黃敏霞 沙朝豐 史安娜

在鼻咽癌圖像引導(dǎo)下的調(diào)強(qiáng)放射治療中，利用千伏級錐形束CT（CBCT）進(jìn)行在線擺位校正是目前常用的方法。利用CBCT進(jìn)行掃描，可以顯示靶區(qū)及正常組織的三維解剖結(jié)構(gòu)，但是存在掃描耗時(shí)長、患者受照劑量高的缺點(diǎn)。對于分割次數(shù)較多的患者，不適合在每次治療前利用CBCT進(jìn)行擺位校正。此外，一些基層醫(yī)院并不具備CBCT圖像引導(dǎo)直線加速器硬件的條件，也無法利用CBCT進(jìn)行擺位校正。傳統(tǒng)的X線透視成像可能成為CBCT的替代方法，這種方法具有掃描耗時(shí)少、患者受照劑量低的優(yōu)點(diǎn)，但它只能顯示二維圖像的解剖結(jié)構(gòu)。因此，X線透視成像在放射治療中能否達(dá)到CBCT的擺位校正效果，有待進(jìn)一步探討。筆者比較了這兩種圖像采集方法在校正鼻咽癌患者擺位誤差時(shí)的相關(guān)性及一致性，以期為臨床應(yīng)用提供參考。

1 對象和方法

1.1 對象 選擇2016年2月本院收治的35例鼻咽癌患者為研究對象，均為男性，年齡44（31，65）歲。所有患者在瓦里安Acuity模擬機(jī)透視下，按放射治療要求擺正體位；再根據(jù)臨床醫(yī)囑進(jìn)行熱塑拉膜固定，在面罩上作兩側(cè)及正面的十字線標(biāo)志。使用GE公司Highspeed CT模擬定位機(jī)掃描患者的定位圖像；將圖像通過放療網(wǎng)絡(luò)傳至飛利浦公司Pinnacle 9.2計(jì)劃系統(tǒng)，由醫(yī)生勾畫靶區(qū)后進(jìn)行調(diào)強(qiáng)計(jì)劃設(shè)計(jì)；計(jì)劃批準(zhǔn)后，將等中心位置參數(shù)、定位CT的數(shù)字重建射野圖像（DRR）等治療參數(shù)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳至醫(yī)科達(dá)Synergy加速器機(jī)載XV系統(tǒng)中。35例鼻咽癌患者共進(jìn)行300次擺位校正前的CBCT和X線透視成像，在操作過程中患者均未出現(xiàn)不適感，依從性良好。

1.2 圖像采集及匹配 （1）按CT掃描位置，患者平躺在Synergy加速器治療床上；按要求完成患者擺位流程，并將激光對準(zhǔn)面罩上3個(gè)方向的十字線標(biāo)志，用XV系統(tǒng)拍攝千伏級正側(cè)位X線透視圖像，面積30cm×30cm。前后方向的透視參數(shù)：電壓100kV，電流200mA，時(shí)間4ms；左右（Lateral）方向的透視參數(shù)：電壓70kV，電流200mA，時(shí)間20ms。參照骨性標(biāo)志，將拍攝的正側(cè)位圖像與計(jì)劃CT參考圖像DRR進(jìn)行手動(dòng)配準(zhǔn)，見圖1；記錄擺位誤差的數(shù)據(jù)。（2）完成以上操作后，在Synergy加速器上對患者行CBCT掃描，掃描電壓100kV，單幀掃描電流80mA，單幀掃描時(shí)間25ms；獲取一組校正前的X線容積圖像，并與計(jì)劃CT參考圖像進(jìn)行自動(dòng)的骨性配準(zhǔn)，見圖2；酌情進(jìn)行手動(dòng)微調(diào)，獲取患者左右（x）、上下（y）、前后（z）等3個(gè)平移方向上的擺位誤差值。按照本院標(biāo)準(zhǔn)，若平移誤差≤0.2cm，則直接實(shí)施放療；若平移誤差＞0.2cm，根據(jù)配準(zhǔn)誤差移動(dòng)治療床，再實(shí)施放療。

圖1 千伏級X線透視圖像與DRR手動(dòng)配準(zhǔn)

圖2 CBCT圖像自動(dòng)配準(zhǔn)

1.3 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)Van等[1]方法分別計(jì)算兩種圖像采集方法的系統(tǒng)擺位誤差（Σ，即每例患者平均偏移的標(biāo)準(zhǔn)差）和隨機(jī)擺位誤差（σ，即每例患者偏移的標(biāo)準(zhǔn)差的均方根）。根據(jù)公式M_ptv=2.5Σ+0.7σ，分別計(jì)算兩種圖像采集方法的 CTV-PTV外放邊界（M_ptv）推薦值。應(yīng)用 SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件對兩種方法的測量結(jié)果進(jìn)行Spearman相關(guān)分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。應(yīng)用Bland-Altman繪圖法檢驗(yàn)兩種方法的一致性。根據(jù)本院標(biāo)準(zhǔn)，將界值定為0.2cm，若95%一致性限度＜0.2cm，認(rèn)為兩種方法是一致的。

2 結(jié)果

2.1 兩種圖像采集方法在x、y、z方向的平移擺位誤差 CBCT在x、y、z方向的CTV-PTV外放邊界（M_ptv）推薦值分別為 0.41、0.56、0.31cm，X 線透視成像在 x、y、z方向的CTV-PTV外放邊界（M_ptv）推薦值分別為0.36、0.50、0.43cm，見表 1。

表1 CBCT和X線透視成像的平移擺位誤差（cm）

2.2 兩種圖像采集方法的相關(guān)性 經(jīng)Spearman相關(guān)分析，兩種圖像采集方法在x、y、z方向所得的平移擺位誤差結(jié)果均呈正相關(guān)（rs=0.634、0.869和0.735，均P＜0.05）。

2.3 兩種圖像采集方法的一致性 兩種圖像采集方法在 x、y、z方向上的 95%一致性限度分別為[0.26，-0.22]、[0.21，-0.23]、[0.21，-0.33]cm，均＞0.2cm，提示兩種圖像采集方法所得的平移擺位誤差缺乏足夠的一致性，見圖3。

圖3 擺位誤差的一致性檢驗(yàn)圖

3 討論

對于頭頸部腫瘤患者，使用傳統(tǒng)的X線電子射野影像系統(tǒng)（EPID）拍攝等中心驗(yàn)證片的單次劑量可達(dá)2～6cGy[2]，而直線加速器 CBCT 的單次劑量為 3～9cGy[3]。EPID使用兆伏級X射線，軟組織顯像能力較弱；而CBCT使用千伏級X射線，其射線利用率及圖像分辨率均較高，軟組織顯像能力明顯增強(qiáng)，并能顯示人體三維解剖結(jié)構(gòu)。因此，在劑量相差不大的情況下，CBCT具有明顯的優(yōu)勢[4]。對于鼻咽癌患者，千伏級X線透視成像也是值得考慮的擺位驗(yàn)證技術(shù)。該技術(shù)的單次劑量僅1～3mGy[5]，較 EPID、CBCT 均小了一個(gè)數(shù)量級；但射線利用率、圖像分辨率及軟組織顯像能力與CBCT相當(dāng)。千伏級X線透視成像只能顯示二維透視圖像，且無法考慮到呼吸對器官成像位置的影響；但是鼻咽癌治療計(jì)劃的感興趣區(qū)均在顱腔內(nèi)，其位置相對于骨性標(biāo)志的偏差不如肺癌、食管癌明顯，因此使用不考慮呼吸運(yùn)動(dòng)的2D成像技術(shù)應(yīng)該足以完成鼻咽癌患者的日常擺位驗(yàn)證。

本研究發(fā)現(xiàn)CBCT與千伏級X線透視成像的擺位誤差的平均值、系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差的差值均低于直線加速器系統(tǒng)的測量精度和機(jī)械精度（0.1cm），與Murphy等[5]研究結(jié)果一致。經(jīng)Spearman相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)兩種圖像采集方法在x、y、z方向所得的平移擺位誤差結(jié)果均呈正相關(guān)，與李明輝[6]研究結(jié)果一致。表1各組數(shù)據(jù)的比較過程中，參考Van等[1]研究方法，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行多次統(tǒng)計(jì)平均。因此，這種比較從某種程度上忽略了每次擺位中間存在的細(xì)節(jié)問題。為進(jìn)一步研究CBCT與千伏級X線透視成像能否相互替代，尤其要考慮單次擺位所得擺位誤差的差異，本研究使用Bland-Altman繪圖法來評價(jià)兩者的一致性。結(jié)果表明兩種圖像采集方法在x、y、z方向上的95%一致性限度均＞0.2cm，與李明輝[6]研究結(jié)果不同?？紤]原因可能有以下兩點(diǎn)：（1）本研究先拍攝千伏級X線透視成像片，再拍攝CBCT，但李明輝[6]只拍攝了一次CBCT，千伏級X線透視成像片是從CBCT中重建出來的；（2）本研究利用骨性標(biāo)志找到上頜骨、下頜骨、鼻中隔的位置，用千伏級X線透視圖像與DRR進(jìn)行手動(dòng)匹配，但李明輝[6]先在DRR上勾畫骨性解剖結(jié)構(gòu)，包括顱骨、脊柱前后緣、硬腭、鼻中隔、眼眶、垂體窩等骨性結(jié)構(gòu)，再將這些結(jié)構(gòu)自動(dòng)映射到透視圖像上并手動(dòng)匹配。但在臨床實(shí)踐中，醫(yī)生通常只勾畫與放療有關(guān)的感興趣區(qū)，很少為了千伏級X線透視成像而專門勾畫骨性標(biāo)志。此外，本研究發(fā)現(xiàn)千伏級X線透視成像與CBCT一致性較差（兩者一致性限度＞0.2cm），千伏級X線透視成像尚不足以替代CBCT。分析原因有以下兩點(diǎn)：（1）CBCT能顯示三維解剖結(jié)構(gòu)，筆者能綜合靶區(qū)、軟組織和骨性標(biāo)志的偏差來確定CBCT最終的平移誤差，但在千伏級X線透視成像中，筆者只能根據(jù)有限的骨性標(biāo)志來確定平移誤差；（2）與千伏級X線透視圖像比較的是DRR，該圖像是由5mm一層的CT圖像重建所得，經(jīng)多次運(yùn)算后丟失了很多信息，而CBCT與CT圖像是三維的，受層厚和CT重建的影響較小[7]?？梢?，相比千伏級X線透視成像，CBCT所得的平移擺位誤差更可靠。

綜上所述，千伏級X線透視成像尚不能替代CBCT?？紤]到千伏級X線透視成像的照射劑量較CBCT小一個(gè)數(shù)量級，臨床上可根據(jù)實(shí)際情況聯(lián)合運(yùn)用兩種方法，以實(shí)現(xiàn)臨床治療的最佳效果。