CBCT技術在頭頸部腫瘤放射治療擺位中的應用

張國軍 黃艷萍 尚 鈞

本文應用KV級錐形束CT對頭頸部腫瘤患者行圖像采集，對比治療計劃CT(CBCT)圖像進行匹配，對比擺位中誤差進行分析及修正，達到頭頸部腫瘤精確放療的目的。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取本科2013年3月-2013年10月收治的30例頭頸部腫瘤患者：腦瘤5例，肺癌腦轉移1例，鼻咽癌17例，口咽及舌底鱗癌3例，喉癌4例，男女比例24∶6，平均年齡61.5歲。其中腦瘤中額顳葉星形細胞瘤2例，室管膜瘤1例，髓母細胞瘤1例，垂體瘤1例；參照鼻咽癌1992年福州臨床分期，T1、T2、T3、T4期分別為0、4、7、6例，N0、N1、N2、N3期分別為7、5、4、1例，T2N0、T2N1-3、T3N0、T3N1-3、T4N0、T4N1-3期分別為1、3、4、4、2、3例，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期分別為0、4、7、6例[1-2]。治療前均進行全身體檢，胸部X線片，腹部B超及鼻咽CT檢查等。治療前均簽署患者知情同意書[3]。治療機采用瓦里安公司生產的Clinical Ix 的Rapid Ace治療機，CT模擬定位機為西門子大口徑螺旋定位CT，計劃系統為Eclipse10.0系統。

1.2 方法

1.2.1 CT模擬定位圖像的采集 所有選中的頭頸部腫瘤患者采用單純“U”型頭架面膜6例，頭頸肩聯合架面膜24例，根據患者舒適度采用不同枕托制成個體化熱塑定位膜，將患者用熱塑膜固定后在螺旋CT機下以3mm的層厚進行掃描并獲取圖像，將獲取的CT圖像傳輸到瓦里安Eclipse計劃系統進行放療計劃設計，計劃完成后經主管醫師確認及物理師驗證后，將計劃CT圖像及患者治療信息傳輸至瓦里安加速器治療機進行治療。

1.2.2 CBCT圖像的獲取與匹配獲取 應用瓦里安公司Clinical Ix影像引導直線加速器進行CBCT掃描及治療。掃描參數：CBCT Mode：Acquisition Mode：Fun fan，Reconstruction Volume：512×512 slice distance：2.5 mm，每幀圖像獲取時間6 ms，常規分割患者首次均行CBCT掃描，然后每周一次CBCT掃描；大分割患者(分次劑量≥500 cGy)，每次治療前均行CBCT掃描。30例患者共行CBCT掃描116次，機載影像系統(on board image，OBI)將治療前使用獲取的CBCT影像與定位CT圖像進行自動比對和匹配。

圖像匹配由系統自帶軟件完成，由Offline Review軟件進行離線查看，所有病例圖像匹配均采用自動匹配功能中骨性匹配為主，感興趣區包括腫瘤靶區及其附近的重要器官及骨結構。CBCT圖像與計劃CT圖像配準后得到腫瘤位置在3個方向上的擺位誤差數據，分別用線性X、Y、Z代表身體的左右、頭腳、前后方向。因我院治療床無繞Y軸旋轉功能，故未記錄rot(繞Y軸旋轉)數據，然后通過自動移動治療床來校正擺位誤差。

1.3 統計學方法

應用SPSS軟件進行統計學分析，計算出頭頸部腫瘤患者的總體擺位誤差，數據平均值代表治療過程中的系統擺位誤差，數據平均值的標準差代表隨機擺位誤差。

2 結果

30例頭頸部腫瘤患者行116次CBCT校位匹配，計算平均值與標準值，結果見表1。

表1 30例116次頭頸部腫瘤患者CBCT匹配結果

CBCT掃描時靶中心位置如在左右(X)，頭腳(Y)，前后(Z)三個方向任一方向誤差大于2 mm，移動治療床達到正確位置，其中需移床校正的有27次、不需要移床校正的有89次，隨后進行照射治療。如出現繞Y軸旋轉誤差則重新擺位，校正旋轉誤差后再次掃描CBCT進行匹配。

3 討論

CBCT是基于大面積非晶硅數字X射線探測板的成像設備，它具有體積小、重量輕、開放式架構的特點，可以直接整合到直線加速器上，機架旋轉一周就能獲取和重建一個體積范圍內的CT圖像，重建后三維圖像可以與治療計劃的三維影像相匹配，從而評估擺位誤差大小[4]。CBCT具有較高空間分辨率，可以分辨軟組織結構，可以實現對腫瘤本身成像的圖像引導治療。CBCT利用率高，患者接受的劑量少，可以在治療位置進行X線透視，攝片和容積成像。作為一種實時監測手段，對在線校準價值很大。

放射治療過程中誤差產生包括患者的生理運動、多次治療時間間隔、擺位誤差等。主要是由于擺位誤差引起，擺位誤差包括系統誤差和隨機誤差。系統誤差具有規律性，主要由于機器設備精確度下降和技術員之間擺位標準不同所致[5]。隨機誤差具有偶然性，主要與機器設備不穩定，每次擺位時患者體位的變動和技術員操作失誤有關。對于與重要器官緊密相鄰的靶區，擺位誤差會增加這些重要器官損傷的風險。

CBCT能精確計算出每次等中心的三維方向上的平移擺位誤差，同時可以反映出照射區所有組織、結構的位置及變化情況，并且該影像處理系統能通過軟件處理數據并控制移動治療床校正擺位誤差，能有效提高放療的精確度。因在做CBCT時機架每旋轉一圈采集數據，因此CBCT所獲取的圖像為某一時間段內的三維體積圖像。因此患者呼吸、胸廓等生理活動對圖像影響很大，造成所獲取的組織圖像比CT圖像要大一些，在匹配時會產生誤差。另外，當圖像匹配成功后進行校位時，不能通過在Y軸方向旋轉治療床校正旋轉誤差，只能通過對圖像旋轉的分析，對患者重新擺位校正誤差。

綜上所述，在放射治療頭頸部腫瘤時，CBCT掃描可以發現擺位異常情況，并通過系統軟件及時糾正，避免重要器官的損傷。CBCT的應用可提高放射治療擺位的精度。頭部及頭頸肩擺位誤差主要在2 mm以內，以Y軸方向誤差最大，當有旋轉誤差時，應重新擺位進行校正。

[1] 潘建基，張 瑜，林少俊，等.1706例鼻咽癌放療遠期療效分析〔J〕.中華放射腫瘤學雜志，2008，17(4):247-251.

[2] 高劍銘,曾益新,崔念基，等.915例單純根治性放療鼻咽癌分期系統比較及建議(一)--對'92福州分期的校驗〔J〕.癌癥,2005,24(10):1165-1172.

[3] Licitra L,Bernier J,Cvitkovic E,et al.Cancer of the nasopharynx〔J〕.Crit Rev Oncol Hematol,2003,45(2):199-213.

[4] 許 峰,王 瑾,柏 森，等.應用錐形束CT分析腫瘤放療中分次間及分次內擺位誤差〔J〕.癌癥,2008,27(10):1111-1116.

[5] 胡逸民.腫瘤放射物理學〔M〕.北京：中國原子能出版社,1999：198-199.