罗剑锋 刘美莲 冯凯华

临床上对肿瘤患者予以放射治疗过程中，摆位误差会对放射治疗的精确度产生一定程度上的影响，从而可能导致放射治疗疗效的降低，尤其是随着近年来调强放射治疗在临床上的应用日益广泛，对摆位误差的控制以及定量分析具有极其重要的临床意义[1]。为了有效提高摆位准确性，影像引导放射治疗的理念开始被提出，通常是将患者与模拟机房或加速器机房中所拍摄得到的定位片与计划系统生成的数字重建影像进行配准，从而有利于指导医务人员对患者的体位以及射野进行校正[2]。然而，该方式具有操作复杂、重复性较差以及误差较大等缺陷，存在一定的局限性。

随着医疗水平的不断进步，电子射野影像系统逐渐应用于临床中，显著提高了工作效率，且能对患者治疗状态下的射野形状正确性进行实时分析，同时可快速分辨患者摆位的正确与否[3]。但另有研究报道显示，电子射野影像系统与CT数字重建进行配准时虽然可通过对其窗宽窗位进行调整，从而使得两者较佳理想的状态，但依旧存在一定程度的图像差异，而该种差异则会直接影响医师对患者特征解剖部位的勾画，进一步导致误差的发生[4]。鉴于此，本研究通过对鼻咽癌图像引导放射治疗时不同配准方法对体位校正的影响进行分析，为临床鼻咽癌患者图像引导放射治疗时的摆位提供具有参考价值的误差数据。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2016年5月至2017年5月桂林医学院附属医院收治的40例鼻咽癌患者，其中男性29例，女性11例；年龄30～74岁，平均年龄(48.3±10.5)岁。按照随机数字法将其分为4组，即自动图像配准组、自动椎体中点配准组、手动图像配准组以及手动椎体中点配准组，每组10例。所有患者均行图像引导放射治疗，收集此过程中所获取的52对电子射野影像，以及计划系统生成的数字重建图像。4组患者分别采用4种不同配准方法进行配准分析，其中自动图像配准组待系统自动选择窗宽窗位后予以图像灰度配准；自动椎体中点配准组待系统自动选择窗宽窗位后，选择第一颈椎体前缘中点为配准点予以自动配准；手动图像配准组在自动图像配准组的基础上采用手动调节窗宽窗位并予以图像灰度配准；手动椎体中点配准组在自动椎体中点配准组的基础上采用手动调节窗宽窗位并选择第一颈椎体前缘中点为配准点予以自动配准。分别记录4种不同配准方法下所得靶区在X轴以及Y轴方向上的摆位误差情况。分别记录4组不同配准方法下所得靶区在X轴以及Y轴方向上的摆位误差情况。所有患者对本次研究均知情并签署了同意书，且经医院伦理委员会批准。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①所有患者均经病理诊断确诊为鼻咽癌；②均于Varian Clinac 23EX型医用电子直线加速器上行图像引导放射治疗；③具有完整的临床影像学资料[5-6]。

(2)排除标准：不愿意参加本次研究的患者。

1.3 仪器设备

Clinac 23EX型医用电子直线加速器(美国Varian公司)；16排CT(美国GE公司)；模拟定位机(日本Toshiba)。

1.4 检测方法

所有患者先于模拟定位机房接受热塑面罩固定，随后采用16排CT进行扫描，获取放射治疗时所需的CT图像，并将CT图像传输至计划系统中进行90°和270°面颈联合不规则野设计，并生成与之对应的射野数字重建图像。然后将放射治疗计划传输给加速器控制电脑，严格按照计划设计予以患者摆位和照射。采用电子射野影像装置双曝光法对患者治疗体位的射野照射区域以及外扩4 cm的周边组织结构图像进行拍摄，获取侧位定位片以及相对应的角度CT数字重建片，总共52对。其中三维适形调强放射的治疗参数：选择Varian 23EX放射源，带80叶多叶光栅，以Sliding window方式进行调强照射，第1阶段剂量为56～60 Gy，复查CT，将缩野加量到鼻咽部剂量70～78 Gy，其中位剂量为70 Gy。对颈部存在淋巴结肿大的患者，设置剂量为60～70 Gy；对颈部无淋巴结肿大的患者，给予预防照射剂量为56 Gy。

1.5 研究方法

研究过程中4组不同的配准方法进行配准分析，自动图像配准组采用Clinac 23EX的Varis网络系统工作平台，自动选择窗宽窗位，并严格根据软件操作说明书的指示，对CT数字重建推向以及电子射野影像装置推向进行灰度配准；自动椎体中点配准组自动选择窗宽窗位，根据医师自身临床经验选择第一颈椎体前缘中点为配准点予以自动配准；手动图像配准组在自动图像配准组方法的基础上，采用手动调节窗宽窗位并予以图像灰度配准；手动椎体中点配准组在自动椎体中点配准组方法的基础上采用手动调节窗宽窗位并选择第一颈椎体前缘中点为配准点予以自动配准。

1.6 观察指标

分别对比4组不同配准方法下所得靶区在X轴以及Y轴方向上的摆位误差情况。

1.7 统计学方法

使用SPSS 20.0软件实施检测，计算4组数据的均值以及标准差，并将自动图像配准组和自动椎体中点配准组、自动图像配准组和手动图像配准组、自动椎体中点配准组和手动椎体中点配准组、手动图像配准组和手动椎体中点配准组方法所得的靶区在X轴以及Y轴方向上的摆位误差分别予以配对样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 四组靶区在X轴与Y轴方向上的摆位误差均值以及标准差情况对比

自动图像配准组配准方法的靶区在X轴与Y轴方向上的摆位误差均值以及标准差分别为(1.0±3.8)mm和(-1.5±0.3)mm；自动椎体中点配准组配准方法的靶区在X轴与Y轴方向上的摆位误差均值以及标准差分别为(-1.1±4.6)mm和(-4.5±4.7)mm；手动图像配准组配准方法的靶区在X轴与Y轴方向上的摆位误差均值以及标准差分别为(1.4±3.1)mm和(-1.9±4.4)mm；手动椎体中点配准组配准方法的靶区在X轴与Y轴方向上的摆位误差均值以及标准差分别为(1.8±3.2)mm和(-3.0±3.8)mm，见表1。

表1 四组X轴与Y轴方向上的摆位误差均值以及标准差情况对比(mm，±s)

表1 四组X轴与Y轴方向上的摆位误差均值以及标准差情况对比(mm，±s)

组别 例数 X轴方向上的位移 Y轴方向上的位移自动图像配准组 10 1.0±3.8 -1.5±0.3自动椎体中点配准组 10 -1.1±4.6 -4.5±4.7手动图像配准组 10 1.4±3.1 -1.9±4.4手动椎体中点配准组 10 1.8±3.2 -3.0±3.8

2.2 四组靶区在X轴与Y轴方向上的摆位误差统计学分析结果

自动图像配准组与自动椎体中点配准组的靶区在X轴与Y轴方向上的摆位误差对比，差异均有统计学意义(t=3.572，t=5.719；P＜0.05)；自动椎体中点配准组与手动椎体中点配准组的靶区在X轴与Y轴方向上的摆位误差对比，差异均有统计学意义(t=-4.502，t=-2.916；P＜0.05)，见表2。

表2 四组靶区在X轴与Y轴方向上的摆位误差统计学分析结果

3 讨论

近年来，随着三维适形以及调强放射治疗技术在临床中的应用不断普及，对放射治疗摆位精度的要求也逐渐提高[7-8]。有研究显示，在临床放射治疗中，如摆位出现误差，则会出现“失之毫厘谬以千里”的结局，将导致患者部分靶区无法得到有效的放射剂量，或高剂量靶区部分落在了危险器官以及正常组织区域，从而对临床放射治疗疗效产生极为不利的影响，甚至会对患者造成不必要的损伤[9-10]。由此，为了有效提高摆位的精准度，临床上开始提出影像引导放射治疗的理念，其中主要是指通过放射治疗前摆位时或治疗过程中收集患者身体结构图像，并与计划设计生成的CT数字重建图像进行对比，从而指导摆位的纠正、射束调整或计划的纠正，使患者所接受的放射剂量更精准[11-12]。其中对于头颈部放射治疗来说，重要组织和器官相对比较密集，且存在较大的个体差异，因此促进了更为清晰的X射线图像技术在放射治疗体位矫正中的应用。另有研究显示：在临床治疗中，如何在有限的时间中快速准确地完成在线校正摆位误差，对放射治疗疗效具有极其重要的意义[13-14]。而电子射野影像装置是临床上开发最早、使用最为简便的一种影像引导装置，且技术相对成熟，性价比较高。

本研究发现，4种不同配准方法所得到的靶区在X轴方向上的摆位误差均数以及标准差较小，表明了在摆位过程中，升降床位所带来的摆位误差不明显。但靶区在Y轴上的位移方向均为负方向，提示了在图像引导放射治疗时可能存在摆位操作的习惯性误差，而机器与软件系统亦可能存在系统误差。与此同时，本研究结果发现，四种不同配准方法所得到的Y轴方向上的摆位误差均数以及标准差存在显著差异，且自动椎体中点配准组中的摆位误差均数以及标准差高于其他3组，表明了在放射治疗摆位时患者躺在病床上的位置以及医师进行的在线校正对摆位误差具有显著的影响。其中袁奉金等[15]及蒋璐等[16]的研究报道认为，不同的患者存在个体差异，因此治疗在计划设计以及摆位校正过程中均应考虑该因素，对于不同的患者，尽可能地采用个体化的方式进行摆位校正。此外，自动图像配准组与自动椎体中点配准组的靶区在X轴与Y轴方向上的摆位误差对比，差异均有统计学意义；自动椎体中点配准组与手动椎体中点配准组的靶区在X轴与Y轴方向上的摆位误差对比，差异均有统计学意义，提示了单纯地采用灰度骨性比较和结合医师自身经验选择两种校正方法，在影像质量限定的情况下配准结果存在显著差异[17-18]。而当有影像软件帮助时，可有效改善配准结果，但仅根据软件操作说明书的指示进行灰度配准时，即使床宽床位得到有效调整，也无法有效改善配准结果。本研究认为，电子射野影像装置所拍摄的摆位图像属于兆伏级X射线图像，其对空气以及软组织的分辨率较差，单独根据骨性结构的灰度对比予以配准，会导致配准精度以及所需要的时间受多种因素影响，甚至发生错误的配准。此外，与蝶窦以及斜坡等解剖结构相比较，第一颈椎受窗宽窗位的影响较小，且无需花费太多的时间进行调节，可较为准确地进行配准[19]。另有研究报道，先进的影像学技术可有效提高医疗质量，但完全依赖硬件显然是不可取的，医疗经验仍是影响摆位误差的重要因素，值得临床重视[20]。

鼻咽癌患者进行图像引导放射治疗时，不同配准方法对体位校正的影响存在明显差异，其中以第一颈椎椎体前缘中心为图像配准参考点的效果最佳，值得临床推广应用。