鼻咽癌IMRT治疗前采用CBCT复位的临床研究

钟良志，李光辉，戴红娅，周一兵

(全军肿瘤诊治研究所/第三军医大学新桥医院肿瘤科，重庆 400037)

论著·临床研究

鼻咽癌IMRT治疗前采用CBCT复位的临床研究

钟良志，李光辉△，戴红娅，周一兵

(全军肿瘤诊治研究所/第三军医大学新桥医院肿瘤科，重庆 400037)

目的探索初治鼻咽癌患者调强放疗(IMRT)治疗前行锥形束CT(CBCT)复位的可行性。方法纳入23例鼻咽癌IMRT治疗患者，以定位中心坐标原点作为计划中心点制订带CBCT验证的逆向调强放射治疗计划，治疗前采用CBCT复位，并于第2、3次放疗前行CBCT扫描，对3次的配准数据进行汇总分析。结果复位CBCT任一方向绝对值小于或等于3 mm占89.9%(62/69)，<5 mm占98.6%(68/69)，各方向偏差值为(0.6±2.1)mm；第2、3次CBCT任一方向绝对值小于或等于3 mm占92.8%(128/138)，<5 mm占99.3%(137/138)，各方向偏差值为(0.4±2.0)mm；两组数据比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论以定位中心坐标原点作为计划中心点制定鼻咽癌IMRT计划，治疗前采用CBCT复位，直观方便切实可行。

鼻咽肿瘤；体层摄影术，X线计算机；锥形束CT；调强放疗；机载影像系统

基于鼻咽部的特殊解剖结构及鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma，NPC)的特殊生物学特性，调强放疗(intensity modulated radiation therapy，IMRT)已成为其首选的放射治疗方式[1]，而伴随着直线加速器机载影像系统(on board imager，OBI)的诞生，图像引导放射治疗(image guided radiation therapy，IGRT)应运而生[2]。本院Varian Trilogy OBI，行锥形束CT(cone beam CT，CBCT)扫描产生的容积图像能与治疗计划的三维重建图像进行三维方向上的对比及匹配。通常，NPC在治疗计划完成后至放疗前，需在X射线模拟定位机下行常规复位(将定位标记中心移至靶区治疗中心)后才能进行治疗，为此，本研究人为于定位时将鼻咽部大体肿瘤中心点设定为定位中心坐标原点，并将定位中心坐标原点作为计划中心点制订带CBCT验证的逆向调强放射治疗计划，在治疗前借助CBCT的三维立体影像功能行放疗前的复位。本文量化分析本院肿瘤科2016年2-4月收治的23例接受IMRT的NPC患者基于首次治疗前CBCT扫描的数据及第2、3次放疗前CBCT扫描的数据，探索此方法的可行性。

1 资料与方法

1．1一般资料 选择2012年2-4月收治的经病理及磁共振成像(MRI)等检查证实的初治NPC患者23例，其中男15例，女8例；年龄28～69岁，中位年龄46岁。按NPC国际抗癌联盟(UICC)2002分期，Ⅰ期1例，Ⅱa期2例，Ⅱb期6例，Ⅲ期6例，Ⅳa期6例，Ⅳb期1例，Ⅳc期1例(T1 2例，T2a 6例，T2b 6例，T3 2例，T4 7例；N0 7例，N1 8例，N2 7例，N3 1例；M0 22例，M1 1例)。23例患者共接受疗前CBCT扫描69次，共统计有效方位数据207个。

1．2方法

1.2.1设备材料 飞利浦大孔径16排CT模拟机、头颈肩型热塑模、等中心激光摆位系统、Varian Trilogy直线加速器及机载影像系统、Varian Eclipse 8.6TPS计划系统。

1.2.2定位操作方法 全部患者均在飞利浦大孔径16排CT模拟机治疗床上采用头颈肩型热塑模固定[3]，待热塑模凉透后，在等中心激光摆位系统指引下，将双侧外耳孔前缘及其连线与体中线的交点处(鼻咽部大体肿瘤中心点)标记为治疗中心坐标原点(X，Y，Z)，行CT轴位扫描(平扫+增强)，扫描范围从颅顶到锁骨头下2 cm，层厚3 mm，将扫描所得图像传至Varian Eclipse 8.6 TPS计划系统，由主管放疗医生勾画靶区[遵循国际辐射单位和测量委员会(ICRU)第50、62号报告原则并参考《肿瘤放射治疗学》[1]建议]并由上级医师审核修改确认靶区后下定处方[计划靶区(PTV)：由肿瘤区(GTV)及临床靶区(CTV)各自外放3 mm形成]，由物理计划师按医生所给处方，以定位中心坐标原点作为计划中心点制订带CBCT验证的逆向调强放射治疗计划。

1.2.3摆位及图像配准 患者放射治疗计划完成后，直接进入直线加速器机房进行放疗前摆位后行CBCT扫描。(1)由两位有经验的技师在等中心激光线的引导下进行摆位操作(摆位时，患者的体位、着装等与制作热塑膜固定和CT扫描时一致)，对准热塑膜表面的定位标记十字线，经主管放疗医师及摆位技师确认后行CBCT扫描。(2)扫描所得图像先用软件与治疗计划CT图像进行自动匹配，再由主管放疗医师根据治疗要求进行手动配准，直至在水平面、冠状面及矢状面上最为匹配为止。(3)确认配准成功后得出胸背(Vrt轴)、头脚(Lng轴)、左右(Lat轴)各方向的偏差值，记录为首次CBCT(以下称复位CBCT)数据。复位中，依据本科室摆位误差数据人为规定：对于任一方向偏差值的绝对值大于或等于3 mm且小于5 mm的患者接受自动校正偏差后行放疗，治疗结束后不予重新标记摆位中心点位置；对于任一方向偏差值的绝对值大于或等于5 mm的患者接受自动校正偏差后行放疗，并于治疗结束后按自动校正偏差值重新标记摆位中心点位置；同理，于第2、3次治疗前予CBCT扫描，并按上述要求纠正偏差后进行治疗，并记录各方向偏差值(以下称验证CBCT)。对复位CBCT和验证CBCT数据进行统计学对比分析。

2 结 果

2.1偏差值分析 复位CBCT各方向偏差值为(0.6±2.1)mm，验证CBCT各方向偏差值为(0.4±2.0)mm。两组数据比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 复位CBCT与验证CBCT各方向偏差值对比(mm)

2.2偏差值的频数分析 复位CBCT任一方向绝对值小于或等于3 mm占89.9%(62/69)，绝对值大于3～5 mm占8.7%(6/69)，<5 mm占98.6%(68/69)，≥5 mm分别占1.4%(1/69)，见图1A。验证CBCT任一方向绝对值小于或等于3 mm占92.8%(128/138)，绝对值大于3～5 mm占6.5%(9/138)，<5 mm占99.3%(137/138)，≥5 mm占0.7%(1/138)，见图1B。以上两组数据两两配对比较差异无统计学意义(P>0.05)。

A:复位CBCT;B:验证CBCT

图1 23例NPC患者复位CBCT与验证CBCT各方向偏差值散点图

3 讨 论

OBI的诞生使IGRT被运用于越来越多的肿瘤放射治疗中[4-6]，CBCT作为新型的IGRT的利器，具有对摆位误差进行在线或离线的校正功能，目前主要用于对比实际摆位与治疗计划摆位之间的偏差，并通过在线移床修正等中心位置来准确完成治疗[7-8]。利用CBCT进行放疗前的复位，目前国内外研究较少，为此，本研究在NPC患者接受IMRT治疗前行CBCT复位的可行性上做了此次探索。

本研究数据汇总分析显示，复位CBCT各方向偏差值为(0.6±2.1)mm，验证CBCT各方向偏差值为(0.4±2.0)mm，两组数据比较差异无统计学意义(P>0.05)，复位CBCT各方向偏差值均在本研究设定的摆位误差范围内，某种程度上说明，按本文介绍的方法进行定位及计划设计，定位中心与治疗中心可以很好的重合，CBCT只需校正摆位误差即可进行治疗，无需在X光机模拟定位机下复位。

依据本科室摆位误差数据并总结相关文献[9-12]报道：对于头颈部肿瘤IMRT过程中的摆位误差为3～5 mm，为此，本研究人为将所有CBCT数据按3 mm及5 mm作为分割点进行对比分析。本研究数据汇总分析显示：复位CBCT中各方向有98.6%的偏差绝对值小于5 mm，与验证CBCT数据(99.3%)相当，两组数据比较差异无统计学意义(P>0.05)，复位CBCT与验证CBCT任一方向绝对值小于或等于3 mm分别占89.9%及92.8%，比较差异无统计学意义(P>0.05)。所以，本研究者认为，复位CBCT偏差值主要由摆位误差引起，且均在可控范围内，对于按本文介绍的方法进行定位及计划设计的NPC患者，治疗前只需CBCT复位，校正摆位误差后即可进行治疗，无需变动摆位中心，但为了保证后续治疗的精确性，本研究者仍建议患者每周行1次CBCT验证。

CBCT具有图像质量清晰，采集配准方便，患者吸收剂量较小，自动化程度高等优点[13]。据相关文献报道:采集1副头部标准模式的CBCT图像约为9 cGy，而低剂量模式吸收剂量仅为标准模式的20%[14]。因此患者行CBCT复位对吸收剂量的累加影响可以忽略不计。CBCT图像与定位CT图像不仅可以进行骨性标志配准，而且还可以进行三维低密度组织(如实体肿瘤GTV)配准，采用CBCT复位较CT或X光机模拟定位机复位具有图像质量更清晰，采集配准更方便，自动化程度更高等优点。

综上所述，对于初治NPC患者行IMRT治疗的患者，以定位中心坐标原点作为计划中心点制定带CBCT验证的逆向调强放射治疗计划，治疗前无需在X光机模拟定位机下复位，可直接进入机房按定位中心点摆位后行CBCT扫描，配准后即可进行治疗，此法直观方便，切实可行，一定程度上减轻了工作人员的工作量，节省了患者及工作人员的时间，提高了工作效率，值得推荐使用；但基于CBCT的探讨NPC IMRT的摆位误差仍然存在较多问题[15-16]，如图像采集失真、匹配框选定范围和旋转角度的校正等都有待进一步研究；在匹配过程中，本研究发现，患者可能存在着在治疗床的X、Y和Z轴中某一方向的旋转误差，由于本研究未配有六维治疗床，因此有待进一步研究；对于其他头颈部肿瘤或者胸腹部肿瘤是否适用，更需要进一步研究验证。

[1]谷铣之，殷蔚伯，余子豪，等.肿瘤放射治疗学[M].4版.北京：中国协和医科大学出版社，2008：149-150.

[2]Tsai JS，Micaily B，Miyamoto C，et al.Optimization and quality assurance of an image-guided radiation therapy system forinten-sity-modulated radiation therapy radiotherapy[J].Med Dosim,2012,37(3):321-333.

[3]迟锋，何振宇，林承光，等.射野验证片分析软件对头颈部肿瘤放射治疗摆位误差分析的应用价值[J].中华肿瘤防治杂志，2010，17(19)：1555-1557.

[4]林承光，林刘文，刘秉梯，等.鼻咽癌三维适形和调强放疗过程中头部与颈部摆位误差比较研究[J].中华放射肿瘤学杂志，2011，20(4):322-325.

[5]潘才住，潘建基，陈传本，等.应用电子射野影像装置实时纠正鼻咽癌调强放疗摆位误差研究[J].中华放射肿瘤学杂志，2009，18(5):341-345.

[6]张彦新,高黎.千伏级X线透视成像与锥形束CT确定头颈部摆位误差的比较[J].中华放射肿瘤学杂志,2012,21(4):721-723.

[7]叶森林,梁廷,荣知璧.应用OBI系统分析鼻咽癌调强放疗的摆位误差[J].医疗卫生装备,2012,33(3):64-65.

[8]张玉海,夏火生,高杨.不同图像引导方式在头颈部肿瘤中成像剂量测量[J].中国医疗器械杂志,2010,34(6):455-457.

[9]Wang L，Feigenberg S，Fan J，et al.Target repositional accuracy and PTV margin verification using three-dimension-al cone-beam computed tomography(CBCT) in stereotactic body radiotherapy(SBRT) of lung cancers[J].J Appl Clin Med Phys，2012，13(2):3708-3715.

[10]Wang J，Bai S,Chen N,et al.The clinical feasibility and effect of on line cone beam computer tomography-guided intensity-modulated radiotherapy for nasopharyngeal cancer[J].J Radiother Oncol,2009(2):221-227.

[11]Suzuki M，Nishimura Y，Nakamatsu K，et al.Analysis of interfractional set-up errors and intrafractional organ motions during IMRT for head and neck tumors to define an appropriate planning target volume(PT)-and planning organs at risk volume(PRV)-margins[J].Radiother Oncol，2006，78(3):283.

[12]Humphreys M，Guerro UM，Mubata C，et al.Assessment of acustomised immobilisation system for head neck IMRT using electronic portal imaging[J].Radiother Oncol，2005，77(1):39.

[13]刘利彬,吴君心,瞿宜艳，等.千伏级锥形束CT与兆伏级电子摄野影像系统在鼻咽癌影像引导放疗的对比研究[J].中国医学物理学杂志,2012,29(6):90-92.

[14]van Lin EN，van der Vight L，Huizenga H，et al.Set-up improvement in head and neck radiotherapy using a 3D offline EPID-based correction protocol and a customized head and neck support[J].Radiother Oncol，2003，68(2):137.

[15]陈丽，武文娟，花威，等.CBCT在放射治疗摆位中的临床应用[J].实用癌症杂志，2012，27(4):394-396.

[16]迟锋，何振宇，林承光，等.鼻咽癌基于锥形束CT调强放疗的摆位误差分析[J]．中华肿瘤防治杂志，2013，20(18)：1422-1424.

AclinicalstudyofCBCTreductionbeforeIMRTinnasopharyngealcarcinoma

ZhongLiangzhi，LiGuanghui△，DaiHongya，ZhouYibing

(TumorInstituteofPLA/XinqiaoHospital,ThirdMilitaryMedicalUniversity,Chongqing400037,China)

ObjectiveTo explore the feasibility of reduction by using cone beam computed tomography (CBCT) before intensity modulated radiation therapy(IMRT) in the patients with nasopharyngeal carcinoma.MethodsTwenty-three patients with nasopharyngeal carcinoma (NPC) undergoing IMRT were included in this study.The reverse IMRT plan with CBCT verification was prepared with location center coordinates origin as the planned central point.Before therapy,the CBCT reduction was adopted,the CBCT scanning was performed before the second and third radiotherapies.The registering data in 3 times were analyzed and summarized.ResultsIn CBCT reduction,the absolute value at any direction≤3 mm accounted for 89.9%(62/69),<5 mm accounted for 98.6%(68/69),and the deviation value at every direction was (0.6±2.1)mm;in the second and third CBCT,the absolute value at any direction ≤3 mm accounted for 92.8%(128/138),<5 mm accounted for 99.3%(137/138),and the deviation value at every direction was (0.4±2.0) mm;the difference between the two sets of data had no statistically significant difference(P>0.05).ConclusionIn formulating the nasopharyngeal carcinoma IMRT plan with the location center coordinates origin as the planned central point,adopting the CBCT reduction is intuitional,convenient,practicable and feasible.

nasopharyngeal neoplasms；tomography,X-ray computed；cone beam CT；intensity modulated radiation therapy；on board imager

R730.55；R739.62

A

1671-8348(2017)26-3661-02

2017-03-18

2017-05-08)

钟良志(1985-)，主治医师，本科，主要从事头颈部肿瘤放射治疗方面研究。△

，E-mail:liguanghui_2000@aliyun.com。

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.26.021