王詩琴，張書旭，余輝，譚劍明

廣州醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院 放療中心，廣東 廣州 510095

三維適形與調(diào)強放療技術(shù)的普遍應(yīng)用，對放療擺位精度的要求更加高了。在臨床應(yīng)用過程中，擺位稍一疏忽，則會出現(xiàn)“失之毫厘，謬之千里”的后果[1]。部分靶區(qū)不能得到足夠的劑量和/或高劑量區(qū)部分落在危險器官或正常組織區(qū)域。為提高擺位準(zhǔn)確性，影像引導(dǎo)放射治療 (image guided radiotherapy,IGRT)的概念被提出，通過治療前擺位時或治療中采集患者身體結(jié)構(gòu)圖像，與計劃設(shè)計時生成的CT數(shù)字重建圖像（digitally reconstructed radiograph，DRR）相比較，或糾正擺位，或調(diào)整射束，或修正計劃。使得治療更加符合腫瘤放射治療劑量學(xué)要求。IGRT是一種治療原則的總稱，并不是一種單一技術(shù)的簡稱，實現(xiàn)IGRT有多種途徑，有簡單也有復(fù)雜，投入也不一樣[2]。電子射野影像裝置 (electronic portal image device，EPID)是最早開發(fā)使用的，最簡單的影像引導(dǎo)裝置[3]，技術(shù)已經(jīng)比較成熟，性價比較高[4,5]。我院于2008年10月安裝投入使用一臺Varian公司生產(chǎn)的醫(yī)用電子直線加速器，配置EPID和相關(guān)圖像處理軟件，該軟件具有自動圖像配準(zhǔn)和手動微調(diào)的功能。為充分研究其臨床應(yīng)用空間，我科對其進行了一系列的實驗。本次實驗針對我院放療科醫(yī)生不同的配準(zhǔn)方法進行比較分析。

1 材料與方法

1.1 病例資料

2008年10月至2008年12月期間，在Varian-23EX醫(yī)用電子直線加速器上進行圖像引導(dǎo)放療的鼻咽癌病人37人（男28人、女9人，其中有10人進行過兩段放療）。所有患者經(jīng)CT掃描后，在放療計劃系統(tǒng)中進行90°/270°面頸聯(lián)合不規(guī)則野設(shè)計，同時生成相應(yīng)射野的數(shù)字重建圖像（DRR），將放療計劃經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸至加速器控制電腦，按計劃設(shè)計進行擺位、照射。用EPID雙曝光法拍攝患者在治療體位的射野照射區(qū)域及外擴4cm的周邊組織結(jié)構(gòu)圖像，獲得側(cè)位定位片和相應(yīng)角度的CT數(shù)字重建片總計47組。將EPID拍攝的圖像與計劃系統(tǒng)生成的相應(yīng)射野的DRR圖像進行配準(zhǔn)。根據(jù)誤差大小，必要時調(diào)整患者體位。

1.2 圖像配準(zhǔn)

實驗中采用了四種不同的配準(zhǔn)方法：方法A：利用23EX的Varis網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作平臺，將窗寬/窗位設(shè)置為自動模式 (即auto-window-level )，按照軟件操作手冊指示，用軟件的自動配準(zhǔn)功能對DRR和EPID圖像進行灰度配準(zhǔn)。方法B：在自動窗寬/窗位條件下，結(jié)合臨床經(jīng)驗將配準(zhǔn)參考點定為第一頸椎體前緣中點，用軟件對配準(zhǔn)參考點進行自動配準(zhǔn)。方法C：在方法A的基礎(chǔ)上，手動調(diào)節(jié)窗寬窗位后，進行自動圖像灰度配準(zhǔn)。方法D：在方法B的基礎(chǔ)上，手動調(diào)節(jié)窗寬窗位，以第一頸椎體前緣中點作為配準(zhǔn)點進行配準(zhǔn)。經(jīng)過圖像配準(zhǔn)后，分別得到靶區(qū)在X軸和Y軸方向上的擺位誤差。

1.3 數(shù)據(jù)處理

把實驗中所得到的靶區(qū)在X軸和Y軸方向上的擺位誤差值導(dǎo)入統(tǒng)計軟件SPSS13.0中，計算四組數(shù)據(jù)的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，并將方法A與B、A與C、B與D、C與D所得到的靶區(qū)在X軸和Y軸方向上的擺位誤差分別進行配對樣本t檢驗，比較是否存在統(tǒng)計學(xué)差異，以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

將統(tǒng)計結(jié)果列于表1和表2。

表1 不同配準(zhǔn)方法所得靶區(qū)在X軸和Y軸方向上的擺位誤差均值和標(biāo)準(zhǔn)差 （單位：mm）

表2 不同配準(zhǔn)方法所得靶區(qū)在X軸和Y軸方向上的擺位誤差的統(tǒng)計分析結(jié)果

3 討論

如表1所示，在X軸方向上，四種不同配準(zhǔn)方法所得靶區(qū)擺位誤差的均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值較小，說明擺位過程中，升床帶來的擺位誤差不大。而在Y軸上靶區(qū)位移方向均是向負(fù)方向，這提示可能存在擺位操作的習(xí)慣誤差，也可能機器和軟件系統(tǒng)存在系統(tǒng)誤差。不同配準(zhǔn)方法得到的Y軸方向上擺位誤差的均值差異較大，在影像質(zhì)量受限的方法B中，Y軸方向擺位誤差均數(shù)明顯大于其他組，其最大擺位誤差超過9mm，說明放療擺位時進床和病人躺在床上的位置、以及醫(yī)師放療前進行的在線校正對擺位誤差影響明顯。實驗結(jié)果表明，不同病例的個體差異明顯，治療在計劃設(shè)計，擺位校正時都應(yīng)該考慮這一點，針對不同的病人，采用個體化的方法進行擺位校準(zhǔn)。

從表2可見，單純使用灰度骨性對比與結(jié)合醫(yī)療經(jīng)驗選擇這兩種方法，在限定了影像質(zhì)量的情況下（如同一窗寬窗位條件），配準(zhǔn)結(jié)果差異非常明顯。當(dāng)有影像軟件幫助時，配準(zhǔn)結(jié)果似乎又有更進一步的改善，但對于僅按軟件操作手冊指示對兩組圖像進行骨性標(biāo)志的灰度配準(zhǔn)時，即使窗寬窗位調(diào)整，也沒有帶來明顯的改善，對于方法C與方法D中的結(jié)果，可以用表一的結(jié)果來解釋，因為X軸方向產(chǎn)生的擺位誤差比Y軸方向更小，所以是陰性結(jié)果。

由于EPID拍攝的擺位圖像是兆伏級X線影像，該圖像對空氣和軟組織的分辨率并不令人滿意，依靠骨性結(jié)構(gòu)的灰度對比進行配準(zhǔn)，配準(zhǔn)精度和所需要時間會受各種因素的影響[6]，甚至?xí)l(fā)生錯誤[7]。如在患者體內(nèi)植入金標(biāo)等標(biāo)記，會對配準(zhǔn)結(jié)果有所改善，但也會有一定的應(yīng)用限制[8,9]。對于頭頸部放療而言，重要組織和器官密集，同時存在很大的個體差異，正是因此，促進了更清淅的KV級X線圖像技術(shù)在放療體位校正中的應(yīng)用[10]。對于臨床治療中，如何在有限的時間內(nèi)，快速準(zhǔn)確地進行在線校正擺位誤差是非常重要的。相對于蝶竇、斜坡等解剖結(jié)構(gòu)，第一頸椎受窗寬窗位影響相對較小，不需要花太久時間調(diào)節(jié)便可以較準(zhǔn)確地確定和配準(zhǔn)。先進的影像技術(shù)能大大提高醫(yī)療質(zhì)量，并提供一個標(biāo)準(zhǔn)化的平臺，但完全依賴硬件是不可取的，醫(yī)療經(jīng)驗仍然是擺位的重要因素，本研究表明，鼻咽癌進行圖像引導(dǎo)放療時的體位校正，以第一頸椎椎體前緣中點作為圖像配準(zhǔn)參考點比較適宜。

[1]戴建榮,胡逸民.圖像引導(dǎo)放療的實現(xiàn)方式[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2006,15(2):132-135.

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