賴(lài)建軍 俞玉鳳 王佳浩 李夏東 吳稚冰 鄧清華 吳式琇 馬勝林 汪黎棟

放射治療在頭頸腫瘤綜合治療中具有重要的地位。因頭頸部解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其放射治療靶區(qū)劑量往往受限于臨近的危及器官。而調(diào)強(qiáng)放射治療（IMRT）能給予腫瘤靶區(qū)更好的適形性和劑量梯度，更準(zhǔn)確地照射腫瘤區(qū)域，并更好地保護(hù)周?chē)＜捌鞴?，是目前頭頸部放射治療的主流技術(shù)方法[1]。在實(shí)際臨床應(yīng)用中，IMRT療效與分次治療過(guò)程中不同解剖區(qū)域的位置精度密切相關(guān)，而影響位置精度的因素有定位擺位技術(shù)方法[2-4]、分次間體重變化和腫瘤消退引起的解剖結(jié)構(gòu)變化[5]、分次內(nèi)器官移動(dòng)導(dǎo)致的位置不確定性[6]等。本文選擇182組頭頸部腫瘤放射治療患者錐形束CT（CBCT）圖像資料，量化分析頭頸部腫瘤放射治療過(guò)程中不同解剖區(qū)域的位置精度，為臨床定義靶區(qū)外放邊界和危及器官的精準(zhǔn)勾畫(huà)提供參考。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選擇2013年10月8日至2016年6月15日在杭州市腫瘤醫(yī)院行IMRT的34例頭頸部腫瘤患者的182組CBCT圖像資料為研究對(duì)象。男20例，女14例；年齡 28～72[52（40，65）]歲。

1.2 方法

1.2.1 擺位固定和模擬定位 采用美國(guó)Civco公司生產(chǎn)的碳纖維頭頸肩固定架、透明頭枕和頭頸肩熱塑膜固定。使用荷蘭Philip公司生產(chǎn)的Brilliance Big Bore CT模擬定位機(jī)掃描CT圖像，掃描電壓120kV，探測(cè)器準(zhǔn)直器 0.75mm，螺距 0.982，層厚 3mm，層間隔 3mm，視野500mm，矩陣512×512；掃描范圍根據(jù)醫(yī)囑要求，有個(gè)體差異。

1.2.2 計(jì)劃設(shè)計(jì)和傳輸 使用荷蘭核通公司生產(chǎn)的Oncentra放射治療計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)IMRT計(jì)劃，將放療計(jì)劃CT圖像及靶區(qū)信息傳至Mosaiq網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中心服務(wù)器。

1.2.3 治療與X線(xiàn)容積圖像（XVI）獲取 治療設(shè)備采用瑞典醫(yī)科達(dá)公司AXESSE型加速器，射線(xiàn)能量為6MV X射線(xiàn)。放療前加速器機(jī)架225-135旋轉(zhuǎn)260°進(jìn)行CBCT掃描，掃描管電壓120kV，管電流40mA，準(zhǔn)直器選用S20，濾過(guò)器選用F0，總幀數(shù)330，矩陣512×512。所有患者均在放射治療前行CBCT，1次/周。

1.2.4 配準(zhǔn)框定義及圖像配準(zhǔn)分析 定義6個(gè)不同的解剖區(qū)域作為配準(zhǔn)框，其中Clinical ROI為臨床常用配準(zhǔn)框，5個(gè)局部解剖區(qū)域（包括后枕骨區(qū)域、下頜骨腮腺區(qū)域、C1～C3區(qū)域、C4～C6區(qū)域、C7及以下區(qū)域）作為配準(zhǔn)框，見(jiàn)圖1（插頁(yè)）。選用Clipbox灰度值自動(dòng)配準(zhǔn)，按照6個(gè)不同配準(zhǔn)框進(jìn)行平移方向（X軸、Y軸、Z軸）擺位誤差配準(zhǔn)。

圖1 矢狀位下不同配準(zhǔn)解剖區(qū)域的定義范圍

1.2.5 相關(guān)性分析 Clinical ROI的配準(zhǔn)結(jié)果代表頭頸部腫瘤患者的整體擺位誤差，統(tǒng)計(jì)Clinical ROI與5個(gè)局部解剖區(qū)域的相關(guān)性，以進(jìn)行解剖區(qū)域位置精度不確定性分析。

1.2.6 外放邊界計(jì)算 采用6個(gè)不同解剖區(qū)域擺位誤差配準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，運(yùn)用公式m=2.5Σ＋0.7σ計(jì)算外放邊界[2]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件。不同配準(zhǔn)框擺位誤差統(tǒng)計(jì)采用誤差條形圖表示。Clinical ROI與5個(gè)局部解剖區(qū)域的相關(guān)性分析采用Pearson雙變量相關(guān)，0.8＜r≤1.0為極強(qiáng)相關(guān)，0.6＜r≤0.8為強(qiáng)相關(guān)，0.48＜r≤0.6為中等程度相關(guān)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同配準(zhǔn)框擺位誤差 34例頭頸部腫瘤患者中，鼻咽癌26例，喉癌8例；共有182組CBCT圖像，按照6個(gè)不同配準(zhǔn)框進(jìn)行平移方向擺位誤差統(tǒng)計(jì)條形圖，見(jiàn)圖2（插頁(yè)）。6個(gè)配準(zhǔn)框中，其配準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示X軸和Z軸平移最大誤差出現(xiàn)在C7及以下區(qū)域，平均值分別為-2.5mm、-1.1mm，標(biāo)準(zhǔn)差分別為2.2mm、2.8mm；Y軸平移最大誤差出現(xiàn)在下頜骨腮腺區(qū)域，平均值、標(biāo)準(zhǔn)差分別為1.9mm、1.7mm。Clinical ROI擺位誤差在（0.17±0.17）cm以?xún)?nèi)，5個(gè)局部解剖區(qū)域擺位誤差范圍在（0.25±0.28）cm以?xún)?nèi)。不同解剖區(qū)域具有不同的位置精度。

圖2 不同解剖區(qū)域平移方向擺位誤差統(tǒng)計(jì)條形圖（mm）

2.2 Clinical ROI與5個(gè)局部解剖區(qū)域的相關(guān)性分析 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，C1～C3區(qū)域在X軸、Y軸、Z軸平移方向與 Clinical ROI均呈極強(qiáng)相關(guān)（r=0.81、0.83、0.81，均P＜0.05），見(jiàn)表 1。

表1 Clinical ROI與5個(gè)局部解剖區(qū)域的相關(guān)性分析

2.3 6個(gè)不同解剖區(qū)域配準(zhǔn)結(jié)果計(jì)算的外放邊界 后枕骨區(qū)域、下頜骨腮腺區(qū)域、C4～C6區(qū)域、C7及以下區(qū)域外放邊界需要＞0.5cm，各解剖區(qū)域在3個(gè)平移方向的外放邊界見(jiàn)表2。

表2 6個(gè)不同解剖區(qū)域配準(zhǔn)結(jié)果計(jì)算的外放邊界（cm）

3 討論

隨著IMRT在頭頸部腫瘤放射治療中的廣泛應(yīng)用，為了應(yīng)對(duì)擺位誤差、腫瘤位置及形狀變化帶來(lái)的腫瘤和危及器官位置精度的不確定性，給予靶區(qū)安全的外放邊界顯得尤為重要[7]。降低解剖位置精度的不確定性，就可以盡量減小外放邊界并給予腫瘤靶區(qū)最好的劑量分布，同時(shí)最大程度減少危及器官受照劑量，以提高臨床治療效果[8]。基于XVI的CBCT技術(shù)可以獲得具有豐富解剖結(jié)構(gòu)的三維實(shí)時(shí)擺位圖像，與計(jì)劃CT圖像精確配準(zhǔn)[9]，可以在放射治療分次間觀察和量化分析頭頸部腫瘤和不同解剖區(qū)域的位置精度，為靶區(qū)外放邊界和危及器官的精準(zhǔn)勾畫(huà)提供參考。

本研究選擇不同解剖區(qū)域配準(zhǔn)框?qū)︻^頸部CBCT圖像資料進(jìn)行配準(zhǔn)分析，結(jié)果顯示不同配準(zhǔn)區(qū)域產(chǎn)生的配準(zhǔn)結(jié)果不同，不同解剖區(qū)域具有不同的位置精度，在3個(gè)平移方向 Clinical ROI擺位誤差在（0.17±0.17）cm以?xún)?nèi)，5個(gè)局部解剖區(qū)域擺位誤差范圍在（0.25±0.28）cm以?xún)?nèi)，局部誤差范圍＞整體擺位誤差。C7及以下區(qū)域X、和Z軸平移誤差最大，主要原因在于C7及以下區(qū)域一般距離中心點(diǎn)較遠(yuǎn)，擺位時(shí)可能造成的偏移較大。下頜骨腮腺區(qū)域Y軸平移誤差最大，主要是由顳頜關(guān)節(jié)不自主運(yùn)動(dòng)造成的。Clinical ROI與5個(gè)局部解剖區(qū)域配準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果均存在不同程度偏差，其中C1～C3區(qū)域配準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與Clinical ROI最為接近，Manning等[8]認(rèn)為局部擺位誤差及整體擺位誤差偏差與腫瘤消退造成局部形變、中心點(diǎn)遠(yuǎn)端區(qū)域隨機(jī)性位移有關(guān)。相關(guān)研究結(jié)果表明危及器官的精準(zhǔn)勾畫(huà)在現(xiàn)代精確放療中具有重要意義[10-14]。本文通過(guò)對(duì)不同解剖區(qū)域進(jìn)行擺位誤差配準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，也可以為臨床醫(yī)生精準(zhǔn)勾畫(huà)危及器官提供參考。Clinical ROI與5個(gè)局部解剖區(qū)域配準(zhǔn)結(jié)果的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，C1～C3區(qū)域與Clinical ROI在X軸、Y軸、Z軸上的相關(guān)系數(shù)最高，均呈極強(qiáng)相關(guān)。Zhang等[15]研究結(jié)果顯示，C2區(qū)域具有最好的重復(fù)性且與Clinical ROI具有極強(qiáng)相關(guān)性，與本研究結(jié)果相似。針對(duì)本文所選病例的擺位固定方法，頭枕對(duì)C1～C3區(qū)域支撐和固定較好，同時(shí)C1～C3區(qū)域局部受到腫瘤消退引起的形變較小，以上是Clinical ROI與5個(gè)局部解剖區(qū)域中C1～C3區(qū)域配準(zhǔn)結(jié)果呈極強(qiáng)相關(guān)的主要原因。對(duì)于進(jìn)行頭頸部精確放療的單位，目前CBCT并不普及。而本研究結(jié)果也為采用電子射野影像系統(tǒng)（EPID）進(jìn)行擺位誤差配準(zhǔn)條件下骨性標(biāo)記勾畫(huà)提供參考，C1～C3區(qū)域可作為應(yīng)用EPID進(jìn)行頭頸部腫瘤擺位誤差配準(zhǔn)勾畫(huà)的骨性標(biāo)記區(qū)域。本院在頭頸部腫瘤放射治療中臨床應(yīng)用的外放邊界為0.5cm，故計(jì)算了不同配準(zhǔn)區(qū)域下的靶區(qū)外放邊界，通過(guò)Clinical ROI區(qū)域配準(zhǔn)的整體擺位誤差結(jié)果計(jì)算的外放邊界均在0.5cm范圍內(nèi)，而5個(gè)局部解剖區(qū)域中僅有C1～C3區(qū)域計(jì)算結(jié)果在0.5cm范圍內(nèi)，其他4個(gè)局部解剖區(qū)域外放邊界均＞0.5cm。臨床上通常使用Clinical ROI計(jì)算整體擺位誤差和外放邊界，而通過(guò)局部解剖區(qū)域計(jì)算的外放邊界也能為不同區(qū)域的腫瘤外放邊界提供參考。

綜上所述，頭頸部腫瘤放射治療中不同解剖區(qū)域位置精度不同，臨床定義靶區(qū)外放邊界和危及器官的精準(zhǔn)勾畫(huà)需要考慮局部擺位誤差和解剖位置變化帶來(lái)的影響。通過(guò)量化分析頭頸部腫瘤放療中不同解剖區(qū)域的位置精度，可以為臨床靶區(qū)外放和危及器官的精準(zhǔn)勾畫(huà)提供參考。筆者將嘗試對(duì)頭頸部腫瘤放射治療療程中局部位置精度變化與時(shí)間的關(guān)系作進(jìn)一步研究，為臨床醫(yī)生和物理師對(duì)治療計(jì)劃的及時(shí)干預(yù)與調(diào)整提供參考。