基于MVCT图像引导技术分析头颈和盆腔肿瘤的临床摆位误差

陈海涛

（中国科学院大学附属肿瘤医院<浙江省肿瘤医院>放射物理科 浙江 杭州 310022）

螺旋断层放射治疗作为调强放射治疗方式，已经应用于治疗多种肿瘤[1-4]。系统使用环形直线加速器，能量为6 MV，射野形状为扇形，在投射方向上，采用MLC的闭合开启控制射线束，通过一次连续照射即可完成多个靶区的治疗。

对靶区器官的高剂量照射和正常组织器官的保护，要求更精确的靶区定位和患者定位，摆位误差会影响靶区覆盖，增加正常组织器官的剂量。因此，提高患者位置的几何精度对放疗临床应用至关重要。图像引导技术可以将位置的不确定性降低，也可以量化患者的位置误差和纠正目标位置[5-9]。MVCT是基于兆伏级的图像引导方式，与螺旋断层放射治疗采用相同的硬件，可以提供良好的三维成像和组织信息的可视化。

1.资料与方法

1.1 一般资料

随机选取于2019年9月—2020年10月在中国科学院大学附属肿瘤医院（浙江省肿瘤医院）进行螺旋断层放射治疗的头颈部患者30例和盆腔肿瘤患者30例。头颈部肿瘤患者中鼻咽癌患者20例，其他为舌癌、上颌窦瘤、腮腺癌患者，男24例、女6例，年龄24～68岁，平均年龄49岁。盆腔肿瘤患者中宫颈癌患者23例，前列腺癌患者7例，年龄37～78岁，平均年龄56岁。

1.2 CT定位与放疗前MVCT扫描配准

采用Philips Brilliance TM 16排大孔径CT进行CT定位，头颈患者CT扫描范围为颅顶至气管分叉处，盆腔患者扫描范围为第二骶椎到耻骨联合下缘5 cm处。头颈部肿瘤患者CT扫描参数：电压120 kV，电流200 mA，层厚3 mm，层间距3 mm，螺距0.938，扫描野500 mm×500 mm，采集矩阵512×512。盆腔肿瘤患者CT扫描参数：电压120 kV，电流300 mA，层厚5 mm，层间距5 mm，螺距0.813，扫描野500 mm×500 mm，采集矩阵512×512。扫描头颈患者时，使用头颈肩塑形面罩固定患者，保证患者体位的准确性和重复性。在扫描盆腔肿瘤患者时，摆位前盆腔肿瘤患者需要将大小便排空1 h，然后饮水500 mL，憋尿1 h。

放疗前需要采集MVCT影像，以对患者进行位置校正。扫描需要设置扫描范围和螺距，螺距决定了图像层厚。原则上扫描范围应该包含治疗的范围，螺距可以选择2 mm、4 mm和6 mm，视扫描范围的大小选择螺距，螺距越小，层厚越小，图像质量越好。头颈肿瘤患者通常选择4 mm，盆腔肿瘤患者选择6 mm。图像配准方式选择骨性配准结合手动配准。配准之后可以获取患者左右平移、头脚平移、上下平移和翻转角4个方向的摆位误差。

1.3 统计学方法

采用软件SPSS 24.0进行数据分析。患者在不同方向摆位误差绝对值的均值为系统误差，均值的标准差为随机误差。三维距离为MVCT图像引导前后患者在三维方向上移动的距离，即患者左右、头脚、上下平移距离的平方和开根号。

2.结果

对30例头颈部肿瘤患者行MVCT扫描，共扫描708次，30例盆腔肿瘤患者共扫描676次。

对不同的头颈肿瘤患者在同一方向的摆位误差数据的检验结果，差异具有统计学意义（P＜0.05）。头颈部肿瘤患者左右、头脚、上下平移和翻转角误差 分 别 为（1.59±1.88）mm、（2.02±2.58）mm、（1.60±2.21）mm、（1.44±1.92）°。不同的盆腔肿瘤患者的摆位误差数据检验结果，差异具有统计学意义（P＜0.05）。盆腔肿瘤患者左右、头脚、上下平移和翻转角误差分别为（2.12±2.67）mm、（4.91±6.12）mm、（1.95±2.36）mm、（0.98±1.35）°。

对患者的摆位误差体现在三维方向上的距离进行频数分析。89%的头颈患者摆位误差的三维距离≤6 mm，90%的盆腔患者摆位误差的三维距离≤11 mm，见表1。

表1 头颈和盆腔患者的摆位误差在三维方向上距离的累计频数

3.讨论

治疗前MVCT扫描CT成像的光子能量是3.5 MV，MV级光子与患者组织作用的主要方式是康普顿散射，获得治疗前的容积影像数据。诊断CT成像中，采用的射线光子能量为KV级，主要作用方式是光电效应，获得用于治疗计划的影像数据。将治疗前的容积影像和治疗计划影像进行匹配，获得了靶区的误差数据，通过调整治疗床的位置，纠正误差，实现精确放疗。通常只用骨性匹配或者软组织匹配并不能实现靶区的精确匹配，在日常的MVCT配准中我们采用骨性配准结合手动配准的方式进行图像配准。

不同的治疗时间治疗师对同一患者的摆位差异，患者的呼吸运动，患者器官的形态及体形的改变，脏器充盈程度的不同，靶区大小的改变都会使影像匹配误差出现不同程度的改变。周桂霞等[10]通过对20例头颈部肿瘤患者526次MVCT扫描和15例盆腔肿瘤患者的442次MVCT扫描，得到头颈部肿瘤患者左右、头脚、上下平移误差分别为（1.97±1.82）mm、（2.36±1.75）mm、（0.89±0.91）mm。盆腔肿瘤患者左右、头脚、上下平移误差分别为（1.76±1.48）mm、（5.59±4.47）mm、（1.67±2.01）mm。

本文分析了30例头颈部肿瘤患者的708次MVCT扫描和30例盆腔肿瘤患者的676次MVCT扫描的摆位误差。头颈部肿瘤患者左右、头脚、上下平移和翻转角误 差 分 别 为（1.59±1.88）mm、（2.02±2.58）mm、（1.60±2.21）mm、（1.44±1.92）°。盆腔肿瘤患者左右、头脚、上下平移和翻转角误差分别为（2.12±2.67）mm、（4.91±6.12）mm、（1.95±2.36）mm、（0.98±1.35）°。同时对患者摆位误差在三维方向上的距离进行分析，得出89%的头颈患者摆位误差的三维距离≤6 mm，90%的盆腔患者摆位误差的三维距离≤11 mm。可见放疗患者有摆位误差，为提高放疗精度，每次治疗的MVCT扫描很重要，可以实现靶区的精确匹配，提高靶区剂量，降低正常组织剂量。