CBCT技术在头颈部肿瘤放射治疗摆位中的应用

张国军 黄艳萍 尚 钧

本文应用KV级锥形束CT对头颈部肿瘤患者行图像采集，对比治疗计划CT(CBCT)图像进行匹配，对比摆位中误差进行分析及修正，达到头颈部肿瘤精确放疗的目的。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取本科2013年3月-2013年10月收治的30例头颈部肿瘤患者：脑瘤5例，肺癌脑转移1例，鼻咽癌17例，口咽及舌底鳞癌3例，喉癌4例，男女比例24∶6，平均年龄61.5岁。其中脑瘤中额颞叶星形细胞瘤2例，室管膜瘤1例，髓母细胞瘤1例，垂体瘤1例；参照鼻咽癌1992年福州临床分期，T1、T2、T3、T4期分别为0、4、7、6例，N0、N1、N2、N3期分别为7、5、4、1例，T2N0、T2N1-3、T3N0、T3N1-3、T4N0、T4N1-3期分别为1、3、4、4、2、3例，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期分别为0、4、7、6例[1-2]。治疗前均进行全身体检，胸部X线片，腹部B超及鼻咽CT检查等。治疗前均签署患者知情同意书[3]。治疗机采用瓦里安公司生产的Clinical Ix 的Rapid Ace治疗机，CT模拟定位机为西门子大口径螺旋定位CT，计划系统为Eclipse10.0系统。

1.2 方法

1.2.1 CT模拟定位图像的采集 所有选中的头颈部肿瘤患者采用单纯“U”型头架面膜6例，头颈肩联合架面膜24例，根据患者舒适度采用不同枕托制成个体化热塑定位膜，将患者用热塑膜固定后在螺旋CT机下以3mm的层厚进行扫描并获取图像，将获取的CT图像传输到瓦里安Eclipse计划系统进行放疗计划设计，计划完成后经主管医师确认及物理师验证后，将计划CT图像及患者治疗信息传输至瓦里安加速器治疗机进行治疗。

1.2.2 CBCT图像的获取与匹配获取 应用瓦里安公司Clinical Ix影像引导直线加速器进行CBCT扫描及治疗。扫描参数：CBCT Mode：Acquisition Mode：Fun fan，Reconstruction Volume：512×512 slice distance：2.5 mm，每帧图像获取时间6 ms，常规分割患者首次均行CBCT扫描，然后每周一次CBCT扫描；大分割患者(分次剂量≥500 cGy)，每次治疗前均行CBCT扫描。30例患者共行CBCT扫描116次，机载影像系统(on board image，OBI)将治疗前使用获取的CBCT影像与定位CT图像进行自动比对和匹配。

图像匹配由系统自带软件完成，由Offline Review软件进行离线查看，所有病例图像匹配均采用自动匹配功能中骨性匹配为主，感兴趣区包括肿瘤靶区及其附近的重要器官及骨结构。CBCT图像与计划CT图像配准后得到肿瘤位置在3个方向上的摆位误差数据，分别用线性X、Y、Z代表身体的左右、头脚、前后方向。因我院治疗床无绕Y轴旋转功能，故未记录rot(绕Y轴旋转)数据，然后通过自动移动治疗床来校正摆位误差。

1.3 统计学方法

应用SPSS软件进行统计学分析，计算出头颈部肿瘤患者的总体摆位误差，数据平均值代表治疗过程中的系统摆位误差，数据平均值的标准差代表随机摆位误差。

2 结果

30例头颈部肿瘤患者行116次CBCT校位匹配，计算平均值与标准值，结果见表1。

表1 30例116次头颈部肿瘤患者CBCT匹配结果

CBCT扫描时靶中心位置如在左右(X)，头脚(Y)，前后(Z)三个方向任一方向误差大于2 mm，移动治疗床达到正确位置，其中需移床校正的有27次、不需要移床校正的有89次，随后进行照射治疗。如出现绕Y轴旋转误差则重新摆位，校正旋转误差后再次扫描CBCT进行匹配。

3 讨论

CBCT是基于大面积非晶硅数字X射线探测板的成像设备，它具有体积小、重量轻、开放式架构的特点，可以直接整合到直线加速器上，机架旋转一周就能获取和重建一个体积范围内的CT图像，重建后三维图像可以与治疗计划的三维影像相匹配，从而评估摆位误差大小[4]。CBCT具有较高空间分辨率，可以分辨软组织结构，可以实现对肿瘤本身成像的图像引导治疗。CBCT利用率高，患者接受的剂量少，可以在治疗位置进行X线透视，摄片和容积成像。作为一种实时监测手段，对在线校准价值很大。

放射治疗过程中误差产生包括患者的生理运动、多次治疗时间间隔、摆位误差等。主要是由于摆位误差引起，摆位误差包括系统误差和随机误差。系统误差具有规律性，主要由于机器设备精确度下降和技术员之间摆位标准不同所致[5]。随机误差具有偶然性，主要与机器设备不稳定，每次摆位时患者体位的变动和技术员操作失误有关。对于与重要器官紧密相邻的靶区，摆位误差会增加这些重要器官损伤的风险。

CBCT能精确计算出每次等中心的三维方向上的平移摆位误差，同时可以反映出照射区所有组织、结构的位置及变化情况，并且该影像处理系统能通过软件处理数据并控制移动治疗床校正摆位误差，能有效提高放疗的精确度。因在做CBCT时机架每旋转一圈采集数据，因此CBCT所获取的图像为某一时间段内的三维体积图像。因此患者呼吸、胸廓等生理活动对图像影响很大，造成所获取的组织图像比CT图像要大一些，在匹配时会产生误差。另外，当图像匹配成功后进行校位时，不能通过在Y轴方向旋转治疗床校正旋转误差，只能通过对图像旋转的分析，对患者重新摆位校正误差。

综上所述，在放射治疗头颈部肿瘤时，CBCT扫描可以发现摆位异常情况，并通过系统软件及时纠正，避免重要器官的损伤。CBCT的应用可提高放射治疗摆位的精度。头部及头颈肩摆位误差主要在2 mm以内，以Y轴方向误差最大，当有旋转误差时，应重新摆位进行校正。

[1] 潘建基，张 瑜，林少俊，等.1706例鼻咽癌放疗远期疗效分析〔J〕.中华放射肿瘤学杂志，2008，17(4):247-251.

[2] 高剑铭,曾益新,崔念基，等.915例单纯根治性放疗鼻咽癌分期系统比较及建议(一)--对'92福州分期的校验〔J〕.癌症,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] 许 峰,王 瑾,柏 森，等.应用锥形束CT分析肿瘤放疗中分次间及分次内摆位误差〔J〕.癌症,2008,27(10):1111-1116.

[5] 胡逸民.肿瘤放射物理学〔M〕.北京：中国原子能出版社,1999：198-199.