CBCT在肺癌调强放疗计划精准治疗中的作用

李晓波 李祥勇

首都医科大学附属北京胸科医院 北京市 101149

CBCT在肺癌调强放疗计划精准治疗中的作用

李晓波 李祥勇

首都医科大学附属北京胸科医院 北京市 101149

目的：用锥体束CT（CBCT）研究肺癌调强治疗(IMRT)计划实施中的摆位误差及计划靶区（PTV）边界的外放值。方法：选择行调强放射治疗（IMRT）的肺癌患者35例，每周一次治疗前用瓦里安（Varian）IX直线加速器自带的图像引导系统（OBI）进行验证，获取三维方向位移及摆位误差，探讨计划靶区PTV外放值。结果：头脚方向摆位误差最大，前后和左右边界摆位误差在PTV定义外放范围内。结论：CBCT可以提高摆位精度，头脚方向PTV外放范围应扩大至1.2cm。

锥形束；肺癌；调强放射治疗；图像配准；CBCT

随着调强放射治疗方式在肺癌治疗中的广泛应用，治疗过程中对放疗的精准性要求越来越高。而直线加速器机载影像系统（On Board Imager OBI）可以实施放疗前后的锥体束CT（cone beam CT，CBCT）扫描，将得到的容积图像和治疗计划的图像进行对比，从而得到三维方向上的位置误差，还可以离线对临床靶区（CTV）和周围正常组织的剂量进行测算，得出体积剂量差值，为更好的确定计划靶区（PTV）提供数据支持，确保调强放疗的精确性。我科自2006年9月份开始实施肿瘤的调强治疗，主要以肺癌放疗为主，本研究使用CBCT在放射治疗计划实施前做验证来观测肺癌调强放疗时的摆位误差，探讨摆位误差对治疗过程中靶区剂量的影响及PTV外放范围。

1 资料和方法

1.1 一般资料

搜集2012年4月至2014年6月我院未行手术的调强放射治疗肺癌患者35例，在病人放射治疗前进行CBCT扫描验证。CT的原始图像采用荷兰飞利浦大孔径CT模拟机定位机扫描的病人图像，所有患者均采取仰卧位，用体部热塑模进行体位固定，在自由呼吸状态下进行扫描，层厚设定为0.5cm，扫描范围包括双锁骨上至肋膈角下2cm,扫描后将这些图像数据传输到瓦里安Ecilipse 计划系统，医生在瓦里安Ecilipse 8.9 治疗计划系统下进行勾画靶区。治疗时摆位验证使用瓦里安Clinac iX的CBCT验证系统进行位置验证。

1.2 摆位校准

患者在治疗时，技师在等中心激光线的引导下进行摆位，激光线对准体表记号笔标记的十字线。摆位时，患者的着装、体位与体部热塑模固定和定位CT扫描时一致。治疗摆位后进行千伏级CBCT扫描，将扫描后所得图像与治疗计划图像用瓦里安自带软件进行自动匹配，图像配准范围包括肿瘤及其周围的肺组织，尽量避开心脏等运动变化较大的器官，主管医生和主管技师共同对匹配后图像进行调整，必要时结合手动配准，直到三维方向获得最佳匹配图像，从而获得三维方向（前后AP、头脚SI、左右LR）方向上的偏离数值。

1.3 统计方法

病人在治疗前进行千伏级CBCT扫描，扫描后所得图像与治疗计划系统图像进行匹配后获得三维方向（前后AP、头脚SI、左右LR）上的数值，这些数值结果用均值和标准差方式表示，对CBCT验证前与原计划间三维方向位移及摆位误差采用SPSS10.0软件进行分析，实施配对t检验，用二参数法计算产生出PTV的间距值，P<0.05有统计学意义。

2 结果

35例肺癌患者调强放射治疗前共进行CBCT扫描105次，用以观察瓦里安治疗机CBCT图像引导对摆位误差的在线实时纠正情况，三个方向的摆位误差的统计结果是：前后AP方向上最大的摆位误差为0.5cm，头脚SI方向最大摆位误差为1.32cm，左右LR方向上最大的摆位误差为0.8cm，三维方向的误差及PTV的外放边界统计结果见表1，P<0.05为差异有统计学意义。

表1：35例肺癌患者三维方向摆位误差比较

3 讨论

调强放射治疗目前在北京已经是较普及的肿瘤放射治疗方式，而调强治疗的质量控制与治疗时的靶区中心位置和治疗验证密切相关，治疗时靶区中心的位移误差是影响治疗精准度的主要原因。国内外很多学者对减少治疗时的摆位误差，提高摆位精准度做了很多研究。肺癌的放疗中，因呼吸运动的影响，要充分考虑内靶区（Internal Target Volume）的边界问题。在美国安德森肿瘤中心，顾及肿瘤的运动和摆位误差等因素，PTV常定义为CTV外扩0.8～1.2cm。在国内，在肺癌放疗中一般GTV的外扩成CTV距离定义为鳞癌外放0.6cm，腺癌外放0.8cm。CBCT的应用使我们可以对治疗过程中的肿瘤中心进行实时的监测，并可以对靶区中心偏移造成的剂量分布在线计算，量化了治疗过程中剂量的改变，进一步加深了对治疗过程中位置的变化对肿瘤剂量的影响。

我们对35例肺癌患者的105次CBCT的结果进行了分析，总体数据的分布与之前相关的文献研究相似，但是也有个别几组数据差异值较大。从我们的数据上可以看出，头脚方向上的摆位误差最大，并且推算出的PTV的范围明显较其他文献研究的要大，但在安德森肿瘤中心的外扩范围内。但是，我科在肺癌治疗过程中的头脚方向上的外扩范围0.6～0.8cm是明显不够的，会造成肿瘤区剂量不足，同时过大的摆位误差造成肿瘤和正常组织剂量分布不均，应将头脚方向上的PTV外放范围扩大到1.2cm。对此，除了有正常呼吸运动的影响之外，我们也发现，治疗过程中肿瘤体积的变化对放射治疗过程中CBCT图像和原计划匹配有一定的影响，放疗敏感性高的肿瘤在治疗过程中体积缩小明显，如果计划更改不及时，在治疗前行CBCT会加大摆位误差的匹配值。通过对CBCT的使用可以更清楚的对摆位误差有直观的了解，并且可以对肿瘤在治疗过程中的变化情况实施监测。应用该系统可以提高摆位误差的精准度，减少摆位误差不确定性，同时可以为放疗计划的实施提供一定的质量控制。