圖像引導(dǎo)放射治療技術(shù)不同驗證模式對頭頸部腫瘤調(diào)強(qiáng)放射治療擺位誤差的影響

鄧春濤，姜仁偉

中山大學(xué)附屬第五醫(yī)院放射治療和微創(chuàng)手術(shù)區(qū) (廣東珠海 519000)

現(xiàn)階段，隨著調(diào)強(qiáng)適形放射治療等技術(shù)在臨床的廣泛應(yīng)用，放射治療已逐漸進(jìn)入精準(zhǔn)定位、計劃與治療的時代，故臨床對放射治療擺位精度的要求越來越高[1]。圖像引導(dǎo)放射治療(image-guided radiotherapy，IGRT)的出現(xiàn)為調(diào)強(qiáng)放射治療位置精準(zhǔn)性提供了有效保障，該技術(shù)充分結(jié)合了直線加速器與機(jī)載影像系統(tǒng)，通過對患者治療前的三維錐體束CT(cone beam computed tomography，CBCT)圖像或DR圖像進(jìn)行采集，匹配計劃系統(tǒng)所生成的數(shù)字重建CT圖像或反射影像圖像，對不同方向上的實際誤差進(jìn)行分析，糾正擺位誤差，進(jìn)而達(dá)到精準(zhǔn)放射治療的目的[2-3]。IGRT技術(shù)能促使治療過程中的位置精度明顯提高，同時可減少周圍正常組織的受照射劑量[4]。但在IGRT治療過程中，圖像驗證配準(zhǔn)方式是影響位置精度的主要因素，故選擇一種合適的驗證模式十分必要[5]。本研究旨在探討IGRT技術(shù)不同驗證模式對頭頸部腫瘤調(diào)強(qiáng)放射治療擺位誤差的影響，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年5月至2018年2月我院收治的40例頭頸部腫瘤患者作為研究對象，根據(jù)驗證方式的不同分為對照組和試驗組，每組20例。對照組男12例，女8例；年齡26～69歲，平均(45.48±2.36)歲。試驗組男11例，女9例；年齡25～68歲，平均(45.39±2.39)歲。兩組一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。所有患者均知情同意，且本研究獲得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理會批準(zhǔn)。

1.2 方法

(1)體位固定與CT定位掃描方法：以患者實際情況為依據(jù)，合理選擇頭枕，患者取仰臥位，采用熱塑膜面罩將頭頸部固定好；定位時采用美國GE公司的螺旋CT機(jī)，從顱頂掃描至胸鎖關(guān)節(jié)，層厚為2.5 mm，在Varian Eclipse計劃系統(tǒng)中輸入圖像，生成數(shù)字重建放射影像圖像。(2)采集圖像方法：對照組采用二維KV-KV模式，選擇Varian機(jī)載影像系統(tǒng)的Exact Arm機(jī)械臂，設(shè)置機(jī)架角為0°與270°或0°與90°，曝光條件設(shè)置為80 ms、100 mA、100 kV，獲取正交兩幅圖像；試驗組采用CBCT模式采集擺位圖像，將全濾線器附加于千伏源處獲取驗證圖像，逆時針旋轉(zhuǎn)機(jī)架角(22°～178°)。(3)圖像配準(zhǔn)方式：在治療前，所有患者均需完成1次位置驗證，1周/次，共5～7周；對照組采用二維KV-KV模式進(jìn)行驗證，共驗證58次，采集圖像65幅；試驗組采用CBCT模式，共驗證63次，采集圖像62幅，等中心計劃靶區(qū)囊括的靶區(qū)范圍為圖像配準(zhǔn)范圍；二維KV-KV模式配準(zhǔn)方式為骨性配準(zhǔn)，即參照骨性標(biāo)記進(jìn)行正位片配準(zhǔn)，包括鎖骨上下緣、頸椎左右緣、下頜骨下緣及下頜骨左右邊緣，側(cè)位片包括頸椎棘突、前緣、枕骨下緣、下頜骨前緣；圖像配準(zhǔn)范圍為等中心上下、前后射野單上進(jìn)行記錄的距離范圍；CBCT配準(zhǔn)方式主要為軟組織配準(zhǔn)與骨性配準(zhǔn)，即方位包括冠狀位、矢狀位與軸位，先將冠狀位、矢狀位配準(zhǔn)，然后再將軸位配準(zhǔn)，圖像配準(zhǔn)范圍為等中心計劃靶區(qū)囊括的靶區(qū)范圍。(4)數(shù)據(jù)獲?。簩Ρ炔杉降腃BCT圖像、二維KV-KV圖像與計劃系統(tǒng)生成的數(shù)字重建CT圖像與放射影像圖像，記錄治療床處于不同方向的誤差數(shù)值，比較兩組水平方向上左右、頭腳及前后偏差數(shù)據(jù)，當(dāng)任何一個方向各位置的擺位誤差≥3 mm時，需對該方向上治療位置到驗證后治療坐標(biāo)位置進(jìn)行調(diào)整，若水平方向上各位置擺位誤差<3 mm，需對坐標(biāo)位置進(jìn)行調(diào)整，合理調(diào)整治療床位置后再行放射治療；記錄試驗組旋轉(zhuǎn)偏差，包括繞前后方向、繞頭腳方向及繞左右方向。

1.3 臨床評價

對兩組在治療床位置不同方向的誤差數(shù)值進(jìn)行記錄，對比兩組左右、頭腳、前后位置的偏差數(shù)據(jù)，與此同時，對比兩組影像清晰度、影像采集獲取時間、驗證時間。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 兩組擺位誤差比較

兩組左右、頭腳、前后擺位誤差平均值比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，對照組左右、頭腳、前后擺位誤差最大值均大于試驗組，見表1。試驗組左右、頭腳、前后旋轉(zhuǎn)偏差分別為0.57°、1.18°、0.99°。

表1 兩組擺位誤差比較(mm)

2.2 兩組驗證效果比較

試驗組影像清晰度優(yōu)于對照組，但對照組影像采集獲取時間、驗證時間均短于試驗組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 兩組驗證效果比較

3 討論

近年來，我國惡性腫瘤患者數(shù)量明顯增多[6]。放射治療是臨床治療惡性腫瘤的常見方式。頭頸部腫瘤的位置特殊，周圍有較多重要器官，所以行調(diào)強(qiáng)放射治療時對位置精準(zhǔn)性的要求更高。雖然擺位誤差不能夠消除，但是可以最大程度上將其減小。以往臨床通常依靠電子射野影像或拍攝射野驗證片的方式進(jìn)行位置驗證，難以行自動對比，且分辨力低、圖像采集配準(zhǔn)較復(fù)雜，難以滿足高精度的放射治療要求。現(xiàn)階段，臨床通常采用機(jī)載影像系統(tǒng)來修正治療位置，圖像清晰度高，采集配準(zhǔn)更方便，同時具有較高的自動化程度。

本研究結(jié)果顯示，兩組左右、頭腳、前后擺位誤差平均值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，提示CBCT模式與二維KV-KV模式對擺位誤差的驗證效果在水平方向上無顯著差異。與CBCT模式相比，二維KV-KV模式獲得的式圖像信息量較少，只能保證平移方向的準(zhǔn)確性，難以體現(xiàn)體位旋轉(zhuǎn)偏差。但旋轉(zhuǎn)偏差與平移偏差相比，對靶區(qū)產(chǎn)生的影響更小，且在水平方向上，這兩種模式的擺位偏差<3 mm，均能矯正治療過程中的擺位誤差，提高放射治療精度。

本研究結(jié)果還顯示，試驗組影像清晰度優(yōu)于對照組，但對照組影像采集獲取時間、驗證時間均短于試驗組(P<0.05)。這提示，雖然二維KV-KV模式成像速度快，獲取時間短，但是圖像清晰度不高，僅能對骨性解剖誤差進(jìn)行分析；CBCT模式獲取圖像的時間較長，成像速度慢，但圖像清晰度高，不僅能對骨性解剖誤差進(jìn)行分析，同時還能對靶區(qū)軟組織變化情況進(jìn)行分析。大部分患者首次治療時較后續(xù)治療時的擺位誤差大，這可能是因為患者在第一次接受治療時，易產(chǎn)生緊張心理，配合度低下造成的。

綜上所述，CBCT模式與二維KV-KV模式對擺位誤差的驗證效果在水平方向上差異不大，均能減少擺位誤差，并提高放射治療精準(zhǔn)度。