16排螺旋CT在食管癌術(shù)后放療中的應(yīng)用

衛(wèi)生部北京醫(yī)院 放療科，北京 100005

16排螺旋CT在食管癌術(shù)后放療中的應(yīng)用

李雪南，修霞，李高峰

衛(wèi)生部北京醫(yī)院 放療科，北京 100005

目的研究應(yīng)用大孔徑16排螺旋CT進行食管癌術(shù)后放療模擬定位的優(yōu)勢及其臨床價值。方法選取使用Philips PQS單排和Philips Brilliance CT Big Bore 16排螺旋CT進行模擬定位的患者各20例。患者仰臥位、雙上肢上舉、雙手抱頭，真空負壓氣墊固定，CT掃描后，在模擬定位工作站確定等中心，通過激光定位系統(tǒng)，調(diào)節(jié)激光燈并移床，做等中心體表標記。在治療計劃系統(tǒng)設(shè)計治療計劃，使用Varian EX 直線加速器的機載影像系統(tǒng)（OBI）千伏級錐形束CT（kV CBCT ）進行掃描和配準驗證，對驗證誤差進行對比分析。結(jié)果大孔徑16排螺旋CT有較高的時間分辨率、空間分辨率、密度分辨率，提高了食管癌術(shù)后放療照射野與劑量分布的優(yōu)化方案設(shè)計和防護的精確性，大孔徑16排螺旋CT模擬定位的驗證誤差優(yōu)于單排螺旋CT（t=-4.63, 3.21, 6.74；P＜0.05）。結(jié)論大孔徑16排螺旋CT在放療模擬定位中的應(yīng)用大大提高了放療定位的精確性，為精確計劃、精確治療提供了保證。放療先進設(shè)備的應(yīng)用可以改善食管癌術(shù)后放療腫瘤的局部控制率和患者的生存率。

大孔徑16排螺旋CT；模擬定位；術(shù)后放射治療；食管癌；放療定位

食管癌是常見的消化道惡性腫瘤，我國食管癌的發(fā)病率目前居世界第一位，放療是食管癌治療的重要手段之一[1]。精確定位、精確計劃、精確治療是放射治療中的3個重要環(huán)節(jié)，其中精確定位是基礎(chǔ)。本文旨在研究應(yīng)用大孔徑16排螺旋CT進行食管癌術(shù)后放療模擬定位的優(yōu)勢及其臨床價值，為食管癌術(shù)后的精確放療提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 患者資料

選取2010年12月～2012年11月食管癌術(shù)后放療的患者40例，使用Philips PQS單排和Philips Brilliance CT Big Bore 16排螺旋CT進行模擬定位的患者各20例，其中，男性34例，女性6例，年齡39～75歲，中位年齡61歲，患者均簽署了知情同意書。

1.2 材料與設(shè)備

美國Philips PQS單排螺旋CT掃描機；美國Philips Brilliance CT Big Bore 16排螺旋CT掃描機，Philips Tumor LOC 模擬定位工作站，LAP Dovado3激光定位系統(tǒng)；美國Varian Eclipse治療計劃系統(tǒng)（Treatment Planning System，TPS），Varian EX直線加速器，Varian EX直線加速器的機載影像系統(tǒng)（OBI）千伏級錐形束CT（kV CBCT ）。

1.3 CT掃描的范圍和條件[2]

CT掃描的范圍上起下頜骨下緣，下至肚臍上5 cm處。胸部螺旋掃描方式，掃描圖像野450 mm、掃描層厚5 mm、掃描層間隔5 mm、掃描管電流300 mA、掃描管電壓120 kV、螺距1.0。

1.4 CT模擬定位的方法

患者仰臥位、雙上肢上舉、雙手抱頭、雙肘外展，使用負壓真空墊固定病人的體位，使患者的雙上肢得到牢固支撐。用外部激光燈核對患者的體位，使患者的鼻尖和肚臍位于激光燈的中心線上，移床并利用CT激光燈對齊掃描的下界，行CT掃描，將圖像傳輸至模擬定位工作站，主治醫(yī)師大致勾畫單層或多層靶區(qū)，系統(tǒng)根據(jù)大致勾畫的靶區(qū)自動計算出幾何中心，確認設(shè)為計劃等中心后，CT技師將信息傳輸至激光定位系統(tǒng)，系統(tǒng)給出激光燈等中心坐標數(shù)值和床坐標數(shù)值，核對后移動激光燈和床到等中心位置，做等中心體表標記。

1.5 驗證誤差方法[3]

在TPS確定治療計劃后，傳輸至Varian治療系統(tǒng)，在治療前使用Varian EX 直線加速器的機載影像系統(tǒng)千伏級錐形束CT掃描和配準驗證。掃描采用內(nèi)置的360°全扇掃描方式，將CBCT圖像與計劃CT圖像進行自動骨性匹配分析，得出左右（RL）、頭腳（SI）、前后（AP）3個方向的誤差并記錄。

1.6 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié)果

大孔徑16排螺旋CT比較單排螺旋CT有較高的時間分辨率、空間分辨率、密度分辨率，圖像質(zhì)量優(yōu)于單排螺旋CT，見圖1；高質(zhì)量的三維重建圖像能很好顯示靶區(qū)與周圍器官，有利于食管癌放療靶區(qū)的勾畫和對危及器官脊髓、肺、心臟的保護，提高了食管癌術(shù)后放療照射野與劑量分布的優(yōu)化方案設(shè)計和防護的精確性。應(yīng)用大孔徑16排螺旋CT進行模擬定位的CBCT驗證配準等中心3個方向的平均誤差分別為：RL方向（－0.4±1.3）mm，SI方向（0.3±1.4）mm，AP方向（0.3±1.2）mm，單排螺旋CT模擬定位的3個方向的平均誤差：RL方向（－0.9±1.4）mm，SI方向（0.7±1.5）mm，AP方向（1.8±1.7）mm，見表1。大孔徑16排螺旋CT模擬定位3個方向的平均誤差明顯優(yōu)于單排螺旋CT。

圖1 單排（左）與大孔徑16排（右）螺旋CT圖像的比較

表1 單排與16排螺旋CT模擬定位的3個方向平均誤差比較（mm）

3 討論

大孔徑16排螺旋CT在放療模擬定位中的應(yīng)用大大提高了放療定位的精確性，為精確計劃、精確治療提供了保證。放療先進設(shè)備的應(yīng)用可以改善食管癌術(shù)后放療腫瘤的局部控制率和患者的生存率。

單排螺旋CT的孔徑為70 cm，難以充分滿足食管癌術(shù)后放療制定治療計劃對照射野的設(shè)計要求以及將患者雙上肢雙肘外展的體位需求，在實際運用過程中只能使患者雙上肢上舉，但雙肘外展受限，三維適形放療和調(diào)強放療中某些多角度的多野旋轉(zhuǎn)照射難以實現(xiàn)。85 cm大孔徑16排螺旋CT不僅能夠充分滿足患者的體位要求，還可使患者對體位的感覺更加舒適耐受，并且患者體位穩(wěn)定性好，從而減少了放療時由于患者體位位移造成的誤差。特別是CT掃描的速度及圖像重建的質(zhì)量得到了大幅度提高[4]。CT的基本原理主要是圖像重建[5]，多年來CT設(shè)計者致力于提高圖像重建質(zhì)量、掃描速度和后處理功能的研發(fā)。螺旋CT突破了傳統(tǒng)CT的設(shè)計，利用滑環(huán)技術(shù)，探測器和球管不受電纜長度的限制，可快速地、不間斷地完成容積掃描。多排螺旋CT的探測器成多層排列，能高速度完成較大范圍的容積掃描，不僅圖像質(zhì)量好、成像速度快，還具有很高的空間分辨率、時間分辨率、密度分辨率[6]，進一步拓寬了CT的應(yīng)用范圍，并且使患者接受的射線劑量明顯減少，X線球管的使用壽命還可明顯延長。16排螺旋CT圍繞病人旋轉(zhuǎn)一周掃描可獲得16幅高清圖像，Philips Brilliance CT Big Bore 采用MRC金屬陶瓷球管，精度高、穩(wěn)定性好、噪聲低，采用比常規(guī)滑環(huán)快5倍的激光傳輸，具有多平面重組、三維表面顯示加容積重建功能。大孔徑16排螺旋CT的應(yīng)用使得食管癌術(shù)后放療模擬定位更加精確方便快捷，完成整個胸部掃描的時間僅需5～6 s，比單排螺旋CT減少了7～8倍的掃描時間，從而減少了患者因呼吸運動造成的器官位移，得到的圖像更有利于放療計劃的設(shè)計，支持調(diào)強放療（Intensity Modulation Radiation Therapy, IMRT）和圖像引導(dǎo)放療（Image Guided Radiation Therapy, IGRT）等新技術(shù)的臨床應(yīng)用。

食管癌的治療多提倡手術(shù)及放化療綜合應(yīng)用的治療手段，臨床上食管癌術(shù)后常給予放療，其療效長期以來在不斷的討論中[7]。早期報道食管癌常規(guī)放療生存率沒有明顯提高，殷蔚伯等[8]報道總結(jié)3798例食管癌患者放療的5年生存率僅為8.4%，朱孝貞等[9]報道總結(jié)2722例食管癌患者常規(guī)放療的5年生存率10.7%。近年來隨著診斷技術(shù)、放療設(shè)備和放療技術(shù)的不斷發(fā)展，食管癌放療后的5年生存率有了一定程度的提高，祝淑釵等[10]報道總結(jié)500例食管癌放療患者5年生存率達20.8%，多數(shù)報道食管癌術(shù)后放療的5年生存率超過20%[11-12]，從數(shù)據(jù)上看生存率結(jié)果較早期報道有所提高。尤其是近年來大孔徑16排螺旋CT的應(yīng)用，使得放療模擬定位更加精確，為放療新技術(shù)的開展奠定了基礎(chǔ)，而使三維適形以及調(diào)強放療技術(shù)逐步得以實現(xiàn)，也使得食管癌的放療計劃研究和計量學(xué)分析有了較大的進展。許多學(xué)者認為三維適形放療和調(diào)強放療技術(shù)能夠在不增加全肺平均劑量的前提下使食管受照射劑量增加5～10 Gy，腫瘤局部控制率提高15～25%[13-14]。三維適形以及IMRT技術(shù)的應(yīng)用建立在先進的CT模擬定位設(shè)備基礎(chǔ)之上，16排螺旋CT為之提供了精確放療的基本保障。

大孔徑16排螺旋CT機在放療模擬定位中的應(yīng)用使得放療模擬定位更加精確，進而使得放射治療更加準確。在臨床使用過程中設(shè)備的質(zhì)量控制和機器維護是精確放療模擬定位的必要保證，大孔徑CT在使用過程中必須嚴格按照國際質(zhì)量管理體系標準[15]，建立程序化、標準化、制度化的醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制體系。堅持做好設(shè)備的質(zhì)量控制、質(zhì)量保證及維護保養(yǎng)[16-17]，預(yù)防性的機器保養(yǎng)可使機器故障的發(fā)生率大大降低，并可保證機器系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性。根據(jù)我國對大型醫(yī)療設(shè)備的相關(guān)標準和規(guī)定[18]，CT模擬定位機的操作要落實崗位責任制，必須做到設(shè)備專人使用和專人保管，以便保證臨床設(shè)備的應(yīng)用安全。

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Deployment of 16-Row Spiral CT in Post-Operative Radiotherapies for Esophageal Neoplasms

LI Xue-nan,XIU Xia,LI Gao-feng
Department of Radiotherapy, Beijing Hospital, Beijing 100730, China

ObjectiveTo explore the clinical effects and advantages of large-aperture 16-row spiral CT scanning in post-operative positioning-simulated radiotherapies for esophageal neoplasms.MethodsPositioning simulation was performed respectively in two groups of 20 patients with Philips PQS singlerow CT scanner and Philips Brilliance Big Bore 16-row spiral CT scanner. All the patients were required to take postures like the supine position, double-upper-limb uplift and double-upper-limb cross with fixation of the vacuum negative-pressure air cushion so as to receive the CT scanning. Then, location of the isocenter needed to be determined in the positioning-simulated workstation through deployment of the laser position system, adjustment of the laser lamp, bed placement and isocenter-marks-making on the physical surface. After treatment plans were generated by the treatment plan system, scanning and adjustment validation were performed with Varian EX on-board image (OBI) and cone beam CT (CBCT) system so as to compare and analyze the validation errors.ResultsLarge-aperture 16-row spiral CT displayed the characteristics of higher time, spatial and density resolution, which improved the optimization design of the radiation field and the dose distribution as well as the accuracy of radiation protection in post-operative radiotherapies for esophageal neoplasms. In comparison of validation errors, superiority was achieved by large-aperture 16-row spiral CT over single-row spiral CT (t = -4.63, 3.21, 6.74: P＜0.05).ConclusionDeployment of large-aperture 16-row spiral CT in positioning-simulated radiotherapies greatly improved the accuracy of radiotherapy localization and provided the guarantee for accurate treatment plan designing and precise treatment. With the advancement of radiation equipment, it could be deployed to enhance the local control rate of radiated-tumors and the survival rate in postoperative radiotherapies for the esophageal neoplasms patients.

large-aperture 16-row spiral CT; positioning simulation; post-operative radiotherapies; esophageal neoplasms; radiotherapy positioning

R735.1；R814.42

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.09.063

1674-1633(2013)09-0159-03

2013-03-11

2013-04-26

修霞，衛(wèi)生部北京醫(yī)院放療科副主任，主任醫(yī)師。

作者郵箱：xuenanlibj@yahoo．com．cn