基于MVCT圖像引導(dǎo)技術(shù)分析頭頸和盆腔腫瘤的臨床擺位誤差

陳海濤

（中國科學(xué)院大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院<浙江省腫瘤醫(yī)院>放射物理科 浙江 杭州 310022）

螺旋斷層放射治療作為調(diào)強放射治療方式，已經(jīng)應(yīng)用于治療多種腫瘤[1-4]。系統(tǒng)使用環(huán)形直線加速器，能量為6 MV，射野形狀為扇形，在投射方向上，采用MLC的閉合開啟控制射線束，通過一次連續(xù)照射即可完成多個靶區(qū)的治療。

對靶區(qū)器官的高劑量照射和正常組織器官的保護(hù)，要求更精確的靶區(qū)定位和患者定位，擺位誤差會影響靶區(qū)覆蓋，增加正常組織器官的劑量。因此，提高患者位置的幾何精度對放療臨床應(yīng)用至關(guān)重要。圖像引導(dǎo)技術(shù)可以將位置的不確定性降低，也可以量化患者的位置誤差和糾正目標(biāo)位置[5-9]。MVCT是基于兆伏級的圖像引導(dǎo)方式，與螺旋斷層放射治療采用相同的硬件，可以提供良好的三維成像和組織信息的可視化。

1.資料與方法

1.1 一般資料

隨機選取于2019年9月—2020年10月在中國科學(xué)院大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院（浙江省腫瘤醫(yī)院）進(jìn)行螺旋斷層放射治療的頭頸部患者30例和盆腔腫瘤患者30例。頭頸部腫瘤患者中鼻咽癌患者20例，其他為舌癌、上頜竇瘤、腮腺癌患者，男24例、女6例，年齡24～68歲，平均年齡49歲。盆腔腫瘤患者中宮頸癌患者23例，前列腺癌患者7例，年齡37～78歲，平均年齡56歲。

1.2 CT定位與放療前MVCT掃描配準(zhǔn)

采用Philips Brilliance TM 16排大孔徑CT進(jìn)行CT定位，頭頸患者CT掃描范圍為顱頂至氣管分叉處，盆腔患者掃描范圍為第二骶椎到恥骨聯(lián)合下緣5 cm處。頭頸部腫瘤患者CT掃描參數(shù)：電壓120 kV，電流200 mA，層厚3 mm，層間距3 mm，螺距0.938，掃描野500 mm×500 mm，采集矩陣512×512。盆腔腫瘤患者CT掃描參數(shù)：電壓120 kV，電流300 mA，層厚5 mm，層間距5 mm，螺距0.813，掃描野500 mm×500 mm，采集矩陣512×512。掃描頭頸患者時，使用頭頸肩塑形面罩固定患者，保證患者體位的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。在掃描盆腔腫瘤患者時，擺位前盆腔腫瘤患者需要將大小便排空1 h，然后飲水500 mL，憋尿1 h。

放療前需要采集MVCT影像，以對患者進(jìn)行位置校正。掃描需要設(shè)置掃描范圍和螺距，螺距決定了圖像層厚。原則上掃描范圍應(yīng)該包含治療的范圍，螺距可以選擇2 mm、4 mm和6 mm，視掃描范圍的大小選擇螺距，螺距越小，層厚越小，圖像質(zhì)量越好。頭頸腫瘤患者通常選擇4 mm，盆腔腫瘤患者選擇6 mm。圖像配準(zhǔn)方式選擇骨性配準(zhǔn)結(jié)合手動配準(zhǔn)。配準(zhǔn)之后可以獲取患者左右平移、頭腳平移、上下平移和翻轉(zhuǎn)角4個方向的擺位誤差。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

采用軟件SPSS 24.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析?；颊咴诓煌较驍[位誤差絕對值的均值為系統(tǒng)誤差，均值的標(biāo)準(zhǔn)差為隨機誤差。三維距離為MVCT圖像引導(dǎo)前后患者在三維方向上移動的距離，即患者左右、頭腳、上下平移距離的平方和開根號。

2.結(jié)果

對30例頭頸部腫瘤患者行MVCT掃描，共掃描708次，30例盆腔腫瘤患者共掃描676次。

對不同的頭頸腫瘤患者在同一方向的擺位誤差數(shù)據(jù)的檢驗結(jié)果，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。頭頸部腫瘤患者左右、頭腳、上下平移和翻轉(zhuǎn)角誤差 分 別 為（1.59±1.88）mm、（2.02±2.58）mm、（1.60±2.21）mm、（1.44±1.92）°。不同的盆腔腫瘤患者的擺位誤差數(shù)據(jù)檢驗結(jié)果，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。盆腔腫瘤患者左右、頭腳、上下平移和翻轉(zhuǎn)角誤差分別為（2.12±2.67）mm、（4.91±6.12）mm、（1.95±2.36）mm、（0.98±1.35）°。

對患者的擺位誤差體現(xiàn)在三維方向上的距離進(jìn)行頻數(shù)分析。89%的頭頸患者擺位誤差的三維距離≤6 mm，90%的盆腔患者擺位誤差的三維距離≤11 mm，見表1。

表1 頭頸和盆腔患者的擺位誤差在三維方向上距離的累計頻數(shù)

3.討論

治療前MVCT掃描CT成像的光子能量是3.5 MV，MV級光子與患者組織作用的主要方式是康普頓散射，獲得治療前的容積影像數(shù)據(jù)。診斷CT成像中，采用的射線光子能量為KV級，主要作用方式是光電效應(yīng)，獲得用于治療計劃的影像數(shù)據(jù)。將治療前的容積影像和治療計劃影像進(jìn)行匹配，獲得了靶區(qū)的誤差數(shù)據(jù)，通過調(diào)整治療床的位置，糾正誤差，實現(xiàn)精確放療。通常只用骨性匹配或者軟組織匹配并不能實現(xiàn)靶區(qū)的精確匹配，在日常的MVCT配準(zhǔn)中我們采用骨性配準(zhǔn)結(jié)合手動配準(zhǔn)的方式進(jìn)行圖像配準(zhǔn)。

不同的治療時間治療師對同一患者的擺位差異，患者的呼吸運動，患者器官的形態(tài)及體形的改變，臟器充盈程度的不同，靶區(qū)大小的改變都會使影像匹配誤差出現(xiàn)不同程度的改變。周桂霞等[10]通過對20例頭頸部腫瘤患者526次MVCT掃描和15例盆腔腫瘤患者的442次MVCT掃描，得到頭頸部腫瘤患者左右、頭腳、上下平移誤差分別為（1.97±1.82）mm、（2.36±1.75）mm、（0.89±0.91）mm。盆腔腫瘤患者左右、頭腳、上下平移誤差分別為（1.76±1.48）mm、（5.59±4.47）mm、（1.67±2.01）mm。

本文分析了30例頭頸部腫瘤患者的708次MVCT掃描和30例盆腔腫瘤患者的676次MVCT掃描的擺位誤差。頭頸部腫瘤患者左右、頭腳、上下平移和翻轉(zhuǎn)角誤 差 分 別 為（1.59±1.88）mm、（2.02±2.58）mm、（1.60±2.21）mm、（1.44±1.92）°。盆腔腫瘤患者左右、頭腳、上下平移和翻轉(zhuǎn)角誤差分別為（2.12±2.67）mm、（4.91±6.12）mm、（1.95±2.36）mm、（0.98±1.35）°。同時對患者擺位誤差在三維方向上的距離進(jìn)行分析，得出89%的頭頸患者擺位誤差的三維距離≤6 mm，90%的盆腔患者擺位誤差的三維距離≤11 mm。可見放療患者有擺位誤差，為提高放療精度，每次治療的MVCT掃描很重要，可以實現(xiàn)靶區(qū)的精確匹配，提高靶區(qū)劑量，降低正常組織劑量。