CT模擬機及模擬定位機在顱內(nèi)腫瘤調(diào)強放射治療靶區(qū)勾畫與計劃制定中的應(yīng)用＊

1.湖北省恩施土家族苗族自治州中心醫(yī)院腫瘤放療中心(湖北 恩施 445000)

2.湖北民族學院附屬民大醫(yī)院放射科 (湖北 恩施 445000)

劉紅艷1 魯啟洪1 陳佳權(quán)1廖明全2

近年來，隨著醫(yī)學影像技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，調(diào)強放射治療(intensity modulated radiotherapy，IMRT)、三維適形放療已成為當下腫瘤放射治療的主流[1]。IMRT計劃靶區(qū)內(nèi)高劑量分布均勻，靶區(qū)邊緣的劑量梯度差衰減更快，為更準確地勾畫腫瘤靶區(qū)形狀和周圍正常組織、器官的輪廓，這就對精確的模擬定位方法有更高的要求[2]。與傳統(tǒng)X線模擬定位相比，CT模擬定位能更精確劃分腫瘤邊界和周圍相關(guān)組織、器官的圖像，可在不增加正常組織照射量的同時，提高腫瘤靶區(qū)的有效放射劑量，提高放療增益比，憑借這些優(yōu)勢CT模擬定位成為腫瘤精確放療的首選[3-4]。選擇2018年1月至2018年12月110例顱內(nèi)腫瘤患者應(yīng)用CT模擬機及X線模擬定位機進行IMRT模擬定位，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2018年1月至2018年12月行IMRT的110例顱內(nèi)腫瘤患者為研究對象，采用隨機數(shù)字表法，將110例患者分為CT組和X線組，各55例，觀察組行CT模擬機IMRT，對照組行模擬定位機IMRT。CT組男性32例，女性23例；年齡19～75歲，中位年齡56歲；顱腦內(nèi)原發(fā)腫瘤21例，肺癌腦轉(zhuǎn)移20例，其部位轉(zhuǎn)移性腦瘤14例；有明顯臨床癥狀36例，主要表現(xiàn)為惡心、嘔吐、頭暈、頭痛、肢體障礙、記憶力下降等。X線組男性31例，女性24例；年齡20～75歲，中位年齡55歲；顱腦內(nèi)原發(fā)腫瘤23例，肺癌腦轉(zhuǎn)移21例，其部位轉(zhuǎn)移性腦瘤11例；有明顯臨床癥狀35例，臨床表現(xiàn)與觀察組一致。兩組性別、年齡、腫瘤類型、臨床癥狀比較，差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 設(shè)備：BrightSpeed Elite Select 16排多功能CT(美國GE公司)，UNIQE型6M直線加速器(美國瓦里安公司)，山東新華SL-ID模擬定位機(山東新華醫(yī)療器械股份有限公司)，WDM放射治療模擬機(廣東威達集團股份有限公司)，Eclipse三維治療計劃系統(tǒng)。

1.2.2 影像定位：①CT定位：采用16排多功能CT，患者仰臥在定位床上，選擇合適的頭模、面模，達到固定患者頭面部和器官的目的，采用三維可移動激光燈系統(tǒng)和定位刻度板確定擺位點，并告知患者操作流程，掃面期間禁動，掃描前在腫瘤部位中心體表用鉛粒標記“+”的體表參考標記，采用高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射碘海醇(100mL/30g，國藥準字H10970358，揚子江藥業(yè)集團有限公司)進行增強掃描。

②模擬定位機定位：采用山東新華SL-ID模擬定位機，患者平臥于定位床，頭模、面模的選擇及體表參考標記同CT定位，采用三維固定激光燈，通過移動定位床和調(diào)整患者頭部位置讓三維“+”標記對準激光燈的十字中心。

1.2.3 靶區(qū)勾畫：所有患者均行橫斷面、冠狀面、矢狀面掃描，將CT掃描圖像和X線掃描圖像傳輸至工作站，進行CT三維圖像重建，由2名經(jīng)驗豐富的醫(yī)師共同閱片，記錄腫瘤病變部位和數(shù)目，勾畫病灶感興趣區(qū)(ROI)，逐層勾畫靶區(qū)及周圍臟器的輪廓，靶區(qū)包括大體腫瘤體積(GTV)和臨床靶區(qū)體積(CTV)。

1.2.4 計劃制定：將勾畫好的靶區(qū)輪廓、定位影像資料傳輸至Eclipse三維治療計劃系統(tǒng)，選擇頭部為治療部位，顯示CT三維圖像，選擇合適的CT中心和治療時的擺位點，生成45°數(shù)字化重建X射線攝影圖像(DRR)，制定治療計劃，選擇大小合適的準直器優(yōu)化計算，DRR圖像經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至位置驗證系統(tǒng)，測量X、Y、Z軸三個方向上的偏差，進行修正，以±1mm為位置驗證合格的標準，重新標記治療點，選擇90%以上包圍靶區(qū)的劑量作為治療總劑量，采用3～5次的分割方式，行4～21次分次治療，單次劑量為2.5～8Gy，兼顧射束數(shù)量和總跳數(shù)，經(jīng)主管醫(yī)師確認后方可進行治療。

1.3 統(tǒng)計學分析 所有數(shù)據(jù)輸入SPSS20.0軟件進行統(tǒng)計學分析，連續(xù)型資料以()表示，組間比較行獨立樣本t檢驗；分類資料以[n(%)]表示，組間比較行χ2檢驗，等級資料采用非參數(shù)Mann-Whitney U檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組GTV、CTV比較 通過CT模擬機、X線模擬定位機定位掃描，CT組GTV、CTV均高于X線組(P＜0.05)。見表1。

2.2 兩組三維方向上復(fù)位誤差比較 兩組三維方向上的復(fù)位誤差分為Ea(≤±1mm)、Eb(在±1mm和±2mm之間)、Ec(＞±2mm)三個等級，兩組Y軸方向上的等級誤差有顯著差異(P＜0.05)，X軸和Z軸方向上的等級誤差無顯著差異(P＞0.05)。見表2。

2.3 兩組三維方向上平均誤差比較 X線組Y軸方向上平均誤差大于CT組，(P＜0.05)，兩組X軸和Z軸方向上平均誤差無顯著差異(P＞0.05)。見表3。

2.4 兩組治療計劃制定比較在制定治療計劃中，由于X線組GTV、CTV低于CT組，選擇靶區(qū)制定IMRT計劃，會導(dǎo)致腫瘤邊緣低劑量，X線組Y軸方向上平均誤差大于CT組，但兩組復(fù)位平均誤差都小于2mm，GTV一般會外放2mm，以減少靶區(qū)邊界的不確定性。

3 討 論

顱內(nèi)腫瘤部分為多發(fā)，且因病灶部位的特殊性致使手術(shù)難以徹底切除，甚至無法手術(shù)，放射治療常作為顱內(nèi)惡性腫瘤的首選治療方法，但顱內(nèi)腫瘤大多對放射治療的敏感性較差，又受腫瘤形狀、周圍腦組織等的影響，因而常規(guī)放射治療的療效較差[5]。目前，腫瘤放射治療已進入“三精”時代，如何充分應(yīng)用現(xiàn)有的計算機技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備來提高放療的精確度是當下的研究熱點之一[6-7]。IMRT開創(chuàng)了精準放療的新紀元，它可根據(jù)腫瘤的三維形狀調(diào)節(jié)輻射強度，使靶區(qū)內(nèi)和靶表面的劑量分布均勻，從而實現(xiàn)對腫瘤組織的高劑量放療，并良好地保護了周圍正常組織和器官，降低局部復(fù)發(fā)率，延長患者生存期[8]。對腫瘤靶區(qū)的準確勾畫是IMRT計劃的重要前提，因而準確定位顯得尤為重要[9]。

表1 兩組GTV、CTV比較

表1 兩組GTV、CTV比較

組別 n GTV CTV CT組 55 29.66±2.83 200.36±7.95 X線組 55 28.19±2.41 190.11±6.34 t值 2.933 7.476 P值 0.004 0.000

表2 兩組三維方向上復(fù)位誤差比較[n(%)]

表3 兩組三維方向上平均誤差比較

表3 兩組三維方向上平均誤差比較

組別 n X軸 Y軸 Z軸CT組 55 1.42±0.44 0.76±0.23 1.53±0.47 X線組 55 1.49±0.46 1.28±0.37 1.61±0.49 t值 0.816 8.852 0.874 P值 0.417 0.000 0.384

相對于傳統(tǒng)X線定位而言，CT模擬定位技術(shù)具有以下優(yōu)勢：①具有較高的組織對比度、優(yōu)質(zhì)的軟組織分辨率、極高的空間準確性，能非常客觀地反映人體各個部分組織器官相對應(yīng)的電子密度，在相同輻射劑量下得到的圖像更優(yōu)質(zhì)，其定位精度大大優(yōu)于傳統(tǒng)X線模擬定位機[10-11]。②CT模擬定位機的顯示野更大，對顱內(nèi)組織的顯示優(yōu)于傳統(tǒng)X線模擬定位機，對IMRT計劃制定也更有利[12]。③CT模擬定位機掃描速度快，增加掃描范圍，使照射范圍顯示更直觀、可靠，腫瘤靶區(qū)定位更準確，靶區(qū)勾畫更精確，不均勻組織校正更為合理，劑量優(yōu)化更精確，更有利于保護周圍正常組織和器官，從而進一步提高腫瘤治療增益比，有效控制患者的放療不良反應(yīng)[13]。靶區(qū)中心位置驗證是IMRT計劃實施前必不可少的環(huán)節(jié)，需將定位誤差控制在容許范圍內(nèi)(±1mm)，本研究結(jié)果顯示，X線組Y軸方向上平均誤差大于CT組，X先祖Y軸方向上誤差大于±1mm的例數(shù)也明顯多于CT組；證實CT模擬定位機定位更準確，靶區(qū)勾畫精確度更高，與肖友立等[14]研究結(jié)果一致。

放療的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制是實現(xiàn)精確放療的重要基礎(chǔ)，在IMRT中，檢查CT圖像、X線圖像的完整性，儀器的穩(wěn)定性和精確性是非常有必要的。由于X線圖像顯示的腫瘤體積偏小，病灶周圍組織區(qū)分不明顯，醫(yī)師怕遺漏瘤體，勾畫的GTV偏大，會把一部分水腫區(qū)囊括進去，容易造成靶區(qū)勾畫的不確定性，影響IMRT療效。為保證顱內(nèi)腫瘤的IMRT療效，需進行位置驗證、修正、重新標記治療點，在IMRT靶區(qū)勾畫與計劃制定中，CT模擬定位機和X線模擬定位機各具優(yōu)勢，X線模擬定位機的低千伏透視圖像具有較高空間分辨率，能清晰分辨各種重要骨性標志，有助于位置驗證時匹配率的提高；CT模擬定位機能更直觀對顯示中心層面的高密度分辨率圖像；兩種定位方法都有助于提高IMRT設(shè)備的使用率和工作效率。

綜上所述，CT模擬機及X線模擬定位機都適用于顱內(nèi)腫瘤IMRT靶區(qū)勾畫與計劃制定，CT模擬機更有助于提高靶區(qū)勾畫準確性，為IMRT計劃制定提供可靠依據(jù)。