2種圖像引導(dǎo)技術(shù)在腦轉(zhuǎn)移瘤調(diào)強放療中的應(yīng)用

張惠英 陳春輝 李曉林

腦轉(zhuǎn)移瘤是成人中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤中最常見的病因，大多慢性起病，但病程往往進(jìn)展迅速，并且腦轉(zhuǎn)移瘤占顱內(nèi)腫瘤的10%～15%，其中肺癌腦轉(zhuǎn)移占30%～40%，以非小細(xì)胞癌居多[1]。腦轉(zhuǎn)移瘤患者早期一般無癥狀，隨著腫瘤體積增大，可逐漸出現(xiàn)顱內(nèi)壓增高、癲癇等癥狀。有文章報道，小細(xì)胞未分化癌如生存期超過2 年者，腦轉(zhuǎn)移率達(dá)80%[2]。近年來，我國腦轉(zhuǎn)移瘤的發(fā)病率日益增長，對人類的生命健康產(chǎn)生了巨大的威脅。而采用手術(shù)治療具有一定局限性，由于血腦屏障的存在，化療對腦轉(zhuǎn)移瘤的治療受限，因此調(diào)強放療已成為腦轉(zhuǎn)移瘤的重要治療手段[3-4]。隨著圖像引導(dǎo)放射治療技術(shù)的不斷發(fā)展，可在治療過程中確定腫瘤及正常器官組織的定位和監(jiān)控，并判斷其是否與治療前計劃的照射靶區(qū)一致，進(jìn)一步校正和調(diào)整偏差，確保后續(xù)治療的精準(zhǔn)度；最大程度地將照射劑量集中到患者腫瘤靶區(qū)，殺傷腫瘤細(xì)胞并盡可能減少正常組織損傷；同時在預(yù)防患者并發(fā)率及病死率方面發(fā)揮重要作用。KV 級錐形束CT（cone beam CT，CBCT）屬于目前應(yīng)用最廣的圖像引導(dǎo)技術(shù)，可有效糾正擺位誤差，確保放療的準(zhǔn)確性，提高患者生存率[5]。圖像引導(dǎo)定位技術(shù)（image scout，Iscout）與CBCT 具有相同的優(yōu)勢，能夠讓治療的安全性和臨床效果得到明顯增加。但如何糾正擺位誤差，是治療師們較為關(guān)心的問題?；诖?，本研究通過2 種圖像引導(dǎo)技術(shù)對腦轉(zhuǎn)移瘤調(diào)強放療中的應(yīng)用進(jìn)行探討，為臨床提供合理參考依據(jù)，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020 年11 月—2022 年11 月在福建醫(yī)科大學(xué)附屬漳州市醫(yī)院放療科治療的124 例腦轉(zhuǎn)移瘤放療患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合《國際疾病分類腫瘤學(xué)專輯》[6]診斷標(biāo)準(zhǔn)。（2）初次行經(jīng)外周靜脈穿刺的中心靜脈導(dǎo)管置管。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）精神障礙者。（2）嚴(yán)重認(rèn)知障礙者。（3）因故無法完成本研究者。其中62 例采用CBCT 圖像引導(dǎo)技術(shù)，設(shè)為CBCT 組，另外62 例采用Iscout，設(shè)為Iscout 組。CBCT組男性36 例，女性26 例；年齡52～76 歲，平均（63.75±5.89）歲；病理分型：肺癌41 例，乳腺癌21 例；Iscout 組男性34 例，女性28 例；年齡54～75 歲，平均（64.25±5.69）歲；病理分型：肺癌45 例，乳腺癌17 例。2 組患者年齡、疾病類型等資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究經(jīng)福建醫(yī)科大學(xué)附屬漳州市醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 方法

1.2.1 CBCT 組

應(yīng)用CBCT 圖像引導(dǎo)技術(shù)，由X 線球管和對側(cè)的非晶硅探測板組成，通過加速器機(jī)架旋轉(zhuǎn)帶動X 線球管旋轉(zhuǎn)，并獲取一定的2D 投影圖像，然后進(jìn)行3D 圖像重建。患者在治療前常規(guī)做CBCT掃描，對患者進(jìn)行綜合的檢查和評估，了解患者口腔狀況和病史等信息。確定治療區(qū)域和治療方案，進(jìn)行影像學(xué)分析。以靶區(qū)體積（planning target volume，PTV）為中心進(jìn)行掃描，并與定位CT 圖像進(jìn)行匹配。在曝光期間，設(shè)備會發(fā)出X 射線束，通過患者頭顱或口腔，生成三維圖像，體素可達(dá)0.075 mm，分辨率達(dá)到業(yè)內(nèi)最高的2.61 p/mm，最快速的重建速度，重建時間低于15 s；而配準(zhǔn)誤差方面，每個單位要求大同小異，CBCT 掃描后，頭頸的配準(zhǔn)一般采用骨性配準(zhǔn)，選擇自動配準(zhǔn)，如果配準(zhǔn)效果不佳，還要輔以手動配準(zhǔn)。

1.2.2 Iscout 組

Iscout，江蘇瑞爾公司研發(fā)的影像追蹤圖像引導(dǎo)定位系統(tǒng)。準(zhǔn)備前對患者進(jìn)行全面的評估和檢查，包括了解病史和口腔情況等。同時進(jìn)行CT 或MRI 影像分析和制定調(diào)強放療計劃，應(yīng)用Iscout 通過影像，在治療過程中確定腫瘤及正常器官組織的定位和監(jiān)控，并判斷其是否與治療前計劃的照射靶區(qū)一致，進(jìn)一步校正和調(diào)整偏差，確保后續(xù)治療的精準(zhǔn)度。同時定位準(zhǔn)確、定位誤差小（＜1.0 mm）、定位時間快，單次定位需數(shù)10 s，通過患者頭部生成三維圖像，整個定位過程一般也只需1～2 min，且成像劑量低，為0.2～1.0 mGy，小于CBCT 成像劑量。不僅可以用于治療前的擺位引導(dǎo)，還可以用在治療過程中，進(jìn)行多次位置校正、驗證，保證最后剩余擺位誤差達(dá)到臨床要求。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 不同軸向上的平移誤差

采用不同軸向上的平移誤差對2 種圖像進(jìn)行比較。根據(jù)臨床靶區(qū)（clinical target volume，CTV）到PTV 外放公式MPTV ＝2.5Σ+0.7δ，計算2 組患者在頭腳、腹背及左右方向的擴(kuò)邊值，包括左右方向（right-left，RL）、頭腳方向（superior-inferior，SI）、腹背方向（anterior-posterior，AP），研究3 個軸向上的平移誤差。

1.3.2 定位時間

包括準(zhǔn)備時間、曝光時間、配準(zhǔn)時間及定位總時間。準(zhǔn)備時間：指控制機(jī)械，CBCT 組需將機(jī)械臂轉(zhuǎn)至22°進(jìn)行掃描，Iscout 組在0 位即可開始定位；曝光時間：CBCT需將機(jī)械從22°逐漸旋轉(zhuǎn)到-178°，直到曝光消失，Iscout 組臂架在0 位曝光；配準(zhǔn)時間：指系統(tǒng)得出圖像結(jié)構(gòu)后，醫(yī)師在自動配準(zhǔn)的基礎(chǔ)上對選擇靶區(qū)明顯結(jié)構(gòu)進(jìn)行手動微調(diào)，確定配準(zhǔn)結(jié)果；定位總時間＝準(zhǔn)備時間+曝光時間+配準(zhǔn)時間。

1.3.3 MPTV 值

采用MPTV 外擴(kuò)公式進(jìn)行對比，計算2 組圖像靶區(qū)的外擴(kuò)值。Σ 表示系統(tǒng)誤差，σ 表示隨機(jī)誤差。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 24.0 統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計量資料以（）表示，組間比較采用獨立樣本均數(shù)t檢驗；計數(shù)資料以n（%）表示，采用χ2檢驗。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2 組不同軸向上的平移誤差情況比較

CBCT 組掃描RL、SI、AP 方向的擺位誤差與Iscout 組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

表1 CBCT 組與Iscout 組不同軸向上的平移誤差情況比較（mm，）

表1 CBCT 組與Iscout 組不同軸向上的平移誤差情況比較（mm，）

2.2 2 組準(zhǔn)備時間、曝光時間、配準(zhǔn)時間、定位總時間比較

CBCT 組曝光時間、配準(zhǔn)時間及定位總時間長于Iscout組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；2 組準(zhǔn)備時間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

表2 CBCT 組與Iscout 組準(zhǔn)備時間、曝光時間、配準(zhǔn)時間、定位總時間比較（s，）

表2 CBCT 組與Iscout 組準(zhǔn)備時間、曝光時間、配準(zhǔn)時間、定位總時間比較（s，）

2.3 2 組MPTV 外擴(kuò)公式比較

CBCT 組在RL、SI、AP 方向上的MPTV 分別是7.02、10.43、8.13 mm，Iscout 組在RL、SI、AP 方向上的MPTV分別是7.15、10.57、8.19 mm，其中SI 方向上CBCT 組外擴(kuò)邊界比Iscout 組小2.1 mm，在RL 和AP 方向上2 組固定方式計算的外擴(kuò)區(qū)域無明顯區(qū)別。見表3。

表3 CBCT 組與Iscout 組MPTV 外擴(kuò)公式比較（mm）

3 討論

放射治療是腦轉(zhuǎn)移瘤的重要治療手段。目前，隨著影像技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，調(diào)強放療的每個放射點、病灶劑量均可調(diào)節(jié)。調(diào)強放療時可對靶區(qū)里正常組織、器官或者周圍正常組織、器官劑量進(jìn)行調(diào)整，從而保護(hù)正常組織、器官，使其損傷降低到最小[7-8]。同時可使病灶劑量均勻，并且腫瘤照射劑量達(dá)到最高，從而獲得最精準(zhǔn)的放療效果。但在放療的過程中存在一些患者擺放體位或自身體位的輕微變化，引起擺位誤差，為了防止擺位誤差發(fā)生，通過圖像引導(dǎo)放射治療可以有效糾正治療中存在的擺位誤差[9]。圖像引導(dǎo)放射治療也屬于調(diào)強適形放療的一部分，其原理是在患者治療前及治療中應(yīng)用各種影像設(shè)備，如電子射野成像裝置、超聲引導(dǎo)放射治療系統(tǒng)等，對患者、器官、腫瘤進(jìn)行監(jiān)控，通過治療師的調(diào)整，提高治療的準(zhǔn)確性，有利于減少放療中的治療差錯，以最大程度殺滅腫瘤，并且保護(hù)體內(nèi)正常組織器官[10]。CBCT 屬于目前應(yīng)用最廣的圖像引導(dǎo)技術(shù)，它使用大面積非晶硅數(shù)字化X 射線探測板，機(jī)架旋轉(zhuǎn)一圈可獲取和一定體積范圍內(nèi)的CT 圖像[11]。這種體積內(nèi)的CT 影像重建后的三維影像模型，與患者治療計劃的模型匹配相比較，可自動計算出治療床需要調(diào)節(jié)的參數(shù)。從機(jī)器圖可以看到CBCT 具有體積小、重量輕、開放式架構(gòu)的特點，可以直接整合到直線加速器上。CBCT 圖像的質(zhì)量空間分辨率高且操作簡單便捷，在放療中經(jīng)常使用與容積成像功能，可以快速完成治療位置的校正。同時它也具有在治療位置進(jìn)行X 線透視、攝片等功能[12]。另外，Iscout 圖像引導(dǎo)放療結(jié)合圖像引導(dǎo)定位技術(shù)和光學(xué)運動跟蹤技術(shù)，對患者體內(nèi)靶區(qū)運動進(jìn)行實時跟蹤[13-14]。采用kV 級X 射線立體平面成像技術(shù)，通過軟件形式控制2 組對稱于定位中心點的X 射線像單元，并獲得2 個方向的X 射線投影圖像，利用患者內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)的圖像特征，進(jìn)行X 射線圖像和CT 圖像的二維-三維圖像配準(zhǔn)，對患者進(jìn)行擺位驗證，探測及糾正患者擺位誤差，并且驗證患者最終剩余擺位誤差，不僅定位誤差不＞1.0 mm，可進(jìn)行分次間及分次內(nèi)擺位驗證能探測出3 個平移和3 個轉(zhuǎn)角的擺位誤差，而且定位時間較短，不需患者長時間等待[15]。本研究顯示，CBCT 組掃描RL、SI、AP 方向的擺位誤差與Iscout 組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。說明2 組圖像引導(dǎo)定位技術(shù)對擺位誤差高度一致，都有利于患者治療。2 組掃描準(zhǔn)備時間比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），CBCT 組曝光時間、配準(zhǔn)時間及定位總時間長于Iscout 組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。說明Iscout 圖像引導(dǎo)定位具有明顯優(yōu)勢，它的定位時間快，單次定位只需數(shù)10 s，整個定位過程一般只需1～2 min，并且成像劑量低，為0.2～1.0 mGy，小于CBCT 成像劑量。不僅可以用于治療前的擺位引導(dǎo)，還可以用在治療過程中，進(jìn)行多次位置校正、驗證，保證最后剩余擺位誤差達(dá)到臨床要求。而MPTV 圖像靶區(qū)的外擴(kuò)值無明顯差別，說明CBCT 圖像空間分辨率高，匹配比較精準(zhǔn)，可以在線匹配。

綜上所述，腦轉(zhuǎn)移瘤調(diào)強放療時，2 種圖像引導(dǎo)定位技術(shù)對擺位誤差均進(jìn)行糾正，CBCT 圖像引導(dǎo)技術(shù)圖像空間分辨率高，但定位總時間較長，而Iscout 圖像引導(dǎo)定位技術(shù)能夠讓患者獲得快速、準(zhǔn)確、低劑量的擺位驗證，對于常伴有顱高壓增高的患者，其治療的安全性和臨床效果得到明顯增加。