肺癌是最常见的胸部恶性肿瘤，其发病率和病死率近年来均呈明显上升趋势，由于其难以早期诊断，肺癌患者确诊时仅有20%~30%的患者能够进行手术切除，因此，放射治疗已成为中晚期肺癌患者最主要的治疗手段之一^[1]。图像引导放疗（image-guided radiation therapy,IGRT）是近年来出现并且应用于临床的精确放射治疗技术^[2]。IGRT是利用直线加速器上自带的锥形束CT（cone beam computed tomography,CBCT）获取的CT图像与放射治疗计划中的定位CT图像进行匹配以获取患者在治疗过程中摆位位置的偏差并能够实时调整治疗床的位置以保证治疗摆位误差在容许范围内，IGRT的出现提高了治疗的准确性，有效减少了摆位误差^[3,4,5]。本研究通过分析第三军医大学新桥医院两种直线加速器机载千伏级CBCT系统得出的肺癌靶区治疗中心的摆位误差，并进行实时校正，从而实现肺癌的精确放疗，同时为放疗医师实行从临床靶体积（clinical target volume,CTV）外放到计划靶体积（planning target volume,PTV）提供参考。1 资料与方法1.1 一般资料

选取我院2013年5月—2013年9月进行肺癌放射治疗的患者41例，患者年龄为38~76岁，中位年龄为58岁，其中男性患者33例，女性8例，鳞癌25例，腺癌9例，小细胞肺癌7例，所有患者KPS评分均在70分以上，均能耐受放疗。放疗方式为3D-CRT或IMRT，放疗剂量为30~66 Gy，中位放疗剂量为60 Gy。A组：20例患者用Elekta Synregy加速器治疗，B组：21例患者用Varian Trilogy TX加速器治疗，两组患者一般情况比较，差异无统计学意义，均P＞0.05，见表 1。

表 1 两组肺癌患者一般情况 Table 1 General data of lung cancer patients in two groups

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Var ian公司Tr ilo g y TX直线加速器、机载CBCT、On-Board Imager（OBI）影像处理系统和eclipse8.6计划系统；Elekta公司Synregy直线加速器、机载CBCT和X-ray Volumetric Images（XVI）影像处理系统；飞利浦公司大孔径4D-CT模拟机（Brilliance CT Big bore）。 1.3 放疗计划的实施

所有患者均采用仰卧位，身下垫中空负压袋，双手交叉举于头顶抓握固定杆，并以低温热塑膜固定，在飞利浦公司大孔径4D-CT模拟机下定位，CT扫描范围为环状软骨上缘至肝下缘，扫描层厚为0.5 cm，扫描数据图像经局域网传输至VARIAN Eclipse8.6计划系统工作站，制定放疗计划，经放疗医师审核通过后分别传输至瓦里安Trilogy TX直线加速器和医科达Synregy加速器实施放疗。 1.4 CBCT数据采集

两组中每位患者首次放疗及以后每周放疗前（其中做大分割治疗的患者每次治疗时均行CBCT验证）应用加速器自带的CBCT扫描获取参考图像。CBCT扫描中心为放射治疗靶区的等中心点，图像分辨率为512×512。扫描完成后重建CBCT图像，并与原始的定位CT图像进行配准。全部患者的图像匹配方式均采用自动匹配中的骨性结构匹配，图像匹配框的范围以肿瘤靶区为中心，并包括附近的骨结构，配准方式以自动配准为主，同时以手动配准方式进行微调，将扫描的CBCT图像与原始的定位CT图像进行实时在线配准并对配准结果进行检查。所有配准均由同一名医生完成，配准要求是使骨性结构（如椎体等）和肿瘤靶区最大程度的重合。CBCT图像与计划CT图像配准后，系统将自动得出治疗床在左右Lateral（X轴）、头脚Longitudinal（Y轴）、背腹Vertical（Z轴）上的摆位误差。由于摆位误差的正负号仅表示误差的方向，所以采集到的数据均用误差数值的绝对值表示。误差的移床阈值为在X、Y、Z三个方向均小于2 mm，如果图像配准后的摆位误差在任何一个方向上大于2 mm，将按照该误差移床后实施治疗。由于我科暂未使用六维床对旋转变形误差进行矫正，因此所有在允许范围内的旋转误差均被忽略^[6]。两组患者用CBCT进行配准情况见图 1、2。

图 1 XVI影像处理系统配准后摆位误差示意图 Figure 1 Set-up errors in registrated XVI image processing system

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图 2 OBI影像处理系统配准后摆位误差示意图 Figure 2 Set-up errors in registrated OBI image processing system

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由Stroom等^[7,8]定义的公式计算患者的个体摆位误差以及群体摆位误差。摆位个体的系统误差由该患者治疗过程中所有摆位误差的平均值表示，而个体的随机误差则由该名患者每次摆位误差的标准差来表示；用个体系统误差和随机误差的均数分别代表群体系统误差（Σ）以及随机误差（δ）。计算治疗摆位的外扩边界(margin of planning target volume,MPTV)，是根据Van等^[9,10]的公式推导：MPTV=2.5Σ+0.7δ，其意义是使90%临床靶区达到不少于95%的处方剂量。 1.6 统计学方法

计量数据采用均数±标准差（x±s）表示；应用SPSS17.0统计学软件进行统计学处理。两组患者在各个方向的误差比较均采用独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。2 结果 2.1 两组肺癌患者的摆位误差分析

A组用Elekta Synregy直线加速器治疗的患者20例，共采集129组CBCT图片，B组用Varian Trilogy TX直线加速器治疗的患者21例，共采集125组CBCT图片。分别记录两组患者在Lateral左右（X轴）、Longitudinal头脚（Y轴）、Vertical背腹（Z轴）上的摆位误差，见表 2；两组患者在Longitudinal头脚（Y轴）的摆位误差分别为（3.71±0.28）mm和（4.29±0.32）mm，均较同组X轴、Z轴的摆位误差大；A组患者在X、Y、Z三个方向的摆位误差均小于B组患者的摆位误差，但差异无统计学意义（均P＞0.05），见表 3。

表 2 两组肺癌患者在X、Y、Z轴上的摆位误差 Table 2 Set-up errors in X, Y and Z axes of lung cancer patients in two groups

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表 3 两组肺癌患者摆位误差比较(x±s) Table 3 Compare of set-up errors of lung cancer patients in two groups (x±s)

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两组患者在Elekta Synregy加速器和Varian Trilogy TX加速器治疗时MPTV的外扩范围，见表 4。

表 4 两组肺癌患者在X、Y、Z轴上的MPTV（mm） Table 4 MPTV in X, Y and Z axes of lung cancer patients in two groups(mm)

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近年来随着计算机技术迅速发展和放疗设备的不断更新，放射治疗已进入讲究精确定位、精确计划、精确治疗的三精放疗阶段。Fraass等^[11]报道，因为肿瘤控制率和正常组织并发症概率曲线之间缝隙陡而且狭窄，5%的剂量误差就有可能导致肿瘤控制率发生10%~20%的变化，而对于正常组织，其并发症概率的变化更大。因此总结摆位误差原因并控制摆位误差成为精确放疗的一个关键的因素。

从本研究可以看出，无论是Elekta Synregy还是Varian Trilogy TX直线加速器，都是在头脚方向（Y轴）上的摆位误差最大，这与国内外的相关报道接近^[12,13,14]，而在Varian Trilogy TX直线加速器Y轴上的最大摆位误差甚至达到16.9 mm，远远超出了我们所允许的2 mm的误差范围。造成头脚方向上的摆位误差最大的原因可能是因为在肺癌放疗的过程中，虽然胸部已经使用真空负压袋和低温热塑膜固定，但胸部一般为桶状结构，且背部缺少比较明显而且固定的骨性结构，特别是对于肥胖或者年老体弱者，在摆位过程中其身体与负压袋以及热塑膜的相对位置很难做到与定位以及上一次治疗时保持一致，从而使头脚方向的误差较大。Erridge等^[15]对非小细胞肺癌患者的摆位误差的研究表明，如果不进行在线或者离线校正，将有41%的患者会出现超过5 mm的摆位误差；而Borst等^[16]的研究结果显示如果不采用CBCT扫描的IGRT技术，将有51%的胸部肿瘤放疗患者在治疗过程中可能会出现＞5 mm的摆位误差。这些研究结果与本研究中Varian Trilogy TX直线加速器在头脚方向（Y轴）上的摆位误差≥5 mm的概率达到40%接近，这进一步说明了CBCT在肺癌精确放疗中的重要性。

本研究中两组用不同加速器治疗的患者在左右方向（X轴）和背腹方向（Z轴）的PTV外放边界均接近5 mm，而头脚方向（Y轴）的外放边界接近10 mm，这一结果与花威等^[17]的研究结果接近。因此，对于肺癌放疗的患者，如果在治疗过程中不使用CBCT进行摆位误差校准，则需要将CTV在X轴和Z轴方向外放5 mm，在Y轴方向外放10 mm，才能有效地避免摆位误差。分析本研究中用不同加速器治疗的两组肺癌患者的摆位误差，A组用Elekta Synregy直线加速器治疗的患者在X、Y、Z三个方向的摆位误差均小于B组用Varian Trilogy TX直线加速器治疗的患者，且A组患者在X、Y、Z三个方向上MPTV的外扩范围均较B组患者的MPTV的外扩范围小，但其差异无统计学意义。根据国际辐射单位及测量委员会(ICRU)第50号报告，MPTV边界的外扩范围受摆位误差和器官运动等诸多因素的影响。靶区运动的原因包括患者的心脏以及大血管的搏动、呼吸运动、肿瘤体积变化等的影响；而摆位误差的来源相对复杂，包括加速器、准直器、激光以及治疗床的精度以及技术员的摆位误差等因素，对以上这些不确定因素及其之间的相互作用需要进一步的研究来行进定量分析。

本研究的不足之处在于目前本中心放疗设备不具有自动校正旋转摆位误差能力，主要通过重新摆位来校正旋转误差，因此未将旋转误差的校正列入工作常规。综上所述，应用加速器机载CBCT能够较准确的分析并且有效的减少肺癌放疗过程中的摆位误差，为我科放疗医师实行肺癌精确放疗从CTV外放到PTV时提供参考，在肺癌精确放疗中具有重要的作用。