圖像引導放射治療技術不同驗證模式對頭頸部腫瘤調強放射治療擺位誤差的影響

鄧春濤，姜仁偉

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

現(xiàn)階段，隨著調強適形放射治療等技術在臨床的廣泛應用，放射治療已逐漸進入精準定位、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]。圖像引導放射治療(image-guided radiotherapy，IGRT)的出現(xiàn)為調強放射治療位置精準性提供了有效保障，該技術充分結合了直線加速器與機載影像系統(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行分析，糾正擺位誤差，進而達到精準放射治療的目的[2-3]。IGRT技術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技術不同驗證模式對頭頸部腫瘤調強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)學倫理會批準。

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，從顱頂掃描至胸鎖關節(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機載影像系統(tǒng)的Exact Arm機械臂，設置機架角為0°與270°或0°與90°，曝光條件設置為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，逆時針旋轉機架角(22°～178°)。(3)圖像配準方式：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)范圍為圖像配準范圍；二維KV-KV模式配準方式為骨性配準，即參照骨性標記進行正位片配準，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，側位片包括頸椎棘突、前緣、枕骨下緣、下頜骨前緣；圖像配準范圍為等中心上下、前后射野單上進行記錄的距離范圍；CBCT配準方式主要為軟組織配準與骨性配準，即方位包括冠狀位、矢狀位與軸位，先將冠狀位、矢狀位配準，然后再將軸位配準，圖像配準范圍為等中心計劃靶區(qū)囊括的靶區(qū)范圍。(4)數(shù)據(jù)獲取：對比采集到的CBCT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位置進行調整，若水平方向上各位置擺位誤差<3 mm，需對坐標位置進行調整，合理調整治療床位置后再行放射治療；記錄試驗組旋轉偏差，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)計學處理

2 結果

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，所以行調強放射治療時對位置精準性的要求更高。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行位置驗證，難以行自動對比，且分辨力低、圖像采集配準較復雜，難以滿足高精度的放射治療要求。現(xiàn)階段，臨床通常采用機載影像系統(tǒng)來修正治療位置，圖像清晰度高，采集配準更方便，同時具有較高的自動化程度。

本研究結果顯示，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確性，難以體現(xiàn)體位旋轉偏差。但旋轉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行分析，同時還能對靶區(qū)軟組織變化情況進行分析。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度。