千伏級(jí)錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描低劑量掃描模式的應(yīng)用

曾凌云，黃翌航

廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院放療科 （廣西南寧 530021）

放射治療設(shè)備和技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展極大地提高了放射治療的準(zhǔn)確性，有效改善了治療的增益比，尤其是圖像引導(dǎo)放射治療（image guided radiotherapy，IGRT）的出現(xiàn)，使得放射治療真正進(jìn)入到精確、精準(zhǔn)治療的時(shí)代[1-4]，因此，越來越多的患者開始接受和選擇這種新的放射治療技術(shù)。千伏級(jí)錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描（kV-cone beam computed tomography，kV-CBCT）技術(shù)雖然可提高放射治療的精度與準(zhǔn)確性，但也額外增加了患者的受輻射劑量，且在不同的掃描條件下輻射劑量也存在較大的差別，因此，合理地選擇kV-CBCT 的掃描條件能夠有效降低輻射劑量[5]?；诖耍狙芯刻接慖GRT 中kV-CBCT 低劑量掃描模式的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2018年6－11月于我院臨床腫瘤中心放療科接受IGRT的45例患者作為研究對(duì)象，其中，胸部腫瘤14例（男7例，女7例，年齡28～76歲，中位年齡51.5歲），腹部腫瘤8例（男6例，女2例，年齡41～59歲，中位年齡51.0歲），盆腔腫瘤23例（男6例，女17例，年齡35～82歲，中位年齡54.0歲）。所有患者的卡諾夫斯凱計(jì)分（Kanofsky performance score，KPS）均≥80分。本研究已獲得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的審核批準(zhǔn)，患者均自愿參與研究且已簽署知情同意書。

1.2 方法

設(shè)備和軟件系統(tǒng)：醫(yī)科達(dá)公司Synergy?醫(yī)用電子直線加速器、機(jī)載kV-CBCT 系統(tǒng)及XVI 軟件，SIEMENS SOMATOM Sensation Open 大孔徑16排螺旋 CT，Pinnacle 放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)，MOSAIQ 治療計(jì)劃系統(tǒng)。

CT 定位與體位固定：胸部腫瘤患者（乳腺癌患者除外）和腹部腫瘤患者均取仰臥位，雙手置頭頂抱頭，使用胸腹體架加熱縮膜固定，乳腺癌患者取仰臥位，背部統(tǒng)一墊專用1#斜枕，使用胸腹體架加熱縮膜固定[6]；盆腔腫瘤患者取俯臥位，雙手平行放置過頭頂，使用俯臥位體架加熱縮膜固定[6]。胸部腫瘤患者CT 定位圖像采用放射治療_胸部（RT_Thorax）螺旋模式（管電壓、管電流、層厚分別設(shè)置為120 kV、95 mAs、4 mm）獲??；腹部腫瘤患者 CT定位圖像采用放射治療_ 腹部（RT_Abdomen）螺旋模式（管電壓、管電流、層厚分別設(shè)置為120 kV、190 mAs、4 mm）獲??；盆腔腫瘤患者CT 定位圖像采用放射治療_ 盆腔（RT_Pelvis）螺旋模式（管電壓、管電流、層厚分別設(shè)置為120 kV、190 mAs、層厚4 mm）獲取。所有定位圖像均傳輸至Pinnacle 計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行放射治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)。

kV-CBCT 圖像采集與獲?。核谢颊呙看沃委熐熬谂cCT 定位時(shí)體位固定一致的條件下，應(yīng)用機(jī)載XVI 軟件采集kV-CBCT 容積影像并自動(dòng)重建成三維CT 圖像，并均選擇輻射劑量最低的頭頸掃描條件進(jìn)行掃描（常規(guī)掃描條件參數(shù)見表1）。

表1 常規(guī)掃描條件參數(shù)

圖像匹配和測(cè)量擺位誤差：kV-CBCT 掃描完畢自動(dòng)重建三維CT 圖像后，在匹配框中選擇比較明顯的骨性結(jié)構(gòu)與CT 定位圖像先進(jìn)行骨配準(zhǔn)[7-9]，判斷兩種CT 圖像對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)組織是否獲得最佳重疊影像，若靶區(qū)配準(zhǔn)不夠滿意，再進(jìn)行手動(dòng)微調(diào)匹配配準(zhǔn)，直至獲得最佳影像重疊作為最終配準(zhǔn)結(jié)果；圖像配準(zhǔn)完成后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成左右（X）、前后（Y）、上下（Z）軸方向的平移誤差和旋轉(zhuǎn)誤差；所有患者在首次放射治療前均行1次IGRT，隨后每周做3次IGRT。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分別計(jì)算胸部腫瘤、腹部腫瘤、盆腔腫瘤患者X、Y、Z 軸方向的擺位誤差，并用平均值表示系統(tǒng)擺位誤差，標(biāo)準(zhǔn)差表示隨機(jī)擺位誤差；平均擺位誤差以±s 表示，誤差分析采用單樣本t 檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 常規(guī)掃描條件下的輻射劑量分析

常規(guī)掃描條件下胸腹部和盆腔的掃描參數(shù)基本一致，在此條件下的球管電壓及總毫安秒值均較高，致使其標(biāo)稱掃描劑量高，是頭頸掃描條件下總毫安秒的11倍以上，標(biāo)稱掃描劑量的17倍以上，見表1。若1個(gè)放射治療療程按25次計(jì)算，且每次都采用kV-CBCT 行IGRT，1個(gè)療程結(jié)束后，頭頸掃描條件下的輻射總劑量?jī)H為22.5 mGy，而胸腹及盆腔掃描條件下的輻射總劑量則高達(dá)400.0 mGy。采用頭頸掃描條件實(shí)際掃描1次所耗時(shí)間比常規(guī)掃描條件下掃描時(shí)間縮短約50%。

2.2 誤差分析

按照不同腫瘤部位分別統(tǒng)計(jì)45例患者共727次kVCBCT 的擺位誤差，包含226次胸部擺位誤差、126次腹部擺位誤差、375次盆腔擺位誤差，均近似成正態(tài)分布。胸部、腹部、盆腔的擺位誤差散點(diǎn)分布圖見圖1～3。

圖1 胸部誤差散點(diǎn)分布

圖2 腹部誤差散點(diǎn)分布

圖3 盆腔誤差散點(diǎn)分布

胸部、腹部和盆腔的X、Y、Z 軸方向的平均擺位誤差均＜0.5 cm。胸部X、Y、Z 軸方向的平均擺位誤差分別為（-0.0008±0.2897）、（-0.0414±0.4428）、（-0.0194±0.2163）cm；腹部X、Y、Z 軸方向的平均擺位誤差分別為（-0.0571±0.2651）、（-0.0999±0.4476）、（-0.0108±0.1972）cm；盆腔X、Y、Z 軸方向的平均擺位誤差分別為（-0.0413±0.2561）、（-0.1016±0.4451）、（0.0948±0.2626）cm，見表2。

表2 胸部、腹部和盆腔的X、Y、Z 軸方向的擺位誤差分析

3 討論

近年來，隨著放射治療技術(shù)的發(fā)展，基于機(jī)載X 線kV-CBCT 技術(shù)的IGRT 作為一種精準(zhǔn)的放射治療技術(shù)得到普及和應(yīng)用。在臨床實(shí)際應(yīng)用kV-CBCT 時(shí)，額外輻射劑量是一個(gè)值得注意的問題[5]。雖然相對(duì)而言，額外輻射劑量并不是很高，但不同kV-CBCT 掃描條件下輻射劑量具有明顯的差別，尤其在要求每次放射治療前均進(jìn)行1次kVCBCT 時(shí)，累積的輻射劑量更不應(yīng)忽視，因?yàn)檩椛渖镄?yīng)中隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生概率與輻射劑量呈線性相關(guān)[10-12]。應(yīng)用kV-CBCT 時(shí)選擇低劑量掃描條件以獲取圖像進(jìn)行位移誤差分析的結(jié)果與常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)掃描條件下的誤差分析結(jié)果（常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)掃描條件下的誤差已有同行[1，7-8]做過大量分析，本研究不再重復(fù)分析）一致，且與常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)條件下的圖像比較，低劑量掃描條件下獲得的kV-CBCT 圖像在符合IGRT 技術(shù)的要求下患者的相對(duì)受輻射劑量更低。

綜上所述，為降低輻射引起的隨機(jī)性效應(yīng)發(fā)生的概率，在行IGRT 時(shí)合理選擇掃描條件和參數(shù)，可有效降低輻射劑量，在實(shí)際應(yīng)用中也確實(shí)可行。在實(shí)際放射治療周期中亦可合理安排kV-CBCT 的掃描次數(shù)以降低輻射劑量。目前，已有非X 線圖像引導(dǎo)的放射治療技術(shù)應(yīng)用于臨床實(shí)踐中，如基于超聲CT 的超聲圖像引導(dǎo)的放射治療技術(shù)、磁共振圖像引導(dǎo)的放射治療技術(shù)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，無輻射、更安全的IGRT 技術(shù)會(huì)被更廣泛地應(yīng)用于臨床中。