基于MVCT圖像引導技術分析頭頸和盆腔腫瘤的臨床擺位誤差

陳海濤

（中國科學院大學附屬腫瘤醫院<浙江省腫瘤醫院>放射物理科 浙江 杭州 310022）

螺旋斷層放射治療作為調強放射治療方式，已經應用于治療多種腫瘤[1-4]。系統使用環形直線加速器，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，通過一次連續照射即可完成多個靶區的治療。

對靶區器官的高劑量照射和正常組織器官的保護，要求更精確的靶區定位和患者定位，擺位誤差會影響靶區覆蓋，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用至關重要。圖像引導技術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位置[5-9]。MVCT是基于兆伏級的圖像引導方式，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月在中國科學院大學附屬腫瘤醫院（浙江省腫瘤醫院）進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

采用Philips Brilliance TM 16排大孔徑CT進行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合下緣5 cm處。頭頸部腫瘤患者CT掃描參數：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：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，保證患者體位的準確性和重復性。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，以對患者進行位置校正。掃描需要設置掃描范圍和螺距，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。圖像配準方式選擇骨性配準結合手動配準。配準之后可以獲取患者左右平移、頭腳平移、上下平移和翻轉角4個方向的擺位誤差。

1.3 統計學方法

采用軟件SPSS 24.0進行數據分析。患者在不同方向擺位誤差絕對值的均值為系統誤差，均值的標準差為隨機誤差。三維距離為MVCT圖像引導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據的檢驗結果，差異具有統計學意義（P＜0.05）。頭頸部腫瘤患者左右、頭腳、上下平移和翻轉角誤差 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據檢驗結果，差異具有統計學意義（P＜0.05）。盆腔腫瘤患者左右、頭腳、上下平移和翻轉角誤差分別為（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在三維方向上的距離進行頻數分析。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

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據。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，獲得用于治療計劃的影像數據。將治療前的容積影像和治療計劃影像進行匹配，獲得了靶區的誤差數據，通過調整治療床的位置，糾正誤差，實現精確放療。通常只用骨性匹配或者軟組織匹配并不能實現靶區的精確匹配，在日常的MVCT配準中我們采用骨性配準結合手動配準的方式進行圖像配準。

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，患者器官的形態及體形的改變，臟器充盈程度的不同，靶區大小的改變都會使影像匹配誤差出現不同程度的改變。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，可以實現靶區的精確匹配，提高靶區劑量，降低正常組織劑量。