管 秋 劉 楠 連 欣 李 楠 姜 斐 邱 杰* 張福泉

目前，圖像引導(dǎo)放射治療已廣泛應(yīng)用于腫瘤放射治療中，通過(guò)獲取治療前病變部位的圖像，并與計(jì)劃圖像進(jìn)行對(duì)比、修正擺位誤差、體內(nèi)器官移動(dòng)及腫瘤退縮等原因造成的位置偏差來(lái)保證放射治療的精確[1-5]。頭頸部解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，腫瘤放射治療中存在靶區(qū)周圍危及器官較多的問題，照射位置偏差可能造成腫瘤控制率下降及正常組織副反應(yīng)增加[6-8]。螺旋斷層放射治療(helical-Tomotherapy，HT)系統(tǒng)利用扇形束兆伏級(jí)CT(megavoltage computed tomography，MVCT)圖像引導(dǎo)，追蹤靶區(qū)的位置，修正擺位誤差與體內(nèi)器官運(yùn)動(dòng)，在提高靶區(qū)劑量的同時(shí)最大限度的保護(hù)正常器官[9]。然而，MVCT掃描條件的設(shè)定無(wú)明確規(guī)范，層厚、范圍選擇及配準(zhǔn)方法存在個(gè)體差異，參數(shù)的設(shè)定會(huì)影響臨床治療效率、患者耐受性及正常組織接受的低劑量輻射[10-12]。為此，本研究對(duì)頭頸部腫瘤不同掃描條件下得到的配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行分析，以期得到適合臨床使用的掃描條件。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取2015年1-7月期間就診于北京協(xié)和醫(yī)院放療科的11例頭頸部腫瘤患者，其中男性7例，女性4例；年齡20～77歲，平均年齡(51±17)歲；11例患者中鼻咽癌患者3例，垂體瘤患者3例，鼻竇癌患者2例，下咽癌、喉癌和鼻腔橫紋肌肉瘤患者各1例。所有患者均采用HT系統(tǒng)治療，并進(jìn)行MVCT掃描條件的前瞻性研究。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

(1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①頭頸部腫瘤患者；②采用螺旋斷層放射治療系統(tǒng)進(jìn)行治療；③卡氏(性能)評(píng)分量表(Karnofsky performance scale，KPS)評(píng)分＞60分的成年患者。

(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：①KPS評(píng)分＜60分的體弱患者；②有幽閉恐懼、憋氣癥狀的患者；③無(wú)法配合長(zhǎng)時(shí)間治療的患者。

1.3 儀器與材料

采用BigBore型大孔徑CT模擬機(jī)(荷蘭飛利浦公司)定位獲取患者定位圖像，傳輸至TomoTherapy計(jì)劃工作站(美國(guó)ACCURAY公司)進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)，計(jì)劃驗(yàn)證通過(guò)后采用HI-ART螺旋斷層放射治療系統(tǒng)(美國(guó)ACCURAY公司)進(jìn)行治療。

1.4 檢查方法

(1)體位?；颊呷⊙雠P位，采用大孔徑CT模擬機(jī)定位，3 mm層厚增強(qiáng)掃描。對(duì)3例垂體瘤患者采用碳纖維頭托及頭部熱塑面網(wǎng)固定，其余8例患者采用碳纖維頭頸肩固定板及頭頸肩熱塑網(wǎng)膜固定。

(2)掃描范圍。對(duì)于垂體瘤患者，MVCT掃描范圍從顱底至硬腭；對(duì)鼻咽癌、鼻竇癌等長(zhǎng)靶區(qū)患者，MVCT掃描范圍分3類：①全部掃描計(jì)劃靶區(qū)(planning target volume，PTV)，掃描上界為顱底，下界為鎖骨上；②上段掃描，掃描上界為顱底，下界為下頦；③下段掃描，掃描上界為喉，下界為鎖骨上。

(3)層厚選擇。MVCT掃描層厚選擇為：①垂體瘤患者采用2 mm(細(xì))、4 mm(正常)和6 mm(粗)3種條件交替掃描；②鼻咽癌、鼻竇癌等長(zhǎng)靶區(qū)患者采用4 mm(正常)和6 mm(粗)2種條件交替掃描。

1.5 觀察與評(píng)價(jià)指標(biāo)

頭頸部腫瘤患者進(jìn)行MVCT掃描時(shí)，采用不同的掃描層厚與掃描范圍組合，分別得到橫向(lateral，Lat)患者左右方向、縱向(longitudinal，Lng)患者進(jìn)出床方向、垂直(vertical，Vrt)患者升降床方向和旋轉(zhuǎn)(rotational，Roll)4個(gè)方向相應(yīng)的位置修正結(jié)果，對(duì)4個(gè)方向修正結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，觀察采用不同掃描條件其結(jié)果是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異、掃描條件的不同對(duì)圖像質(zhì)量的影響以及掃描條件不同造成掃描時(shí)間的差異對(duì)患者耐受性和治療效率的影響。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件對(duì)11例患者的MVCT配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x-±s)表示，組間比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 鼻咽癌及鼻竇癌等長(zhǎng)靶區(qū)不同掃描條件配準(zhǔn)分析

(1)在鼻咽癌及鼻竇癌等長(zhǎng)靶區(qū)的5例患者中，當(dāng)MVCT配準(zhǔn)范圍為顱底-下頦，掃描層厚分別為4 mm和6 mm時(shí)，配準(zhǔn)結(jié)果在Lat、Lng、Vrt和Roll的4個(gè)方向的偏差平均值、t值及P值采用不同層厚掃描得到的配準(zhǔn)結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.67，t=-1.69，t=0.93，t=0.89；P＞0.05)，見表1。

表1 五例鼻咽癌及鼻竇癌患者M(jìn)VCT掃描范圍為顱底-下頦時(shí)掃描層厚配準(zhǔn)比較(x-±s)

(2)當(dāng)配準(zhǔn)范圍為喉-鎖骨上時(shí)，4個(gè)方向采用4 mm和6 mm不同層厚時(shí)所得配準(zhǔn)結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-0.62，t=-1.55，t=1.76，t=-1.20；P＞0.05)，見表2。

(3)通過(guò)以上對(duì)比發(fā)現(xiàn)，選用不同掃描層厚時(shí)，相同配準(zhǔn)部位的MVCT在4個(gè)方向的配準(zhǔn)結(jié)果無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。去除層厚因素，將顱底-下頦(上段)的配準(zhǔn)結(jié)果與喉-鎖骨上(下段)的配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，對(duì)于鼻咽癌這樣的長(zhǎng)靶區(qū)腫瘤，當(dāng)選擇上段、下段兩個(gè)不同的部位進(jìn)行配準(zhǔn)時(shí)，顱底-下頦與喉-鎖骨上的配準(zhǔn)結(jié)果在LatA、Vrt和Roll的3個(gè)方向差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-5.48，t=-2.56，t=-3.82；P＜0.05)，見表3。

表2 五例鼻咽癌及鼻竇癌患者M(jìn)VCT掃描范圍為喉-鎖骨上時(shí)掃描層厚配準(zhǔn)比較(x-±s)

表3 五例鼻咽癌及鼻竇癌患者M(jìn)VCT顱底-下頦與喉-鎖骨上不同掃描范圍的配準(zhǔn)結(jié)果比較(x-±s)

2.2 垂體瘤患者不同掃描條件配準(zhǔn)結(jié)果分析

(1)在3例垂體瘤患者不同掃描條件配準(zhǔn)中，當(dāng)患者M(jìn)VCT的掃描范圍相同(上界為顱底，下界為硬腭)，設(shè)置2 mm、4 mm和6 mm的3種不同掃描層厚進(jìn)行掃描，并對(duì)不同條件得到的配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在Lat、Lng、Vrt和Roll的4個(gè)方向采用3種不同掃描層厚得到的配準(zhǔn)結(jié)果中均無(wú)差異。

(2)層厚2 mm與4 mm比較。在Lat、Lng、Vrt和Roll的4個(gè)方向采用2 mm與4 mm掃描層厚得到的配準(zhǔn)，其差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.23，t=0.57，t=0.27，t=-1.65；P＞0.05)，見表4。

表4 三例垂體瘤患者M(jìn)VCT相同掃描范圍2 mm與4 mm掃描層厚配準(zhǔn)比較(x-±s)

(3)層厚2 mm與6 mm比較。在Lat、Lng、Vrt和Roll的4個(gè)方向采用2 mm與6 mm掃描層厚得到的配準(zhǔn)，其差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-0.25，t=0.62，t=0.81，t=-1.04；P＞0.05)，見表5。

表5 三例垂體瘤患者M(jìn)VCT相同掃描范圍2 mm與6 mm掃描層厚配準(zhǔn)比較(x-±s)

(4)層厚4 mm與6 mm比較。在Lat、Lng、Vrt和Roll的4個(gè)方向采用2 mm與6 mm掃描層厚得到的配準(zhǔn)，其差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.03，t=-0.36，t=0.56，t=-1.22；P＞0.05)，見表6。

表6 三例垂體瘤患者M(jìn)VCT相同掃描范圍4 mm與6 mm掃描層厚配準(zhǔn)比較(x-±s)

2.3 垂體瘤患者相同掃描層厚不同掃描范圍配準(zhǔn)比較

對(duì)3例垂體瘤患者選用6 mm層厚掃描，當(dāng)患者M(jìn)VCT的相同掃描層厚、掃描范圍分別為顱底-硬腭和PTV兩種不同長(zhǎng)度時(shí)，配準(zhǔn)結(jié)果在Lat、Lng、Vrt和Roll的4個(gè)方向偏差平均值、t值及P值，采用兩種不同掃描范圍得到的配準(zhǔn)結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.28，t=-0.89，t=-1.63，t=0.72；P＞0.05)，見表7。

表7 三例垂體瘤患者M(jìn)VCT掃描層厚為6 mm的不同掃描范圍配準(zhǔn)比較(x-±s)

表9 MVCT不同掃描條件所需掃描時(shí)長(zhǎng)與治療時(shí)長(zhǎng)比較(s，x-±s)

2.4 垂體瘤患者M(jìn)VCT最優(yōu)與最劣掃描條件配準(zhǔn)比較

對(duì)3例垂體瘤患者采用最優(yōu)掃描條件(掃描層厚2 mm，掃描范圍顱底-硬腭)與最劣掃描條件(掃描層厚6 mm，短掃描范圍只包括PTV)得到Lat、Lng、Vrt和Roll的4個(gè)方向的偏差值，其配準(zhǔn)結(jié)果比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.61，t=-0.28，t=-0.87，t=-0.66；P＞0.05)，見表8。

表8 垂體瘤患者M(jìn)VCT最優(yōu)與最劣掃描條件配準(zhǔn)結(jié)果比較(x-±s)

2.5 MVCT不同掃描條件所需掃描時(shí)長(zhǎng)比較

頭頸部腫瘤MVCT采用不同掃描范圍、掃描層厚所需要的掃描時(shí)長(zhǎng)與治療時(shí)長(zhǎng)比較，鼻咽癌所需治療時(shí)長(zhǎng)為(448±76)s； 垂體瘤所需治療時(shí)長(zhǎng)為(216±75)s，見表9。

2.6 掃描條件對(duì)圖像質(zhì)量的影響

對(duì)于垂體瘤患者，雖然采用優(yōu)、劣掃描條件得到的配準(zhǔn)結(jié)果無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但MVCT圖像隨掃描條件變差導(dǎo)致相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)缺失，圖像噪點(diǎn)增加、分辨力下降，器官組織、病灶邊界及位置辨別困難。自動(dòng)配準(zhǔn)功能準(zhǔn)確性下降，臨床醫(yī)生的配準(zhǔn)難度增加，所有這些因素都會(huì)造成配準(zhǔn)時(shí)間的增加。因此，推薦垂體瘤患者使用2 mm或4 mm的掃描層厚，掃描范圍至少包括顱底-硬腭，以方便臨床醫(yī)生的配準(zhǔn)(如圖1所示)。

3 討論

圖1 垂體瘤患者M(jìn)VCT不同掃描層厚對(duì)比圖像

對(duì)于鼻咽癌、鼻竇癌等靶區(qū)較長(zhǎng)的患者，進(jìn)行MVCT時(shí)選用不同的掃描層厚，對(duì)配準(zhǔn)結(jié)果無(wú)影響，不同層厚的配準(zhǔn)結(jié)果在Lat、Lng、Vrt和Roll的4個(gè)方向均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。但選擇較寬的掃描層厚能明顯縮短掃描時(shí)長(zhǎng)，如鼻咽癌患者M(jìn)VCT掃描范圍全掃PTV(顱底至鎖骨上)，采用2 mm的掃描層厚，平均掃描時(shí)長(zhǎng)可達(dá)(546±60)s，而治療時(shí)長(zhǎng)為(448±76)s，掃描時(shí)長(zhǎng)甚至超過(guò)治療時(shí)長(zhǎng)，極大降低了患者的耐受性；如果采用4 mm的掃描層厚，掃描時(shí)長(zhǎng)可減少到(280±30)s；當(dāng)采用6 mm的掃描層厚時(shí)，掃描時(shí)長(zhǎng)可縮短到(191±25)s。在保證配準(zhǔn)結(jié)果無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的前提下，采用寬層厚掃描，可極大縮短掃描時(shí)間，改善患者的舒適度及耐受性，明顯提高治療效率。

本研究治療靶區(qū)較長(zhǎng)患者，選擇不同的配準(zhǔn)區(qū)域，配準(zhǔn)結(jié)果具有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。如鼻咽癌患者選擇上段(顱底-下頦)的配準(zhǔn)結(jié)果與下段(喉-鎖骨上)的配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，在Lat、Lng、Vrt和Roll的4個(gè)方向有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這與靶區(qū)較長(zhǎng)有必然聯(lián)系。在本研究的病例中，患者PTV在頭腳方向長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)24 cm，擺位過(guò)程中靶區(qū)長(zhǎng)軸方向及旋轉(zhuǎn)方向不能很好的重復(fù)定位狀態(tài)，從而造成靶區(qū)上、下段在左右方向及旋轉(zhuǎn)方向的位置差異。為減少此種現(xiàn)象的發(fā)生，可在CT定位時(shí)，于患者胸部勾畫頭頸肩熱塑網(wǎng)膜左右標(biāo)記線的延長(zhǎng)線，以及在患者兩側(cè)腋下勾畫升床線幫助治療擺位，減小擺位誤差。

在本研究中，對(duì)于垂體瘤等靶區(qū)較短的患者，采用不同的掃描層厚及掃描范圍進(jìn)行MVCT掃描時(shí)，配準(zhǔn)結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這與頭部腫瘤患者采用熱塑固定網(wǎng)膜、擺位固定后頭部移動(dòng)范圍小有關(guān)。采用最優(yōu)掃描條件為層厚2 mm，掃描范圍顱底-硬腭，所需時(shí)間為(199±26)s，而垂體瘤患者平均治療時(shí)長(zhǎng)為(216±75)s，該例垂體瘤患者驗(yàn)證加治療總的時(shí)間為6～9 min，患者總體耐受性較好，當(dāng)掃描層厚增加、掃描范圍減少時(shí)，掃描時(shí)間能進(jìn)一步縮短。

頭頸部患者治療前，通過(guò)兆伏級(jí)的扇形束CT掃描，可修正靶區(qū)的位置偏差，尤其是由于擺位誤差和治療床沉降引起的位置偏差，患者首次治療前進(jìn)行圖像引導(dǎo)并獲取床值后，后期治療中MVCT配準(zhǔn)偏差值非常小。Shah等[13]對(duì)患者M(jìn)VCT受量及掃描層厚對(duì)劑量的影響進(jìn)行研究；Vaandering等[11]及Zendan等[14]對(duì)MVCT掃描頻次進(jìn)行了相關(guān)研究，Moldovan等[15]對(duì)MVCT鉛門寬度、螺距對(duì)治療時(shí)間的影響進(jìn)行研究，均對(duì)調(diào)整掃描條件進(jìn)而減少患者受量、提高治療效率提出建議，針對(duì)患者體重變化、腫瘤退縮等因素，對(duì)掃描頻次及配準(zhǔn)方式進(jìn)行研究。

通過(guò)對(duì)螺旋斷層治療中MVCT不同掃描條件設(shè)置的研究，找出了適合頭頸部腫瘤患者的掃描方式，在保證配準(zhǔn)結(jié)果準(zhǔn)確性的同時(shí)，提高患者的舒適度、耐受性及治療效率。

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