鐘良志，李光輝，戴紅婭，周一兵

(全軍腫瘤診治研究所/第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院腫瘤科，重慶 400037)

論著·臨床研究

鼻咽癌IMRT治療前采用CBCT復(fù)位的臨床研究

鐘良志，李光輝△，戴紅婭，周一兵

(全軍腫瘤診治研究所/第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院腫瘤科，重慶 400037)

目的探索初治鼻咽癌患者調(diào)強放療(IMRT)治療前行錐形束CT(CBCT)復(fù)位的可行性。方法納入23例鼻咽癌IMRT治療患者，以定位中心坐標原點作為計劃中心點制訂帶CBCT驗證的逆向調(diào)強放射治療計劃，治療前采用CBCT復(fù)位，并于第2、3次放療前行CBCT掃描，對3次的配準數(shù)據(jù)進行匯總分析。結(jié)果復(fù)位CBCT任一方向絕對值小于或等于3 mm占89.9%(62/69)，<5 mm占98.6%(68/69)，各方向偏差值為(0.6±2.1)mm；第2、3次CBCT任一方向絕對值小于或等于3 mm占92.8%(128/138)，<5 mm占99.3%(137/138)，各方向偏差值為(0.4±2.0)mm；兩組數(shù)據(jù)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論以定位中心坐標原點作為計劃中心點制定鼻咽癌IMRT計劃，治療前采用CBCT復(fù)位，直觀方便切實可行。

鼻咽腫瘤；體層攝影術(shù)，X線計算機；錐形束CT；調(diào)強放療；機載影像系統(tǒng)

基于鼻咽部的特殊解剖結(jié)構(gòu)及鼻咽癌(nasopharyngeal carcinoma，NPC)的特殊生物學(xué)特性，調(diào)強放療(intensity modulated radiation therapy，IMRT)已成為其首選的放射治療方式[1]，而伴隨著直線加速器機載影像系統(tǒng)(on board imager，OBI)的誕生，圖像引導(dǎo)放射治療(image guided radiation therapy，IGRT)應(yīng)運而生[2]。本院Varian Trilogy OBI，行錐形束CT(cone beam CT，CBCT)掃描產(chǎn)生的容積圖像能與治療計劃的三維重建圖像進行三維方向上的對比及匹配。通常，NPC在治療計劃完成后至放療前，需在X射線模擬定位機下行常規(guī)復(fù)位(將定位標記中心移至靶區(qū)治療中心)后才能進行治療，為此，本研究人為于定位時將鼻咽部大體腫瘤中心點設(shè)定為定位中心坐標原點，并將定位中心坐標原點作為計劃中心點制訂帶CBCT驗證的逆向調(diào)強放射治療計劃，在治療前借助CBCT的三維立體影像功能行放療前的復(fù)位。本文量化分析本院腫瘤科2016年2-4月收治的23例接受IMRT的NPC患者基于首次治療前CBCT掃描的數(shù)據(jù)及第2、3次放療前CBCT掃描的數(shù)據(jù)，探索此方法的可行性。

1 資料與方法

1．1一般資料 選擇2012年2-4月收治的經(jīng)病理及磁共振成像(MRI)等檢查證實的初治NPC患者23例，其中男15例，女8例；年齡28～69歲，中位年齡46歲。按NPC國際抗癌聯(lián)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例患者共接受療前CBCT掃描69次，共統(tǒng)計有效方位數(shù)據(jù)207個。

1．2方法

1.2.1設(shè)備材料 飛利浦大孔徑16排CT模擬機、頭頸肩型熱塑模、等中心激光擺位系統(tǒng)、Varian Trilogy直線加速器及機載影像系統(tǒng)、Varian Eclipse 8.6TPS計劃系統(tǒng)。

1.2.2定位操作方法 全部患者均在飛利浦大孔徑16排CT模擬機治療床上采用頭頸肩型熱塑模固定[3]，待熱塑模涼透后，在等中心激光擺位系統(tǒng)指引下，將雙側(cè)外耳孔前緣及其連線與體中線的交點處(鼻咽部大體腫瘤中心點)標記為治療中心坐標原點(X，Y，Z)，行CT軸位掃描(平掃+增強)，掃描范圍從顱頂?shù)芥i骨頭下2 cm，層厚3 mm，將掃描所得圖像傳至Varian Eclipse 8.6 TPS計劃系統(tǒng)，由主管放療醫(yī)生勾畫靶區(qū)[遵循國際輻射單位和測量委員會(ICRU)第50、62號報告原則并參考《腫瘤放射治療學(xué)》[1]建議]并由上級醫(yī)師審核修改確認靶區(qū)后下定處方[計劃靶區(qū)(PTV)：由腫瘤區(qū)(GTV)及臨床靶區(qū)(CTV)各自外放3 mm形成]，由物理計劃師按醫(yī)生所給處方，以定位中心坐標原點作為計劃中心點制訂帶CBCT驗證的逆向調(diào)強放射治療計劃。

1.2.3擺位及圖像配準 患者放射治療計劃完成后，直接進入直線加速器機房進行放療前擺位后行CBCT掃描。(1)由兩位有經(jīng)驗的技師在等中心激光線的引導(dǎo)下進行擺位操作(擺位時，患者的體位、著裝等與制作熱塑膜固定和CT掃描時一致)，對準熱塑膜表面的定位標記十字線，經(jīng)主管放療醫(yī)師及擺位技師確認后行CBCT掃描。(2)掃描所得圖像先用軟件與治療計劃CT圖像進行自動匹配，再由主管放療醫(yī)師根據(jù)治療要求進行手動配準，直至在水平面、冠狀面及矢狀面上最為匹配為止。(3)確認配準成功后得出胸背(Vrt軸)、頭腳(Lng軸)、左右(Lat軸)各方向的偏差值，記錄為首次CBCT(以下稱復(fù)位CBCT)數(shù)據(jù)。復(fù)位中，依據(jù)本科室擺位誤差數(shù)據(jù)人為規(guī)定：對于任一方向偏差值的絕對值大于或等于3 mm且小于5 mm的患者接受自動校正偏差后行放療，治療結(jié)束后不予重新標記擺位中心點位置；對于任一方向偏差值的絕對值大于或等于5 mm的患者接受自動校正偏差后行放療，并于治療結(jié)束后按自動校正偏差值重新標記擺位中心點位置；同理，于第2、3次治療前予CBCT掃描，并按上述要求糾正偏差后進行治療，并記錄各方向偏差值(以下稱驗證CBCT)。對復(fù)位CBCT和驗證CBCT數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學(xué)對比分析。

2 結(jié) 果

2.1偏差值分析 復(fù)位CBCT各方向偏差值為(0.6±2.1)mm，驗證CBCT各方向偏差值為(0.4±2.0)mm。兩組數(shù)據(jù)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 復(fù)位CBCT與驗證CBCT各方向偏差值對比(mm)

2.2偏差值的頻數(shù)分析 復(fù)位CBCT任一方向絕對值小于或等于3 mm占89.9%(62/69)，絕對值大于3～5 mm占8.7%(6/69)，<5 mm占98.6%(68/69)，≥5 mm分別占1.4%(1/69)，見圖1A。驗證CBCT任一方向絕對值小于或等于3 mm占92.8%(128/138)，絕對值大于3～5 mm占6.5%(9/138)，<5 mm占99.3%(137/138)，≥5 mm占0.7%(1/138)，見圖1B。以上兩組數(shù)據(jù)兩兩配對比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

A:復(fù)位CBCT;B:驗證CBCT

圖1 23例NPC患者復(fù)位CBCT與驗證CBCT各方向偏差值散點圖

3 討 論

OBI的誕生使IGRT被運用于越來越多的腫瘤放射治療中[4-6]，CBCT作為新型的IGRT的利器，具有對擺位誤差進行在線或離線的校正功能，目前主要用于對比實際擺位與治療計劃擺位之間的偏差，并通過在線移床修正等中心位置來準確完成治療[7-8]。利用CBCT進行放療前的復(fù)位，目前國內(nèi)外研究較少，為此，本研究在NPC患者接受IMRT治療前行CBCT復(fù)位的可行性上做了此次探索。

本研究數(shù)據(jù)匯總分析顯示，復(fù)位CBCT各方向偏差值為(0.6±2.1)mm，驗證CBCT各方向偏差值為(0.4±2.0)mm，兩組數(shù)據(jù)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，復(fù)位CBCT各方向偏差值均在本研究設(shè)定的擺位誤差范圍內(nèi)，某種程度上說明，按本文介紹的方法進行定位及計劃設(shè)計，定位中心與治療中心可以很好的重合，CBCT只需校正擺位誤差即可進行治療，無需在X光機模擬定位機下復(fù)位。

依據(jù)本科室擺位誤差數(shù)據(jù)并總結(jié)相關(guān)文獻[9-12]報道：對于頭頸部腫瘤IMRT過程中的擺位誤差為3～5 mm，為此，本研究人為將所有CBCT數(shù)據(jù)按3 mm及5 mm作為分割點進行對比分析。本研究數(shù)據(jù)匯總分析顯示：復(fù)位CBCT中各方向有98.6%的偏差絕對值小于5 mm，與驗證CBCT數(shù)據(jù)(99.3%)相當，兩組數(shù)據(jù)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，復(fù)位CBCT與驗證CBCT任一方向絕對值小于或等于3 mm分別占89.9%及92.8%，比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。所以，本研究者認為，復(fù)位CBCT偏差值主要由擺位誤差引起，且均在可控范圍內(nèi)，對于按本文介紹的方法進行定位及計劃設(shè)計的NPC患者，治療前只需CBCT復(fù)位，校正擺位誤差后即可進行治療，無需變動擺位中心，但為了保證后續(xù)治療的精確性，本研究者仍建議患者每周行1次CBCT驗證。

CBCT具有圖像質(zhì)量清晰，采集配準方便，患者吸收劑量較小，自動化程度高等優(yōu)點[13]。據(jù)相關(guān)文獻報道:采集1副頭部標準模式的CBCT圖像約為9 cGy，而低劑量模式吸收劑量僅為標準模式的20%[14]。因此患者行CBCT復(fù)位對吸收劑量的累加影響可以忽略不計。CBCT圖像與定位CT圖像不僅可以進行骨性標志配準，而且還可以進行三維低密度組織(如實體腫瘤GTV)配準，采用CBCT復(fù)位較CT或X光機模擬定位機復(fù)位具有圖像質(zhì)量更清晰，采集配準更方便，自動化程度更高等優(yōu)點。

綜上所述，對于初治NPC患者行IMRT治療的患者，以定位中心坐標原點作為計劃中心點制定帶CBCT驗證的逆向調(diào)強放射治療計劃，治療前無需在X光機模擬定位機下復(fù)位，可直接進入機房按定位中心點擺位后行CBCT掃描，配準后即可進行治療，此法直觀方便，切實可行，一定程度上減輕了工作人員的工作量，節(jié)省了患者及工作人員的時間，提高了工作效率，值得推薦使用；但基于CBCT的探討NPC IMRT的擺位誤差仍然存在較多問題[15-16]，如圖像采集失真、匹配框選定范圍和旋轉(zhuǎn)角度的校正等都有待進一步研究；在匹配過程中，本研究發(fā)現(xiàn)，患者可能存在著在治療床的X、Y和Z軸中某一方向的旋轉(zhuǎn)誤差，由于本研究未配有六維治療床，因此有待進一步研究；對于其他頭頸部腫瘤或者胸腹部腫瘤是否適用，更需要進一步研究驗證。

[1]谷銑之，殷蔚伯，余子豪，等.腫瘤放射治療學(xué)[M].4版.北京：中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)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]遲鋒，何振宇，林承光，等.射野驗證片分析軟件對頭頸部腫瘤放射治療擺位誤差分析的應(yīng)用價值[J].中華腫瘤防治雜志，2010，17(19)：1555-1557.

[4]林承光，林劉文，劉秉梯，等.鼻咽癌三維適形和調(diào)強放療過程中頭部與頸部擺位誤差比較研究[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志，2011，20(4):322-325.

[5]潘才住，潘建基，陳傳本，等.應(yīng)用電子射野影像裝置實時糾正鼻咽癌調(diào)強放療擺位誤差研究[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志，2009，18(5):341-345.

[6]張彥新,高黎.千伏級X線透視成像與錐形束CT確定頭頸部擺位誤差的比較[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2012,21(4):721-723.

[7]葉森林,梁廷,榮知璧.應(yīng)用OBI系統(tǒng)分析鼻咽癌調(diào)強放療的擺位誤差[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2012,33(3):64-65.

[8]張玉海,夏火生,高楊.不同圖像引導(dǎo)方式在頭頸部腫瘤中成像劑量測量[J].中國醫(yī)療器械雜志,2010,34(6):455-457.

[9]Wang L，F(xiàn)eigenberg S，F(xiàn)an 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]劉利彬,吳君心,瞿宜艷，等.千伏級錐形束CT與兆伏級電子攝野影像系統(tǒng)在鼻咽癌影像引導(dǎo)放療的對比研究[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,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]陳麗，武文娟，花威，等.CBCT在放射治療擺位中的臨床應(yīng)用[J].實用癌癥雜志，2012，27(4):394-396.

[16]遲鋒，何振宇，林承光，等.鼻咽癌基于錐形束CT調(diào)強放療的擺位誤差分析[J]．中華腫瘤防治雜志，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)

鐘良志(1985-)，主治醫(yī)師，本科，主要從事頭頸部腫瘤放射治療方面研究?！?/p>

，E-mail:liguanghui_2000@aliyun.com。

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.26.021