黃成劍，李勇，楊金鑫，王先良

四川省腫瘤醫(yī)院 放療中心，四川 成都 610000

引言

骨轉移多見于晚期惡性腫瘤，尤其是肺癌、乳腺癌、前列腺癌等，僅次于肺和肝臟轉移[1]。骨轉移中以脊柱轉移最為常見，脊柱轉移瘤70%發(fā)生在胸段，20%發(fā)生在腰段，10%發(fā)生在頸段。椎體為最常受累的部位，次之是椎板和椎弓根[2]。受到腫瘤侵入或病理性骨折[3‐4]即可引起劇烈疼痛及脊髓壓迫癥，甚至引起截癱。椎體轉移瘤的疼痛治療可以有藥物鎮(zhèn)痛、放射治療等，目前國際上對于椎體轉移瘤病人多采用放射治療[5‐8]，一方面可以止痛，另一方面可以預防椎體破壞脊髓神經壓迫預防截癱。傳統(tǒng)椎體放療模式一般為二維或三維放療，采用常規(guī)分割方式實施照射[9‐10]。由于缺乏靶區(qū)的高度適形性和精確性，且存在脊髓受量的限制，治療常無法得到滿意的效果。隨著放療設備的更新、計算機技術及放射物理知識的進步，放療技術已經從常規(guī)放療發(fā)展為精確放療，三維適形放療、調強適形放療及單次大劑量少分次立體定向放療[11]，但是這些放療技術劑量分布梯度陡峭，而放射治療實際治療過程中擺位誤差的存在使靶區(qū)實際接受的劑量與治療計劃不一致，這就要求在放療過程中的配準精度更高，而圖像引導放療（Image Guide Radiation Therapy，IGRT）[12]錐形束CBCT技術的出現，可以實時調整擺位過程中產生的誤差[13]，大大提高了靶區(qū)受量減少了靶區(qū)周圍正常組織受量[14]。由此放射治療精確度大大提高，從而使進一步增加靶區(qū)照射劑量以提高療效成為可能。為患者進行預防性處理和有效治療，有助于緩解甚至消除癥狀，改善生存質量[15]。臨床上加速器圖像引導的常規(guī)掃描條件中并沒有針對椎體放療的掃描條件，按照椎體對應的部位選擇掃描條件，本次研究對不同CBCT掃描條件在椎體IGRT中的應用進行研究。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選擇本院2019年1月至2020年2月期間使用Elekta Axesse治療設備進行治療的23例胸椎腰椎病灶需要放療的病人。其中胸椎8例，腰椎15例；患者年齡46～73歲；病人體重指數相似。其中19例患者采取體部低溫熱塑膜聯合體板固定，4例因為脊柱畸形采用真空墊聯合低溫熱塑體膜和體板固定，利用治療室內激光線及體網標記線擺位。

1.2 方法

1.2.1 計劃CT圖像的獲取

患者平臥于治療床，用熱塑體模固定。使用Philips 16排CT模擬定位機掃描，數據圖像傳至Oncentra4.3 TPS，醫(yī)師勾畫靶區(qū)后物理師行IGRT計劃的優(yōu)化和設計，計劃確認后IGRT計劃傳至Elekta Axesse直線加速器。

1.2.2 CBCT成像獲取

利用我院配備的千伏級CBCT圖像引導的Elekta Axesse直線加速器（Synergy系統(tǒng)）可獲取XVI。常規(guī)擺位后，首先進行治療前CBCT掃描獲得治療前XVI，然后與計劃CT圖像自動胸腰椎骨解剖結構（錐體、錐孔、棘突）加手動微調配準并經放療醫(yī)師和物理師共同確認。每位患者在放療實施前，分別采用A、B兩種掃描條件的CBCT進行擺位驗證。在Synergy坐標系下，基于XVI傅里葉卷積配準算法，得到A、B兩組掃描條件下，病人左右（X）、頭腳（Y）、腹背（Z）三個方向上的兩組誤差值（表1）。

表1 A、B兩種掃描參數設置

1.3 統(tǒng)計學分析

比較兩組患者左右（X軸）、頭腳（Y軸）、腹背（Z軸）擺位誤差值，用配對t檢驗。全部數據統(tǒng)計采用SPSS 18.0軟件完成，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 CBCT獲得的XVI數據

配準次數為304次，其中58次為患者脊柱畸形和疼痛不能保持體位校正后的擺位誤差，在掃描條件A中，擺位誤差在 X、Y、Z 軸方向分別為（0.073±0.305）、（0.159±0.03）和（‐0.152±0.14）cm，在掃描條件B中，擺位誤差在X、Y、Z軸方向分別為（0.057±0.195）、（0.057±0.195）和（‐0.106±0.005）cm，對應的t值分別為 1.474、1.231、1.725，對應的P值分別為0.154、0.231、0.098（表2）。兩組擺位誤差值在X、Y、Z三個方向上P>0.05差異均無統(tǒng)計學意義。

表2 A、B兩種條件不同方向獲得圖像配準誤差結果（±s，cm）

表2 A、B兩種條件不同方向獲得圖像配準誤差結果（±s，cm）

組別 X軸方向 Y軸方向 Z軸方向A條件 0.073±0.305 0.159±0.03 ‐0.152±0.14 B條件 0.057±0.195 0.141±0.05 ‐0.106±0.005 t值 1.474 1.231 1.725 P值 0.154 0.231 0.098

2.2 兩種條件掃描時間及劑量對比

A條件獲取圖像時間為69 s，B條件獲取圖像時間為40 s，A條件患者CBCT接受的掃描劑量為0.6 mGy，B條件患者接受的掃描劑量為22 mGy，患者接受劑量均由XVI軟件自動獲取，A條件獲取圖像時間以及掃描時患者接受的劑量均低于B條件。A條件明顯的縮短了患者臥床時間，同時A條件患者受額外的輻射劑量遠遠小于B條件的劑量（表3）。兩種條件獲取圖像情況，見圖1。

圖1 A、B條件獲取的圖像

表3 A、B兩種條件掃描時間及劑量對比

3 討論

放射治療是一種高精度治療方法，其優(yōu)勢在于精確定位、精確計劃、精確治療。先進的醫(yī)學影像技術的飛速發(fā)展極大促進了高精度放療的實施，特別是千伏級CBCT技術。該技術利用X線源產生的錐形束連續(xù)繞患者旋轉1周，將獲取的一系列圖像進行三維重建即可獲得XVI圖像[16]。XVI圖像與定位CT圖像進行匹配后，不僅能精確計算出三維方向上的平移誤差，還能計算出相應的旋轉誤差，同時反映出照射靶區(qū)及OAR位置和形態(tài)變化。經治療床自動在線校準后，可使擺位誤差明顯減小，提高腫瘤控制，確保了靶區(qū)可以達到更高的照射劑量，而脊髓劑量在耐受范圍之內[17]，在脊柱放療中很好地保護了重要神經組織。對于部分脊柱畸形患者，背部隆起畸形，平坦度差，關節(jié)骨骼的不對稱，可以采用真空袋固定患者[18‐19]，避免體部移位引起照射誤差。最近幾年立體定向放療大量運用于錐體轉移瘤中，減少了病人照射次數，降低了誤照率[20‐21]。由于大部分有椎體腫瘤患者仰臥于治療床時間不能太長，要盡量減少配準時間和治療時間。

在掃描配準環(huán)節(jié)，目前國內外多用電子射野影像系統(tǒng)（Electronic Portal Imaging Device，EPID）和CBCT進行腫瘤的校準，袁珂等[22]在對EPID和CBCT研究得出胸腹部成像掃描配準平均時間為（525±173）、（620±180）s，配準誤差范圍分別（3.21±0.89）、（1.95±0.64）mm，EPID成像時間短，但是精確度比CBCT要差。最近幾年MR‐Linac也是在國內外普及開來，由于磁共振成像方式不同于EPID和CBCT，對患者不產生的額外輻射，減少了對患者二次輻射的危害，Nejad‐Davarani等[23]研究磁共振快速多對比度成像中，通過策略性獲取梯度回波，減少了磁共振掃描時間，比較于CBCT掃描時間仍然過長，在脊柱轉移瘤中，只需要滿足配準時間短和剛性結構配準度高的情況下，CBCT仍然具有很大的優(yōu)勢。本研究通過對CBCT的不同成像參數研究，發(fā)現A條件下圖像的噪聲明顯多于B條件，圖像質量相比A條件下圖較差。由于椎體是高密度組織，在CT圖像中可以獲得高的分辨率，在感興趣范圍集中在椎體時，XVI的傅里葉卷積配準算法可以對椎體進行配準。兩組擺位誤差值在X、Y、Z三個方向上P>0.05差異均無統(tǒng)計學意義，說明在椎體圖像引導放療中A、B兩種條件的CBCT可以獲得同樣精準的結果。同時A條件獲取圖像時間以及掃描時的劑量均低于B條件，能夠縮短患者治療擺位和圖像追蹤時間，減少患者接受圖像引導部分產生的額外照射劑，可以考慮在臨床中推行A條件作為椎體IGRT的掃描條件。