一项关于四维与三维锥形束计算机断层扫描（CBCT）在图像引导下的肝癌放疗中应用的前瞻性比较研究

《BMC Medical Imaging》：A prospective comparative study of four-dimensional versus three-dimensional cone beam computed tomography (CBCT) for image-guided liver cancer radiotherapy

　　

摘要

背景

本研究旨在比较基于三维锥形束计算机断层扫描（3D CBCT）与四维锥形束计算机断层扫描（4D CBCT）的图像引导放射治疗在肝癌治疗中的摆位误差以及临床靶体积（CTV）与计划靶体积（PTV）之间的差异，并评估4D CBCT在位置验证方面的优势。

方法

2021年1月至2022年6月期间，前瞻性纳入了临床或病理学确诊的原发性肝癌患者，这些患者计划接受肝内病变的放射治疗。所有患者均接受了计算机断层扫描和磁共振成像的模拟检查。靶区勾画和治疗计划均在Pinnacle系统中完成。放射治疗的图像引导包括两次连续扫描：一次3D CBCT扫描和一次4D CBCT扫描。所有CBCT图像均与计划CT图像进行了配准，并评估了六自由度的摆位误差。采用包含患者随机截距的线性混合效应模型，以及嵌套在患者内的分次治疗数据，来分析3D CBCT与4D CBCT之间的摆位误差差异。通过估计的边际均值对两种扫描方式进行了成对比较。治疗床的配准基于4D CBCT数据。CTV与PTV之间的间隙使用van Herk公式计算，并通过Wilcoxon检验进行比较。

结果

共纳入55名患者，获得了445对3D CBCT和4D CBCT图像。估计的边际均值（3D CBCT vs. 4D CBCT）如下：左右方向（L-R）为0.033 cm vs 0.033 cm（p = 0.994）；上下方向（S-I）为-0.089 cm vs 0.123 cm（p < 0.001）；前后方向（A-P）为0.043 cm vs 0.086 cm（p < 0.001）。在旋转误差方面，矢状方向（Rx）的差异不显著（0.313° vs 0.283°，p = 0.480），而在横向方向（Ry）和冠状方向（Rz）存在显著差异（0.622° vs 0.978°，p < 0.001；-0.025° vs 0.231°，p < 0.001）。3D CBCT计算的CTV与PTV间隙分别为0.57 cm、0.98 cm和0.58 cm，而4D CBCT分别为0.51 cm、0.80 cm和0.46 cm。

结论

4D CBCT显示出更高的摆位精度，并能减小CTV与PTV之间的间隙，这支持其在肝癌放射治疗中作为首选的图像引导方式。

临床试验编号

不适用。