16排螺旋CT在食管癌术后放疗中的应用

卫生部北京医院 放疗科，北京 100005

16排螺旋CT在食管癌术后放疗中的应用

李雪南，修霞，李高峰

卫生部北京医院 放疗科，北京 100005

目的研究应用大孔径16排螺旋CT进行食管癌术后放疗模拟定位的优势及其临床价值。方法选取使用Philips PQS单排和Philips Brilliance CT Big Bore 16排螺旋CT进行模拟定位的患者各20例。患者仰卧位、双上肢上举、双手抱头，真空负压气垫固定，CT扫描后，在模拟定位工作站确定等中心，通过激光定位系统，调节激光灯并移床，做等中心体表标记。在治疗计划系统设计治疗计划，使用Varian EX 直线加速器的机载影像系统（OBI）千伏级锥形束CT（kV CBCT ）进行扫描和配准验证，对验证误差进行对比分析。结果大孔径16排螺旋CT有较高的时间分辨率、空间分辨率、密度分辨率，提高了食管癌术后放疗照射野与剂量分布的优化方案设计和防护的精确性，大孔径16排螺旋CT模拟定位的验证误差优于单排螺旋CT（t=-4.63, 3.21, 6.74；P＜0.05）。结论大孔径16排螺旋CT在放疗模拟定位中的应用大大提高了放疗定位的精确性，为精确计划、精确治疗提供了保证。放疗先进设备的应用可以改善食管癌术后放疗肿瘤的局部控制率和患者的生存率。

大孔径16排螺旋CT；模拟定位；术后放射治疗；食管癌；放疗定位

食管癌是常见的消化道恶性肿瘤，我国食管癌的发病率目前居世界第一位，放疗是食管癌治疗的重要手段之一[1]。精确定位、精确计划、精确治疗是放射治疗中的3个重要环节，其中精确定位是基础。本文旨在研究应用大孔径16排螺旋CT进行食管癌术后放疗模拟定位的优势及其临床价值，为食管癌术后的精确放疗提供依据。

1 材料和方法

1.1 患者资料

选取2010年12月～2012年11月食管癌术后放疗的患者40例，使用Philips PQS单排和Philips Brilliance CT Big Bore 16排螺旋CT进行模拟定位的患者各20例，其中，男性34例，女性6例，年龄39～75岁，中位年龄61岁，患者均签署了知情同意书。

1.2 材料与设备

美国Philips PQS单排螺旋CT扫描机；美国Philips Brilliance CT Big Bore 16排螺旋CT扫描机，Philips Tumor LOC 模拟定位工作站，LAP Dovado3激光定位系统；美国Varian Eclipse治疗计划系统（Treatment Planning System，TPS），Varian EX直线加速器，Varian EX直线加速器的机载影像系统（OBI）千伏级锥形束CT（kV CBCT ）。

1.3 CT扫描的范围和条件[2]

CT扫描的范围上起下颌骨下缘，下至肚脐上5 cm处。胸部螺旋扫描方式，扫描图像野450 mm、扫描层厚5 mm、扫描层间隔5 mm、扫描管电流300 mA、扫描管电压120 kV、螺距1.0。

1.4 CT模拟定位的方法

患者仰卧位、双上肢上举、双手抱头、双肘外展，使用负压真空垫固定病人的体位，使患者的双上肢得到牢固支撑。用外部激光灯核对患者的体位，使患者的鼻尖和肚脐位于激光灯的中心线上，移床并利用CT激光灯对齐扫描的下界，行CT扫描，将图像传输至模拟定位工作站，主治医师大致勾画单层或多层靶区，系统根据大致勾画的靶区自动计算出几何中心，确认设为计划等中心后，CT技师将信息传输至激光定位系统，系统给出激光灯等中心坐标数值和床坐标数值，核对后移动激光灯和床到等中心位置，做等中心体表标记。

1.5 验证误差方法[3]

在TPS确定治疗计划后，传输至Varian治疗系统，在治疗前使用Varian EX 直线加速器的机载影像系统千伏级锥形束CT扫描和配准验证。扫描采用内置的360°全扇扫描方式，将CBCT图像与计划CT图像进行自动骨性匹配分析，得出左右（RL）、头脚（SI）、前后（AP）3个方向的误差并记录。

1.6 统计学处理

2 结果

大孔径16排螺旋CT比较单排螺旋CT有较高的时间分辨率、空间分辨率、密度分辨率，图像质量优于单排螺旋CT，见图1；高质量的三维重建图像能很好显示靶区与周围器官，有利于食管癌放疗靶区的勾画和对危及器官脊髓、肺、心脏的保护，提高了食管癌术后放疗照射野与剂量分布的优化方案设计和防护的精确性。应用大孔径16排螺旋CT进行模拟定位的CBCT验证配准等中心3个方向的平均误差分别为：RL方向（－0.4±1.3）mm，SI方向（0.3±1.4）mm，AP方向（0.3±1.2）mm，单排螺旋CT模拟定位的3个方向的平均误差：RL方向（－0.9±1.4）mm，SI方向（0.7±1.5）mm，AP方向（1.8±1.7）mm，见表1。大孔径16排螺旋CT模拟定位3个方向的平均误差明显优于单排螺旋CT。

图1 单排（左）与大孔径16排（右）螺旋CT图像的比较

表1 单排与16排螺旋CT模拟定位的3个方向平均误差比较（mm）

3 讨论

大孔径16排螺旋CT在放疗模拟定位中的应用大大提高了放疗定位的精确性，为精确计划、精确治疗提供了保证。放疗先进设备的应用可以改善食管癌术后放疗肿瘤的局部控制率和患者的生存率。

单排螺旋CT的孔径为70 cm，难以充分满足食管癌术后放疗制定治疗计划对照射野的设计要求以及将患者双上肢双肘外展的体位需求，在实际运用过程中只能使患者双上肢上举，但双肘外展受限，三维适形放疗和调强放疗中某些多角度的多野旋转照射难以实现。85 cm大孔径16排螺旋CT不仅能够充分满足患者的体位要求，还可使患者对体位的感觉更加舒适耐受，并且患者体位稳定性好，从而减少了放疗时由于患者体位位移造成的误差。特别是CT扫描的速度及图像重建的质量得到了大幅度提高[4]。CT的基本原理主要是图像重建[5]，多年来CT设计者致力于提高图像重建质量、扫描速度和后处理功能的研发。螺旋CT突破了传统CT的设计，利用滑环技术，探测器和球管不受电缆长度的限制，可快速地、不间断地完成容积扫描。多排螺旋CT的探测器成多层排列，能高速度完成较大范围的容积扫描，不仅图像质量好、成像速度快，还具有很高的空间分辨率、时间分辨率、密度分辨率[6]，进一步拓宽了CT的应用范围，并且使患者接受的射线剂量明显减少，X线球管的使用寿命还可明显延长。16排螺旋CT围绕病人旋转一周扫描可获得16幅高清图像，Philips Brilliance CT Big Bore 采用MRC金属陶瓷球管，精度高、稳定性好、噪声低，采用比常规滑环快5倍的激光传输，具有多平面重组、三维表面显示加容积重建功能。大孔径16排螺旋CT的应用使得食管癌术后放疗模拟定位更加精确方便快捷，完成整个胸部扫描的时间仅需5～6 s，比单排螺旋CT减少了7～8倍的扫描时间，从而减少了患者因呼吸运动造成的器官位移，得到的图像更有利于放疗计划的设计，支持调强放疗（Intensity Modulation Radiation Therapy, IMRT）和图像引导放疗（Image Guided Radiation Therapy, IGRT）等新技术的临床应用。

食管癌的治疗多提倡手术及放化疗综合应用的治疗手段，临床上食管癌术后常给予放疗，其疗效长期以来在不断的讨论中[7]。早期报道食管癌常规放疗生存率没有明显提高，殷蔚伯等[8]报道总结3798例食管癌患者放疗的5年生存率仅为8.4%，朱孝贞等[9]报道总结2722例食管癌患者常规放疗的5年生存率10.7%。近年来随着诊断技术、放疗设备和放疗技术的不断发展，食管癌放疗后的5年生存率有了一定程度的提高，祝淑钗等[10]报道总结500例食管癌放疗患者5年生存率达20.8%，多数报道食管癌术后放疗的5年生存率超过20%[11-12]，从数据上看生存率结果较早期报道有所提高。尤其是近年来大孔径16排螺旋CT的应用，使得放疗模拟定位更加精确，为放疗新技术的开展奠定了基础，而使三维适形以及调强放疗技术逐步得以实现，也使得食管癌的放疗计划研究和计量学分析有了较大的进展。许多学者认为三维适形放疗和调强放疗技术能够在不增加全肺平均剂量的前提下使食管受照射剂量增加5～10 Gy，肿瘤局部控制率提高15～25%[13-14]。三维适形以及IMRT技术的应用建立在先进的CT模拟定位设备基础之上，16排螺旋CT为之提供了精确放疗的基本保障。

大孔径16排螺旋CT机在放疗模拟定位中的应用使得放疗模拟定位更加精确，进而使得放射治疗更加准确。在临床使用过程中设备的质量控制和机器维护是精确放疗模拟定位的必要保证，大孔径CT在使用过程中必须严格按照国际质量管理体系标准[15]，建立程序化、标准化、制度化的医疗设备质量控制体系。坚持做好设备的质量控制、质量保证及维护保养[16-17]，预防性的机器保养可使机器故障的发生率大大降低，并可保证机器系统性能的稳定性。根据我国对大型医疗设备的相关标准和规定[18]，CT模拟定位机的操作要落实岗位责任制，必须做到设备专人使用和专人保管，以便保证临床设备的应用安全。

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Deployment of 16-Row Spiral CT in Post-Operative Radiotherapies for Esophageal Neoplasms

LI Xue-nan,XIU Xia,LI Gao-feng
Department of Radiotherapy, Beijing Hospital, Beijing 100730, China

ObjectiveTo explore the clinical effects and advantages of large-aperture 16-row spiral CT scanning in post-operative positioning-simulated radiotherapies for esophageal neoplasms.MethodsPositioning simulation was performed respectively in two groups of 20 patients with Philips PQS singlerow CT scanner and Philips Brilliance Big Bore 16-row spiral CT scanner. All the patients were required to take postures like the supine position, double-upper-limb uplift and double-upper-limb cross with fixation of the vacuum negative-pressure air cushion so as to receive the CT scanning. Then, location of the isocenter needed to be determined in the positioning-simulated workstation through deployment of the laser position system, adjustment of the laser lamp, bed placement and isocenter-marks-making on the physical surface. After treatment plans were generated by the treatment plan system, scanning and adjustment validation were performed with Varian EX on-board image (OBI) and cone beam CT (CBCT) system so as to compare and analyze the validation errors.ResultsLarge-aperture 16-row spiral CT displayed the characteristics of higher time, spatial and density resolution, which improved the optimization design of the radiation field and the dose distribution as well as the accuracy of radiation protection in post-operative radiotherapies for esophageal neoplasms. In comparison of validation errors, superiority was achieved by large-aperture 16-row spiral CT over single-row spiral CT (t = -4.63, 3.21, 6.74: P＜0.05).ConclusionDeployment of large-aperture 16-row spiral CT in positioning-simulated radiotherapies greatly improved the accuracy of radiotherapy localization and provided the guarantee for accurate treatment plan designing and precise treatment. With the advancement of radiation equipment, it could be deployed to enhance the local control rate of radiated-tumors and the survival rate in postoperative radiotherapies for the esophageal neoplasms patients.

large-aperture 16-row spiral CT; positioning simulation; post-operative radiotherapies; esophageal neoplasms; radiotherapy positioning

R735.1；R814.42

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.09.063

1674-1633(2013)09-0159-03

2013-03-11

2013-04-26

修霞，卫生部北京医院放疗科副主任，主任医师。

作者邮箱：xuenanlibj@yahoo．com．cn