聯合ExactTrac X-Ray與Cone Beam CT在NSCLC-SBRT中的應用分析

趙鵬軍 王佳浩*

應用立體定向放射治療（SBRT）早期非小細胞肺癌（NSCLC）能夠獲得較為理想的局部控制率與總生存率［1-3］。然而NSCLC病灶特殊，腫瘤會隨患者的呼吸而運動，在治療過程中組織蠕動、呼吸運動、心臟搏動等將會導致腫瘤與正常器官的劑量變化，從而影響SBRT的治療療效。在線影像引導放療（IGRT）技術，可以保證放療計劃實施的準確性［4-6］。ETX影像引導系統是用2個交叉的千伏級X射線成像系統裝置獲取圖像并修正擺位誤差；而CBCT影像引導系統是人工通過將患者體表定位點與激光燈重合的方式擺位，再用CBCT技術獲取圖像并修正擺位誤差。作者在NCSLC-SBRT治療分次間及分次內，聯合這兩種獨立的影像引導系統進行精確擺位，確保放療劑量傳遞的準確性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2019年1月至9月接受SBRT的NSCLC患者22例，男16例，女6例；年齡48～76歲，中位年齡53歲。腫瘤位于左肺12例、右肺10例。

1.2 CT模擬定位與計劃制定 所有患者均取仰臥位平躺在體架上，使用熱塑體膜固定，16排大孔徑螺旋CT（Brilliance Big Bore；Philips Medical Systems，Andover，MA，USA）掃描采用加入時間因素的四維CT（4DCT），掃描范圍從環狀軟骨到肋膈角下緣，包括全肺，圖像重建層厚為3 mm。選取吸氣末與呼氣末的十個序列圖像傳輸至Eclipse計劃系統（Varian，clinical version 13.5）進行靶區與危及器官勾畫。采用美國Varian公司Novalis Tx直線加速器的6MV X射線進行治療，計劃制定采用Eclipse V13.5的非共面IMRT計劃。

1.3 患者驗證方式 （1）CBCT掃描：所有患者采用人工擺位，患者體表標記中心點與墻面激光燈重合即為擺位完成，在實施放射治療前行CBCT掃描。CBCT圖像掃描采用Chest 模式（電壓110 KV，電流20 mA），half-fan濾線器，掃描角度182°～178°，獲得圖像與計劃CT圖像進行融合配準，配準范圍為肺部腫塊并兼顧胸腔輪廓與脊柱等骨性標記，得到左右、上下、前后方向的平移誤差和繞前后方向的旋轉誤差，記錄治療前的移位誤差值（CBCT_Setup_X，Y，Z，R），由治療床移動進行患者體位調整，繼而進行放射治療。（2）ETX攝片：治療過程中選擇加速器機架角度為0°與180°進行ETX驗證，驗證先后順序為放射治療前先進行0°驗證，放射治療結束后進行180°驗證。ETX攝片驗證采用KV-X射線（電壓120 KV，電流160 mA）獲得一組斜位45°交叉的X線射野片，通過計算機融合、配準算法與放療計劃系統生成的DRR圖像進行配準，圖像配準范圍為胸腔輪廓及脊柱等骨性標志，得到平移誤差和旋轉誤差，記錄治療過程中的移位誤差值。（3）治療分次間及分次內誤差：統計CBCT掃描與ETX間及2次ETX攝片間的誤差差異，取CBCT掃描為分次間移位誤差，2次ETX攝片驗證為分次內移位誤差。

1.4 統計學方法 應用SPSS 19.0統計軟件。符合正態分布的計量資料用（±s）表示，組內比較用配對t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 分次間CBCT圖像掃描情況 22例患者每次治療前均進行CBCT掃描，共計掃描CBCT 154次。分次間CBCT掃描在X、Y、Z、R的平均誤差分別為（0.38±0.26）cm、（0.49±0.37）cm、（0.32±0.19）cm與（0.85±0.60）cm。

2.2 分次內ETX圖像驗證情況 22例患者治療過程中均進行2次ETX驗證，共驗證308次，分次內ETX_0攝片驗證在X、Y、Z、R的平均誤差分別（0.23±0.14）cm、（0.26±0.15）cm，、（0.29±0.17）cm與（0.31±0.19）cm。；ETX_180在X、Y、Z、R的平均誤差分別（0.28±0.16）cm、（0.31±0.18）cm、（0.31±0.17）cm與（0.35±0.19）cm。CBCT_X，Y，Z，R及ETX_0，180_X，Y，Z，R誤差分布箱線圖見圖1。

圖1 兩種圖像驗證方式的移位誤差箱線圖分布

2.3 分次內誤差分析 放射治療開始及結束執行兩次ETX驗證，其中ETX_180較ETX_0在X、Y方向平均誤差分別增加21.7%、19.2%，差異有統計學意義（P＜0.05）；在Z、R方向平均誤差分別增加6.9%，12.9%，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 ETX圖像引導技術的分次內誤差（±s）

表1 ETX圖像引導技術的分次內誤差（±s）

注：ETX_0：加速器角度在0°時ETX驗證；ETX_180：加速器角度在180°時ETX驗證

組別 ETX_0 ETX_180 t值 P值X 0.23±0.14 0.28±0.16 -2.538 0.012 Y 0.26±0.15 0.31±0.18 -2.514 0.013 Z 0.29±0.17 0.31±0.17 -1.181 0.239 R 0.31±0.19 0.35±0.19 -1.585 0.115

3 討論

Varian Novalis直線加速器提供2種獨立的影響引導驗證系統，即CBCT與ETX。較多研究表明［7-11］，CBCT與ETX均能有效修正各個部位腫瘤患者的擺位誤差，提高治療精確度，降低正常組織的受照射劑量，提高治療增益比。CBCT與ETX間也存在諸多差異，如在圖像成像質量方面，CBCT有更高的空間分辨率，能較為清晰的顯示腫瘤及正常組織的位置、大小，在軟組織配準及圖像可視性方面優于ETX［12］；在成像時間及成像劑量方面，ETX有更好的時間分辨率及更低的圖像成像劑量，能夠潛在的減小患者因耗時過長而產生自主運動的可能性，提高設備利用效率［13-14］。

NSCLC-SBRT由于其治療的特殊性，患者分次劑量較大，分次數較少，患者在治療室內接受放射治療的時間較常規放射治療時間長。RICO等［15］對比不同放射治療技術在肺癌SBRT中的應用發現，固定野治療（IMRT）較旋轉治療（VMAT）的治療時間明顯增加［（24.76±5.4）min：（15.30±3.68）min，P＜0.001］，但患者在分次內的3D矢量移位誤差二者差異無統計學意義（P＞0.05）；ROSSI等［16］比較VMAT與非共面野IMRT技術發現，VMAT較非共面IMRT縮短整體放療時間（12 min：32 min，P＜0.001），且非共面IMRT技術在分次內位移更大，但對于PTV外擴邊界二者差異無統計學意義?；颊咧委煏r間的增加會一定程度上增加分次內患者的移位誤差，由此造成NSCLC-SBRT劑量的偏差，這種移位誤差應在治療過程中進行相應監測，降低分次內移位誤差。

本資料結果顯示，NSCLC-SBRT治療分次間必須進行CBCT掃描以保證患者體位的一致性及重復性。在治療過程中，加速器出束狀態與CBCT掃描驗證無法同時進行，因此治療分次內無法用CBCT監測患者可能產生的移位誤差，特別對于非共面野、治療床有角度狀態下，CBCT效用更低。ETX可以在非共面野及加速器出束狀態進行攝片驗證（在4DTC中與Varian聯鎖斷開），起到實時監測患者移位誤差的作用。

本資料結果顯示，排除人為擺位誤差及系統誤差后，在NSCLC-SBRT分次治療內，患者可能出現呼吸不規律、不經意間的自主體位變動、器官運動等，從而產生一定的移位誤差，特別在X與Y方向，這種移位誤差應盡量避免。

如何解決或監測NSCLC-SBRT患者分次內的移位誤差是放療學者共同面對的問題，國內外學者在這一方面也做了較多研究。（1）放療過程中采用光學體表監測，及時發現患者體位變化，進而做出相應調整，減少分次內誤差［17］；（2）采用均整塊移除技術FFF模式下的適形弧放射治療，有效縮短治療時間，從而減少分次內誤差［18］；（3）腫瘤周邊植入金屬標記物，治療過程中采用動態腫瘤追蹤系統進行監測［19］；（4）基于4D-IGRT技術下的影像引導放療，在放射治療前進行4D-CBCT掃描，從而獲得當前治療下的腫瘤運動情況，進而減少分次內誤差［20］；（5）采用呼吸門控技術，例如主動呼吸控制系統（ABC）或實時位置管理系統（RPM）對患者在治療前及治療過程中進行相應的呼吸訓練及控制，從而達到減少分次內誤差的目的。

本研究結合CBCT與ETX各自的優勢，在NSCLCSBRT患者治療分次間及分次內能夠較為精準的進行IGRT技術，特別對于非共面野IMRT技術下，ETX能夠在治療分次內利用較短的攝片時間對患者進行監測，確保放療劑量傳遞的準確性。