KV-CBCT圖像引導技術對肺癌放療擺位誤差影響的研究

羅丹 程品晶 何健

摘要：目的? 基于KV級錐形束CT（KV-CBCT）圖像探討三種不同配準區域ROI對38例肺癌放療擺位誤差的影響。方法? 回顧性分析2019年2月～2020年3月宜春市人民醫院收治的38例經CBCT圖像引導的肺癌IMRT放療患者的擺位誤差，采用三種不同的、漸進的ROIa、ROIb、ROIc對38例肺癌患者圖像配準，得到A、B、C三組配準數據，通過圖像配準軟件得出Lat、Lng、Vrt結果，并進行分析。結果? 三組擺位誤差的配準數據兩兩對比，差異無統計學意義（P>0.05）;以擺位誤差≥2 mm 作為誤差發生的標準，B組誤差發生率低于A、C組，A、B、C三組Lat、Lng、Vrt三個方向誤差發生率比較，差異有統計學意義（P<0.05）。結論? 以患側肺、胸骨、胸椎作為配準范圍的自動灰度配準模式，對KV-CBCT圖像引導肺癌治療的日常擺位工作具有臨床指導意義。

關鍵詞：肺癌;KV級錐形束CT;圖像配準范圍;擺位誤差

中圖分類號：R734.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.19.054

文章編號：1006-1959（2020）19-0168-03

Abstract：Objective? Based on KV-level cone-beam CT （KV-CBCT） images， to explore the effect of three different registration regions ROI on the positioning error of 38 lung cancer patients.Methods? A retrospective analysis of the positioning errors of 38 patients undergoing CBCT image-guided IMRT radiotherapy for lung cancer admitted to Yichun City Peoples Hospital from February 2019 to March 2020， using three different and progressive ROIa， ROIb， and ROIc pairs 38 image registration of a patient with lung cancer， three sets of registration data of A， B， and C are obtained， and Lat， Lng， and Vrt results are obtained through image registration software and analyzed.Results? The registration data of the three groups of positioning errors were compared in pairs，the difference was not statistically significant （P>0.05）; the positioning error ≥2 mm was used as the standard for error occurrence. The incidence of error in group B was lower than that in groups A and C，there was a statistically significant difference in the incidence of errors in the three directions of Lat， Lng， and Vrt in the three groups of A， B， and C （P<0.05）.Conclusion? The automatic gray-scale registration mode with the affected lung， sternum， and thoracic spine as the registration range had clinical guiding significance for the daily positioning of KV-CBCT image-guided lung cancer treatment.

Key words：Lung cancer;KV-level cone-beam CT;Image registration range;Set-up error

肺癌（lung cancer）在臨床上常見的惡性腫瘤，死亡人數位居惡性腫瘤首位[1]。目前肺癌的發生率仍處于上升態勢[2]，手術結合放化療成為當前肺癌的主要治療手段。隨著以調強適形放療、立體定向放療為代表的精確放療方式的推廣應用[3，4]，以及先進的KV-CBCT圖像引導放療（image guided radiation therapy，IGRT）技術輔助校準治療擺位誤差，使放療預后有了明顯改善[5，6]。通過配準軟件可以客觀地了解到三維方向Lat、Lng、Vrt的擺位誤差數據，并根據此數據作出相應的校準， 以提高治療精度[7，8]。但是，由于受配準人員、配準ROI等方面的影響，導致配準結果并不一致。因此，本研究通過對比不同配準ROI，探討不同配準范圍在肺癌治療擺位中的差異，現報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料? 回顧性分析2019年2月～2020年3月宜春市人民醫院38例單側（左或右）的肺癌放療患者，納入患者均經組織學或細胞學檢查結果為原發性肺癌，KPS評分≥70分，無既往胸部放療史。其中男性26例，女性12例;年齡40～77歲，平均年齡59歲;左側肺癌患者14例，右側肺癌患者24例。采用三種不同的、漸進的ROIa、ROIb、ROIc對患者圖像配準，得到A、B、C三組配準數據。

1.2定位、CT掃描及放療方案設計? 患者均采用深圳騰飛宇公司熱塑體膜和一體板的固定方式，雙手交叉越過頭頂置于握桿固定位置，頭墊C枕。行美國GE（型號Discovery RT）大孔徑CT定位掃描，層間距5 mm，掃描范圍為下頜到肝上緣。固定野IMRT技術，照射角度集中在患側肺，健側肺盡量不進入或少進入照射野范圍。選用機載KV-CBCT的Varian Trilogy直線加速器治療。靶區GTV為臨床和影像學檢查所確定的腫瘤范圍，CTV包括GTV和亞臨床病灶，PTV是CTV加器官運動的范圍以及擺位誤差。

1.3 KV-CBCT掃描及圖像配準? 治療前行KV-CBCT掃描，掃描參數一致：電壓80 KV，電流25 mA，曝光時間為8 ms，Low-dose thorax模式，Half Fan濾波掃描，層距2.5 mm，矩陣384 mm2×384 mm2。獲得的圖像通過瓦里安Eclipse13.6自帶配準軟件與定位CT圖像配準。A組：配準感興趣區域（ROIa）的邊界為CBCT圖像的可見范圍，見圖1A自動灰度配準模式，當配準結果顯示擺位誤差>3 mm時重新擺位或醫師手動在線骨性配準，直至誤差≤3 mm才予以治療;B組：ROIb的內界退至胸骨及胸椎處，即只包括患側肺、胸骨及胸椎范圍，見圖1B自動灰度配準模式;C組：在ROTb基礎上，取靶區PTV外擴邊界2 cm的交集范圍作為ROIc，見圖1C自動灰度配準?？傆婰at、Lng、Vrt方向342個擺位數據。

1.4統計學分析? 采用SPSS 22.0統計軟件進行分析，計量數據以（x±s）表示，采用配對樣本t檢驗;計數資料用（%）表示，采用卡方行×列表資料的？字2檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1配準誤差分析? A組Lat、Lng、Vrt三個方向的擺位誤差范圍都在-3～3 mm內;B組擺位誤差范圍分別在-2～3、-3～3、-3～2 mm內;C組擺位誤差范圍分別在-2～2、-7～3、-5～5 mm內。三組數據兩兩對比，差異無統計學意義（P>0.05），見表1。

2.2誤差發生率分析? 以誤差≥2 mm 作為誤差發生的標準[9]，B組誤差發生率低于A、C組，三組Lat、Lng、Vrt三個方向誤差發生率比較，差異有統計學意義（P<0.05），見表2。

3討論

KV-CBCT作為圖像引導放療技術之一，已經被國內外各大醫療機構廣泛應用，能提高擺位的精確度，更好地保護危及器官，進而保證了治療精度[10，11]。在本研究日常放療工作中，患者首次治療前行KV-CBCT掃描，放療醫生首先依據大范圍的自動灰度配準結果來分析擺位的精確度，其次依據自身影像經驗確認無明顯擺位偏差，當誤差小于3 mm直接予以治療;大于3 mm時，手動調整位置或放療技師重新擺位直至小于3 mm。因此，KV-CBCT圖像引導放療受自動灰度配準結果影響很大。

本研究采用自動灰度配準模式，選擇不同的配準ROI，配準結果差異無統計學意義，Lng方向的誤差發生率高于Lat和Vrt兩個方向，該結果與孫小喆等[12]研究結果相似。以誤差≥2 mm作為誤差發生的標準，B組誤差發生率低于A、C組，這對科室以后的日常擺位驗證具有臨床指導意義。

由于每個醫療機構對設備機械精度的維護、患者呼吸訓練、體膜固定方式、擺位方法等存在一定的差異，甚至在驗證擺位誤差所用的方式、方法也不相同，以致每個醫療機構的擺位誤差大小也存在相應的差別。以后的研究工作中繼續加大樣本病例，同時將擺位誤差對靶區和正常組織的劑量影響也加入到接下來的研究工作中，以期進一步提高肺癌靶區的照射劑量，減少正常組織的照射，實現KV-CBCT圖像引導下的肺癌精準放療。

綜上所述，以患側肺、胸骨、胸椎作為配準范圍的自動灰度配準模式，對KV-CBCT圖像引導肺癌治療的日常擺位工作具有臨床指導意義。

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收稿日期：2020-05-29;修回日期：2020-06-16

編輯/宋偉