陳紹芳

浙江省腫瘤醫(yī)院放射治療物理室，浙江杭州310022

前言

乳腺癌是全世界女性最常見的惡性腫瘤之一，放射治療是乳腺癌綜合治療的重要組成部分，尤其對(duì)于保乳手術(shù)和局部晚期需要照射胸壁及鎖骨上下區(qū)域的患者。乳腺癌放療的主要目標(biāo)是減少腫瘤局部區(qū)域復(fù)發(fā)的可能性，并在一定程度上延長(zhǎng)患者生存時(shí)間。放療計(jì)劃制作中應(yīng)當(dāng)盡可能提高照射區(qū)域的劑量并降低周圍正常組織的照射劑量，為了達(dá)到這一目的，需要使用合適的放療固定裝置和實(shí)時(shí)影像驗(yàn)證來(lái)提高擺位精確度。機(jī)載錐形束CT（CBCT）是重要的圖像引導(dǎo)裝置，CBCT掃描能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)擺位誤差并進(jìn)行同步校正。本文就CBCT在乳腺癌精確放療中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以提高對(duì)這一技術(shù)的認(rèn)識(shí)。

1 乳腺癌放療擺位誤差

乳腺癌放療擺位誤差是指實(shí)際治療位置與參考治療位置的差異，主要包括系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差又稱治療準(zhǔn)備誤差，是指放療計(jì)劃制作時(shí)的位置與治療時(shí)位置的平均值的偏差，主要是由于CT模擬機(jī)精度、直線加速器精度、模擬機(jī)及加速器激光燈誤差和光矩尺誤差等因素所導(dǎo)致［1］；隨機(jī)誤差又稱治療執(zhí)行誤差，是指在日常治療驗(yàn)證過(guò)程中觀察到的位置的偏差，主要是由每日治療時(shí)技術(shù)操作人員誤差和人體器官運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致［2］。一般計(jì)算過(guò)程中使用Σ表示系統(tǒng)誤差的標(biāo)準(zhǔn)值，使用σ′表示隨機(jī)誤差的標(biāo)準(zhǔn)值。Van Herk等［3］報(bào)道計(jì)劃靶區(qū)（PTV）外擴(kuò)公式為2.5Σ+0.7σ′，表示90%患者臨床靶區(qū)（CTV）最低劑量達(dá)95%以上的處方劑量。乳腺癌改良根治術(shù)后腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者需要常規(guī)照射胸壁及同側(cè)鎖骨上下區(qū)域。Feng等［4］通過(guò)對(duì)21例改良根治術(shù)后乳腺癌患者進(jìn)行每日kV成像和CBCT成像研究胸壁及鎖骨上下區(qū)域PTV的邊界，研究采集613次照射過(guò)程的位置圖像，kV成像結(jié)果表明7 mm的外放邊界足以涵蓋95%的位移，而CBCT的結(jié)果表明，前后方向（X軸）、左右方向（Y軸）、頭腳方向（Z軸）分別需要外放7、9和9 mm，研究結(jié)果提示對(duì)于照射胸壁及鎖骨上下區(qū)域乳腺癌患者，即使每日使用影像引導(dǎo)放射治療（IGRT），統(tǒng)一外放7 mm仍然存在照射脫靶現(xiàn)象。對(duì)于早期乳腺癌保乳術(shù)后全乳IMRT患者，通過(guò)CBCT監(jiān)測(cè)擺位誤差顯示各個(gè)方向上系統(tǒng)誤差小于1.7 mm，隨機(jī)誤差小于1.5 mm，X、Y、Z軸各方向上誤差分別為-3.4～4.8 mm、-4.2～3.9 mm及-5.2～3.3 mm［5］。治療過(guò)程中，乳腺癌患者的擺位誤差是相對(duì)穩(wěn)定的，前期連續(xù)5次CBCT掃描作為擺位誤差校正頻次及適應(yīng)性治療計(jì)劃循變修改時(shí)機(jī)和頻次比較適合臨床應(yīng)用［6］。

2 CBCT對(duì)比傳統(tǒng)EPID的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)放射治療中，電子射野影像儀（Electronic Portal Image Devices,EPID）常被用于測(cè)量乳腺癌的擺位誤差，帶有CBCT的直線加速器的引入允許更加詳細(xì)的以三維解剖標(biāo)識(shí)的擺位誤差，比EPID有著更廣泛的應(yīng)用前景。在鼻咽癌患者上，EPID檢測(cè)的各個(gè)方向上平均擺位誤差均為0.5 mm左右，但使用CBCT，平均差異在0.8～-0.9 mm，而且前后方向、左右方向及頭腳方向上差異大于2 mm的患者占16.5%、21.6%和13.9%［7］；早期研究發(fā)現(xiàn)EPID低估了乳腺癌患者的擺位誤差，使用CBCT能夠明顯減少這一現(xiàn)象。Batumalai等［8］通過(guò)對(duì)25例乳腺癌患者進(jìn)行每周基于骨性特征和基于軟組織特征的CBCT掃描，數(shù)字重建影像（DRR）獲得擺位誤差值，同時(shí)對(duì)比EPID的擺位誤差值，研究發(fā)現(xiàn)EPID上頭腳方向系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差分別為3.7和2.8 mm，前后方向上系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差分別為2.9和2.5 mm，而CBCT上頭腳方向系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差分別為3.5和3.4 mm，前后方向上系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差分別為2.8和2.8 mm，CBCT略占優(yōu)勢(shì)，尤其對(duì)于乳房體積較大的患者，CBCT的優(yōu)勢(shì)更加明顯。另外，CBCT掃描所產(chǎn)生的額外輻射劑量明顯低于EPID掃描所產(chǎn)生的輻射劑量，尤其是對(duì)于周圍正常組織，如心臟、肺、脊髓、對(duì)側(cè)乳腺等，有利于降低第二原發(fā)癌的發(fā)生幾率［9］。

3 CBCT的臨床應(yīng)用

IGRT能夠明顯提高乳腺癌放療擺位的準(zhǔn)確性，以CBCT為代表的在線容積成像技術(shù)可以快速采集數(shù)據(jù)，獲得較高分辨率的圖像，更加明確、清晰地跟蹤治療靶區(qū)從而引導(dǎo)放射治療。首先，近期在頭頸部腫瘤的研究顯示CBCT圖像的空間分辨率和密度分辨率均顯著優(yōu)于常規(guī)CT［10］。在乳腺癌患者中，有學(xué)者在術(shù)后6個(gè)月內(nèi)對(duì)患者進(jìn)行X線成像和CBCT掃描，并對(duì)比乳腺的形態(tài)、毛刺、密度、侵襲性、結(jié)構(gòu)變化和鈣化斑等，發(fā)現(xiàn)CBCT掃描優(yōu)于X線成像［11］。其次，使用乳腺癌放療過(guò)程中使用CBCT掃描能夠清晰顯示保乳手術(shù)術(shù)腔的容積變化，對(duì)于術(shù)腔過(guò)大或者手術(shù)放療間隔大于6周的患者，靶區(qū)加劑量時(shí)最好重新進(jìn)行CT模擬掃描，以增加靶區(qū)的適形性［12］。第三，保乳手術(shù)后瘤床的確定對(duì)放射治療是十分重要的，臨床上常根據(jù)手術(shù)瘢痕、血清腫或者手術(shù)時(shí)放置的鈦夾標(biāo)記進(jìn)行勾畫。CBCT掃描顯示使用鈦夾標(biāo)記，瘤床的擺位誤差各個(gè)方向上均為1.4 mm左右，放射治療前、放射治療中系統(tǒng)誤差為1.2 mm（左右方向）、1.3 mm（頭腳方向）、0.7 mm（前后方向），而隨機(jī)誤差分別為1.0 mm（左右方向）、1.2 mm（頭腳方向）、0.9 mm（前后方向），值得臨床上推廣使用［13］。值得關(guān)注的是保乳術(shù)后瘤床區(qū)域放置的鈦夾在放射治療過(guò)程中存在較大的位移，因此有學(xué)者推薦盡量不采用同步加量技術(shù)［14］。第四，當(dāng)前乳腺癌患者存在兩種體位固定方式，一種是使用乳腺癌專用托架，另一種是使用真空固定墊及熱塑網(wǎng)膜固定，通過(guò)CBCT掃描結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)使用真空固定墊及熱塑網(wǎng)膜固定技術(shù)能顯著減少分次內(nèi)擺位誤差，提高擺位穩(wěn)定性，更加有利于提高放療精確度［15］。最后，對(duì)于腋窩多發(fā)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者來(lái)說(shuō)，鎖骨上下野是高危復(fù)發(fā)區(qū)域，術(shù)后需要對(duì)這個(gè)部位進(jìn)行預(yù)防性照射，由于頸部的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題，鎖骨上靶區(qū)放療其CTV外放在左右、上下、前后方向應(yīng)大于8.08、8.13、6.30 mm，使用CBCT掃描能夠提高擺位穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療的目的［16］。

乳腺癌放射治療中，提高靶區(qū)的劑量能夠減少?gòu)?fù)發(fā)及延長(zhǎng)生存；另一方面，周邊正常組織的保護(hù)也非常重要。左側(cè)乳腺癌術(shù)后需要照射左側(cè)胸壁或左側(cè)乳腺，靶區(qū)位于心臟前方，切線野照射時(shí)，部分心臟位于照射野路徑上，不可避免地會(huì)受到輻射，且心臟隨時(shí)處于跳動(dòng)中，位移較大。使用CBCT掃描顯示心臟的幾何不確定性在左右、前后和頭腳方向上系統(tǒng)誤差分別為2.4、3.7、2.2 mm，隨機(jī)誤差分別為2.9、4.1、2.7 mm［17］。

呼吸門控技術(shù)是癌癥精確放射治療的另一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，可使呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影減少，在一定程度上控制呼吸對(duì)腫瘤靶區(qū)的影響，能精確勾畫靶區(qū)位置，減少治療的副作用。使用CBCT掃描對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證表明，通過(guò)呼吸門控技術(shù)能將各個(gè)方向上擺位誤差降低到3 mm以內(nèi)［18］，旋轉(zhuǎn)方向上系統(tǒng)誤差為0.08°，隨機(jī)誤差為1.56°［19］，直接證明呼吸門控技術(shù)值得在乳腺癌精確放療中進(jìn)行臨床廣泛推廣。

4 CBCT的缺點(diǎn)

雖然CBCT掃描的射線利用率較高，輻射劑量較小，在癌癥精確放療尤其是IGRT上發(fā)揮著巨大作用，但是仍然有許多缺陷，限制了其臨床上的廣泛應(yīng)用。CBCT掃描本質(zhì)上仍然是電離輻射掃描，會(huì)增加人體輻射劑量，潛在地增加第二原發(fā)腫瘤的發(fā)生。Shah等［20］報(bào)道乳腺癌患者CBCT掃描的成像劑量為1.7～23.2 mGy（乳腺），而心臟和肺所受到劑量為4.0～21.6 mGy和0.8～22.8 mGy，考慮到患者需要照射25～30次，輻射劑量大大增加，不可避免會(huì)導(dǎo)致第二原發(fā)腫瘤的發(fā)生［21］。對(duì)比EPID，CBCT掃描無(wú)論是經(jīng)濟(jì)上的花費(fèi)還是圖像采集時(shí)間上均處于劣勢(shì)，額外的經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本均限制了CBCT在臨床上進(jìn)一步使用。鑒于以上，有學(xué)者認(rèn)為CBCT掃描在常規(guī)乳腺癌放療中沒有明確好處，推薦在大乳房患者或乳房容易變形的患者使用CBCT［22］。

5 結(jié)語(yǔ)

機(jī)載CBCT的直線加速器的引入使得乳腺癌放療治療精確化得到強(qiáng)有力的保證，已經(jīng)被證明比EPID等其他技術(shù)具有更加美好的前景；盡管使用CBCT掃描進(jìn)行乳腺癌擺位誤差的研究越來(lái)越多，但目前對(duì)于驗(yàn)證和圖像配準(zhǔn)方法仍然沒有共識(shí)，尤其是CBCT的經(jīng)濟(jì)成本、時(shí)間成本以及第二原發(fā)腫瘤幾率的增加限制了其在臨床上進(jìn)一步廣泛應(yīng)用。