiàn)，治療過程中腫瘤體積的變化對放射治療過程中CBCT圖像和原計(jì)劃匹配有一定的影響，放療敏感性高的腫瘤在治療過程中體積縮小明顯，如果計(jì)劃更改不及時(shí)，在治療前行CBCT會(huì)加大擺位誤差的匹配值。通過對CBCT的使用可以更清楚的對擺位誤差有直觀的了解，并且可以對腫瘤在治療過程中的變化情況實(shí)施監(jiān)測。應(yīng)用該系統(tǒng)可以提高擺位誤差的精準(zhǔn)度，減少擺位誤差不確定性，同時(shí)可以為放療計(jì)劃的實(shí)施提供一定的質(zhì)量控制。