应用锥形束 CT 研究儿童神经母细胞瘤放射治疗的摆位误差

　　神经母细胞瘤是儿童常见的恶性肿瘤之一，发病率在白血病、中枢神经系统肿瘤及淋巴瘤之后居第四位，约占小儿恶性实体瘤的 8％~10％ 。患儿通常都需要进行综合治疗，包括手术、化疗和肿瘤瘤床的放疗。手术后的患儿通常给予 21 Gy~26 Gy 的放射治疗剂量，目前也有一些治疗方案建议使用更高的照射剂量，有文献 显示增加肿瘤靶区的剂量可能会使肿瘤局部控制率增加到90％。增加靶区剂量对放射治疗的精准性提出了更高要求。

　　摆位误差是放射治疗中不可避免的问题,临床上通常将临床靶区外放一定的边界形成计划靶区，以补偿误差带来的剂量学影响 。 CTV 的勾画主要依据临床实验，已基本形成统一，外放边界则受放疗机构的经验和放疗设备的影响，各机构外放边界大小不同，过大的外放边界会导致正常组织的受照剂量增加，不充分的外放边界又会造成靶区剂量不足。儿童腹部神经母细胞瘤最常见的治疗部位包括肾上腺和椎旁区域，通常肾脏离肿瘤瘤床较近。减少临床靶区CTV 到计划靶区PTV之间的边界，对于保护正常组织特别是肾脏有重要意义。

　　摆位误差及人体内部动度是构成外放边界的两个 主 要 因 素，其中摆位误差包括分间和分次内的误 差 ，在 国 内 外 均 有多篇文献报道成人头颈、盆腔或腹部的摆位误差问题，本文主要通过每日CBCT图像扫描来研究儿童腹部神经母细胞瘤放射治疗中的摆位误差大小。

　　1、材料与方法

　　选取于 2012 年 10 月到 2013 年 5 月十名后腹膜神经母细胞瘤患儿，平均年龄 4 岁（2.5 岁 ~7 岁），每位患儿在治疗过程中均采用仰卧位，双手上举，位于头两侧，接受放射治疗剂量为 25.2 Gy，14 次，单次剂量 1.8 Gy。CBCT 图像的采集参数：机架逆时针扫描角度为200°(100°~260°)旋转。 电压为 100 kV，S20 准直器，F1的过滤板，中分辨率重建，共 414 帧图像。比较两种不同图像验证方式的摆位误差大小，第一种方式为常规每周一次验证片验证方式，本文中采用 每 周 一 次 CBCT 扫 描 替 代 每 周 一 次 验 证 片 ， 将CBCT 扫描图像与定位 CT 图像进行配准，  配准范围为包括 PTV 在内的椎体区域，使用灰度配准方式，第一次选取好配准范围后，后续治疗中都采用相同的配准范围，技师将根据配准情况决定是否需要继续进行手动调整，记录下治疗前 CBCT 图像与定位 CT 之间中心点的三个方向误差值：左右方，头脚方向以及胸背方向误差, 若 某 一 方 向 误 差 超 过 3mm，将对病人位置进行调整，同时需要保证 3 个方向旋转角度误差小于 3°（大于 3°时需重新摆位）。 若扫描误差大于 3 mm 则每次治疗前按照扫描数据进行调整；第二种方式为每日 CBCT 扫描验证，在治疗前进行 CBCT 扫描，治疗后再次进行 CBCT 扫描，获得治疗后 CBCT 图像，分别记录下三个方向的误差值。每次的 CBCT 图像均与定位 CT 图像比较, 因此治疗前的 CBCT 扫描误差可以看作是分次间误差,该次治疗结束后的 CBCT 扫描误差可以看作是分次内误差 。根据 Van Herk 等 的公式：2.5Σ+0.7σ（Σ 为系统误差，σ 为随机误差），摆位误差为：

　　对于每周一次 CBCT 扫描验证，摆位误差需要同时考虑分次内和分次间误差的贡献，对于每日一次CBCT 扫描，分次间误差可认为是 0，只考虑分次内误差贡献。

　　2、结果

　　十位患者，分别治疗前 CBCT 扫描 10 次，治疗后CBCT 扫描 10 次，CTV 的平均体积为 155.2 cc（范围为 83.2 cc~260.1 cc）。下表 1 为十位患者分次间和分次内摆位误差情况，分次间的摆位误差分别为：左右方向 4.9 mm，头脚方向 5.3 mm，胸背方向 4.8 mm。 分次内的摆位误差为: 左右方向 2.1 mm，头脚方向 1.7mm，胸背方向 1.4 mm。若按照每周一次验证片摆位，则摆位误差为：左右方向 5.3 mm，头脚方向 5.7 mm，胸背方向 5.2 mm。若按照每日 CBCT 图像引导，分次间的误差可认为是 0，仅考虑分次内的误差 ，这种情况下的摆位误差仅为：左右方向 2.1 mm，头脚方向 1.7 mm，胸背方向 1.4 mm。即若每次治疗前进行 CBCT 图像扫描，摆位误差将减少 3 mm~4 mm。从 CTV 到 PTV 的外放边界也可相应减少。

　　3、讨论

　　图像引导下的放射治疗可以提高治疗的精准度，正交射野验证片长期以来作为放射治疗的射野验证方式，主要依据骨性标志进行验证。CBCT 图像扫描可以根据图像灰度进行配准，得到治疗过程中的摆位误差。 儿童神经母细胞瘤在放射治疗中若按照每周一次图像验证，摆位误差约 5 mm~6 mm 左右，采用每日图像验证后摆位误差可降至 2 mm 左右。本文中神经母细胞瘤的 CTV 平均体积约为 155cc，假设其为球形，若摆位误差为 5 mm，则靶区体积增加至 235 cc，若摆位误差为 2 mm，则靶区体积增加至 184cc。减少摆位误差直接降低约正常组织的受照范围。

　　对于儿童患者，在使用图像引导时需要慎重考虑额外的辐射剂量，而使用 CBCT 的辐射剂量与每周的正交射野验证片的剂量相当 。由于呼吸运动，在治疗过程中，肿瘤靶区和肾脏都存在运动，该运动引起的误差需要用内边界评价，已有多篇文献报道  通过 4DCT 评价内边界的大小，本文在研究过程中未考虑内边界的大小，Hua C等报道儿童肾脏的动度小于成人，胸背方向约 1mm，头脚方向约 2 mm~3 mm。这和每日 CBCT 扫描的摆位误差大小相当。使用 CBCT 每日图像引导可以有效减少儿童神经母细胞瘤放疗中的摆位误差，缩小 CTV 到 PTV 的外放边界，减少正常组织损伤。 因此在放射治疗中特别是调强放射治疗中建议使用 CBCT 每日图像引导。