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是減少腫瘤局部區(qū)域復發(fā)的可能性，并在一定程度上延長患者生存時間。放療計劃制作中應當盡可能提高照射區(qū)域的劑量并降低周圍正常組織的照射劑量，為了達到這一目的，需要使用合適的放療固定裝置和實時影像驗證來提高擺位精確度。機載錐形束CT（CBCT）是重要的圖像引導裝置，CBCT掃描能夠?qū)崟r監(jiān)測擺位誤差并進行同步校正。本文就CBCT在乳腺癌精確放療中的研究進展進行綜述，以提高對這一技術(shù)的認識。

1 乳腺癌放療擺位誤差

乳腺癌放療擺位誤差是指實際治療位置與參考治療位置的差異，主要包括系統(tǒng)誤差和隨機誤差。系統(tǒng)誤差又稱治療準備誤差，是指放療計劃制作時的位置與治療時位置的平均值的偏差，主要是由于CT模擬機精度、直線加速器精度、模擬機及加速器激光燈誤差和光矩尺誤差等因素所導致［1］；隨機誤差又稱治療執(zhí)行誤差，是指在日常治療驗證過程中觀察到的位置的偏差，主要是由每日治療時技術(shù)操作人員誤差和人體器官運動所導致［2］。一般計算過程中使用Σ表示系統(tǒng)誤差的標準值，使用σ′表示隨機誤差的標準值。Van Herk等［3］報道計劃靶區(qū)（PTV）外擴公式為2.5Σ+0.7σ′，表示90%患者臨床靶區(qū)（CTV）最低劑量達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］通過對21例改良根治術(shù)后乳腺癌患者進行每日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放射治療（IGRT），統(tǒng)一外放7 mm仍然存在照射脫靶現(xiàn)象。對于早期乳腺癌保乳術(shù)后全乳IMRT患者，通過CBCT監(jiān)測擺位誤差顯示各個方向上系統(tǒng)誤差小于1.7 mm，隨機誤差小于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］。治療過程中，乳腺癌患者的擺位誤差是相對穩(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性治療計劃循變修改時機和頻次比較適合臨床應用［6］。

2 CBCT對比傳統(tǒng)EPID的優(yōu)勢

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的以三維解剖標識的擺位誤差，比EPID有著更廣泛的應用前景。在鼻咽癌患者上，EPID檢測的各個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］通過對25例乳腺癌患者進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，同時對比EPID的擺位誤差值，研究發(fā)現(xiàn)EPID上頭腳方向系統(tǒng)誤差和隨機誤差分別為3.7和2.8 mm，前后方向上系統(tǒng)誤差和隨機誤差分別為2.9和2.5 mm，而CBCT上頭腳方向系統(tǒng)誤差和隨機誤差分別為3.5和3.4 mm，前后方向上系統(tǒng)誤差和隨機誤差分別為2.8和2.8 mm，CBCT略占優(yōu)勢，尤其對于乳房體積較大的患者，CBCT的優(yōu)勢更加明顯。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，尤其是對于周圍正常組織，如心臟、肺、脊髓、對側(cè)乳腺等，有利于降低第二原發(fā)癌的發(fā)生幾率［9］。

3 CBCT的臨床應用

IGRT能夠明顯提高乳腺癌放療擺位的準確性，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，有學者在術(shù)后6個月內(nèi)對患者進行X線成像和CBCT掃描，并對比乳腺的形態(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，對于術(shù)腔過大或者手術(shù)放療間隔大于6周的患者，靶區(qū)加劑量時最好重新進行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)時放置的鈦夾標記進行勾畫。CBCT掃描顯示使用鈦夾標記，瘤床的擺位誤差各個方向上均為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程中存在較大的位移，因此有學者推薦盡量不采用同步加量技術(shù)［14］。第四，當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，對于腋窩多發(fā)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳腺癌患者來說，鎖骨上下野是高危復發(fā)區(qū)域，術(shù)后需要對這個部位進行預防性照射，由于頸部的偏轉(zhuǎn)問題，鎖骨上靶區(qū)放療其CTV外放在左右、上下、前后方向應大于8.08、8.13、6.30 mm，使用CBCT掃描能夠提高擺位穩(wěn)定性，實現(xiàn)精準治療的目的［16］。

乳腺癌放射治療中，提高靶區(qū)的劑量能夠減少復發(fā)及延長生存；另一方面，周邊正常組織的保護也非常重要。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，部分心臟位于照射野路徑上，不可避免地會受到輻射，且心臟隨時處于跳動中，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先進技術(shù)，可使呼吸運動產(chǎn)生的偽影減少，在一定程度上控制呼吸對腫瘤靶區(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掃描對這一技術(shù)進行驗證表明，通過呼吸門控技術(shù)能將各個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行臨床廣泛推廣。

4 CBCT的缺點

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用。CBCT掃描本質(zhì)上仍然是電離輻射掃描，會增加人體輻射劑量，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，不可避免會導致第二原發(fā)腫瘤的發(fā)生［21］。對比EPID，CBCT掃描無論是經(jīng)濟上的花費還是圖像采集時間上均處于劣勢，額外的經(jīng)濟成本和時間成本均限制了CBCT在臨床上進一步使用。鑒于以上，有學者認為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

機載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掃描進行乳腺癌擺位誤差的研究越來越多，但目前對于驗證和圖像配準方法仍然沒有共識，尤其是CBCT的經(jīng)濟成本、時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一步廣泛應用。