羅丹，何?。ㄍㄐ抛髡撸?，梁小芳，陳鳳舞，彭黎明，曾佳

宜春市人民醫(yī)院 （江西宜春 336000）

瓦里安Trilogy 直線加速器兩側(cè)安裝有kV 級錐形束CT（kV-cone-beam computed tomography，kVCBCT）設(shè)備。目前，kV-CBCT 圖像引導(dǎo)技術(shù)已是各大醫(yī)療機構(gòu)校準放射治療擺位誤差的常用技術(shù)。通過kV-CBCT 獲取患者治療前、中的影像，可有效減少放射治療擺位誤差，提高照射精度和治療增益比[1]。通過kV-CBCT 圖像，可以了解患者放射治療過程中的體位變化及內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)的位移和變形[2-3]，為放療后期計劃的調(diào)整和優(yōu)化提供參考。kV-CBCT 是一種非常有效的在線自適應(yīng)放射治療（adapting radiation therapy，ART）工具[4-5]。CBCT圖像用于放射治療計劃劑量計算的結(jié)果準確、可靠，滿足臨床應(yīng)用要求[6]。本研究通過監(jiān)測瓦里安Trilogy 直線加速器圖像引導(dǎo)系統(tǒng)錐形束CT 圖像CT值，旨在分析錐形束CT 圖像CT 值的穩(wěn)定性，為后期錐形束CT 圖像用于腫瘤ART 中的劑量計算提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

美國模體實驗室公司的Catphan604 模體，在其第二掃描分區(qū)有10 個圓柱形插件，包含9 種不同密度的物質(zhì)：空氣（air）、多聚甲基乙烯（PMP）、低密度聚乙烯（low density polyethylene，LDPE）、聚苯乙烯（polystyrene，PS）、丙烯酸樹脂（acrylic）、20%骨物質(zhì)（bone20%）、聚甲醛（delrin）、50%骨物質(zhì)（bone50%）、聚四氟乙烯（teflon）。9 種物質(zhì)的相對電子密度分別為0.00、0.83、0.92、1.03、1.18、1.14、1.42、1.40、2.16，標準CT 值分別為-1000、-200、-100、-35、120、230、340、720、990 HU。掃描區(qū)剖面圖如圖1 所示。

圖1 Catphan604 模體第二掃描分區(qū)剖面圖

1.2 方法

2021 年9 月至2022 年8 月期間每月定期使用瓦里安Trilogy 直線加速器的kV-CBCT 在臨床常用的4 種掃描協(xié)議[標準劑量頭部（SDH）、高質(zhì)量頭部（HQH）、盆腔（Pelvis）和低密度胸部（LDT）]下掃描獲得圖像，掃描參數(shù)如表1 所示。將獲得的48 個kV-CBCT 圖像從Eclipse 計劃系統(tǒng)導(dǎo)出并通過RadiAnt 軟件手動獲取圓形感興趣區(qū)域（約0.35 cm2）測量CT 值。

表1 4 種掃描協(xié)議的掃描參數(shù)

1.3 觀察指標

記錄4 種協(xié)議下模體中9 種不同密度插件的CT 值（記為X），同時記錄標準值、最大值和最小值。為了解掃描獲得的各密度插件CT 值偏離標準值的程度，以X減去標準值，用ΔX表示。并使用Excel 函數(shù)橫向分析每種密度插件12 次的X和ΔX平均值、標準差和極差，并用Xm和ΔXm表示12 次的平均值。參照標準值，建立CT 值-時間變化趨勢圖，采用重復(fù)測量方差分析法，縱向分析每次掃描插件CT 值的總平均值，以此評估kV-CBCT圖像CT 值的穩(wěn)定性。

2 結(jié)果

2.1 9 種不同密度插件在4 種協(xié)議下的CT 值

SDH 掃描協(xié)議的極差最大，HQH、Pelvis 和LDT 掃描協(xié)議的極差相對更小，見表2。4 種協(xié)議下bone 20%插件密度偏離更大。9 種不同密度插件在4 種掃描協(xié)議下的CT 值的變化情況如圖2 所示。9 種不同密度插件在4 種掃描協(xié)議下的CT 值相對穩(wěn)定，其中air 插件的CT 值在4 種協(xié)議下差別最小、最穩(wěn)定，并接近標準值。LDT 協(xié)議下各插件的CT值相對穩(wěn)定，但明顯高于標準值。

表2 9 種不同密度插件在4 種掃描協(xié)議下的CT 值（HU）

圖2 4 種掃描協(xié)議下CT 值-時間變化趨勢圖

2.2 4 種掃描協(xié)議下CT 值-電子密度曲線

根據(jù)12 個月監(jiān)測的CT 值平均值，建立CT 值-電子密度曲線，見圖3。在CT 值±1 000 HU 范圍內(nèi)，4 種掃描協(xié)議下的CT-電子密度曲線是相對重合的，SDH 和Pelvis 協(xié)議下的CT 值-電子密度曲線與標準曲線重合度較高。

圖3 4 種掃描協(xié)議下CT 值-相對電子密度曲線

2.3 4 種掃描協(xié)議下9 種不同密度插件的CT 值平均值

12 個月以來，4 種協(xié)議下9 種不同密度插件平均CT 值表現(xiàn)無差異，具有較好的穩(wěn)定性（P＞0.05），見表3。

表3 4 種掃描協(xié)議下不同時間的CT 值平均值（HU）

3 討論

kV-CBCT 圖像是CT 圖像的一種，但其質(zhì)控標準又不同于CT 圖像。對于CT 模擬機的CT 圖像，均勻水模體CT 值的測量值與標準值在±4 HU 內(nèi)，各密度物質(zhì)的kV-CBCT 圖像CT 值的測量值與標準值在±40 HU 內(nèi)[7]。臨床需于每月、調(diào)整或維修后對直線加速器圖像引導(dǎo)系統(tǒng)錐形束CT 開展相關(guān)質(zhì)控和質(zhì)檢工作，并對kV-CBCT 圖像的質(zhì)控程序和方法進行研究和驗證[8-9]。Yoo 等[10]建立了圖像引導(dǎo)系統(tǒng)質(zhì)控手冊。本研究對瓦里安Trilogy 直線加速器圖像引導(dǎo)系統(tǒng)錐形束CT 進行相關(guān)質(zhì)控和質(zhì)檢工作，同時針對kV-CBCT 圖像CT 值的穩(wěn)定性進行監(jiān)測和研究。

本研究結(jié)果顯示，瓦里安Trilogy 直線加速器圖像引導(dǎo)系統(tǒng)錐形束CT 圖像的CT 值在監(jiān)測期間相對變化較小，曲線平穩(wěn)，具有一定的穩(wěn)定性；通過建立CT 值-電子密度曲線，發(fā)現(xiàn)在CT 值±1 000 HU范圍內(nèi)4 種掃描協(xié)議下的CT 值-電子密度曲線是相對重合的；12 個月以來，9 種不同密度插件在4 種掃描協(xié)議下的CT 平均值方差分析無差異，具有較好的穩(wěn)定性，與既往研究結(jié)果一致[11-12]。kV-CBCT圖像的CT 值測量值與標準值的允差為±40 HU。本研究監(jiān)測到air 插件在4 種掃描協(xié)議下的CT 值差異最小，SDH 和Pelvis 掃描協(xié)議的CT 測量值滿足允差小于±40 HU。高密度物質(zhì)如bone20%、delrin、bone50%、teflon 在HQH、LDT 掃描協(xié)議下CT 測量值偏差大于允差。因此，在開展ART 獲取kV-CBCT 圖像時，應(yīng)采用合適的掃描協(xié)議。而當需要通過kV-CBCT 圖像進行劑量計算時，可建立各掃描協(xié)議對應(yīng)的CT 值-電子密度曲線[13-15]。Hatton 等[16]通過對kV-CBCT 圖像進行為期1 年的分析研究，發(fā)現(xiàn)多種密度物質(zhì)的CT 值具有較好的一致性，CT 值-電子密度曲線具有較好的穩(wěn)定性。kV-CBCT 既能夠有效地進行圖像引導(dǎo)，又具有劑量引導(dǎo)優(yōu)勢，但需以kV-CBCT 圖像的CT值穩(wěn)定性進行質(zhì)量保證作為前提。若將kV-CBCT圖像用于放射治療計劃的制定，則需采用標準電子密度模體kV-CBCT 圖像的CT 值-電子密度曲線，因此CT 值的穩(wěn)定性對于kV-CBCT 圖像是否可直接用于劑量計算具有決定性意義[17]。Richter 等[18]研究表示錐形束的幾何形狀和相關(guān)散射會導(dǎo)致kV-CBCT 圖像CT 值的變化，從而影響劑量計算的準確性，因此CT 值的穩(wěn)定性至關(guān)重要。保證kVCBCT 圖像CT 值的穩(wěn)定性，能夠為kV-CBCT 圖像用于ART 中的劑量計算奠定基礎(chǔ)[19-20]。

綜上所述，瓦里安Trilogy 直線加速器在4 種掃描協(xié)議下獲取的kV-CBCT 圖像CT 值與標準值存在一定偏差，CT 值的長期穩(wěn)定性是有保證的，有利于未來開展ART 中的圖像劑量計算。