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4D CT 模拟机联合高压注射器在肿瘤患者放疗定位中的应用

发表时间:2018-10-21 19:31
作者:邓春涟 1 ,张怀文 1 ,李平英 2 ,李红米 1

单位:1 江西省肿瘤医院 (江西南昌 330029);2 南昌三三四医院 (江西南昌 330024)

〔摘 要〕目的 探讨 SOMATOM Definition AS 20 型 4D CT 模拟机联合 MEDRAD VISTRON CT 高压注射器在肿瘤患者放疗模拟定位中的应用价值。方法 先做好 CT 增强扫描前准备工作,并根据扫描部位和要求的不同设置好扫描参数。随机抽取放疗中心 2015 年 7 月至 2017 年 1 月收治的患者 300 例,均用 MEDRAD VISTRON CT 高压注射器注射造影剂行 CT 增强扫描。结果 300 例均顺利完成强化扫描,其中 295 例肿瘤区 强化明显或比较明显,满足勾画肿瘤区(GTV)的要求,5 例强化效果不明显。4 例注射造影剂瞬间有一过 性全身发热,扫描完成后 2 例喉部干燥,1 例恶心呕吐,这 7 例经休息后症状很快消失。结论 SOMATOM Definition AS 20 型 4D CT 模拟机联合 MEDRAD VISTRON CT 高压注射器在肿瘤患者放疗模拟定位中的应用,对提高肿瘤的精确定位、精确勾画靶区起重要作用,为提高肿瘤患者治愈率和患者生命质量提供了基础保证。

〔关键词〕4D;CT;模拟机;高压注射器;CT;增强扫描;CT;模拟定位;

〔中图分类号〕R815  〔文献标识码〕B

〔文章编号〕1002-2376(2017)19-0002-03

基金项目:江西省科技计划项目:《4D CT 模拟机联合高压注射器在肿瘤放疗定位中的应用》(项目编号:20151BBG70135)

放疗已进入精确定位、精确计划、精确治疗时代,精确计划和精确治疗的前提与基础是精确定位,即肿瘤靶区和肿瘤周围正常组织图像信息的准确获取。CT 模拟机是精确定位的重要设备。SOMATOM Definition AS 20 型 4D CT 模拟机是医院引进的省首台专门用于肿瘤患者放疗定位的设备,在医院肿瘤患者放疗定位中起重要作用,现报道如下。

1  资料与方法

1.1  仪器设备

进行 CT 模拟定位需要西门子 SOMATOM Definition AS20型4D CT模拟机、美国MEDRAD VISTRON CT高压注射器、 非离子型造影剂碘佛醇、地塞米松、50% 硫酸镁等。

1.2  一般资料

随机抽取放疗中心 2015 年 7 月至 2017 年 1 月收治的患者 300 例,其中男 173 例,女 127 例,年龄 6~85 岁。定位部 位:头颈部 87 例、胸部 90 例、腹部 83 例、盆腔 23 例、四 肢 17 例。均用 MEDRAD VISTRON CT 高压注射器注射造影剂,用 SOMATOM Definition AS 20 型 4D CT 模拟机扫描。

1.3  CT 模拟定位增强扫描前准备工作

(1)预约登记。(2)询问病史。严格掌握造影剂的适应证与禁忌证。(3)患者及家属签知情同意书。告知增强扫描注意事项。(4 )严格无菌操作,杜绝交叉感染。 (5 )采用经留置针注射的方法以避免静脉穿刺造成药液渗 出。(6 )给每例增强扫描的患者先手推注射抗过敏的地塞米松 10 ml。根据不同部位达到增敏效果的延迟时间不同设计好各部位的扫描延迟时间:头部 70 s,颈部、胸部 40 s, 腹部 50 s,盆腔 55 s,肢体 65 s。选择不易发生过敏的碘佛醇防止过敏,成人剂量一般为 90 ml,儿童剂量为 2 ml/kg, 注射速度为 2.5ml/s,压力为 3 kPa。

1.4  CT 模拟定位方法

主要用于三维(3D)扫描。(1 )先给患者制作好体位固定装置,如面罩、体罩、热塑体膜、真空垫等。(2 )利 用体位固定装置在 CT 模拟机床上给患者摆好体位并固定好。扫描患者正位定位像并观察其体中线是否摆正,体位 是否符合放疗要求。否则,重新摆位。(3)根据移动式激光定位灯用彩色记号笔在患者相应部位或体位固定装置上 标出激光定位灯的 3 个“十字”投影作为 CT 定位零位参考点。零位参考点的选择应注意:必须置于扫描范围内且尽量接近靶区;尽量接近骨性标志;尽量避开呼吸幅度较大的位置;尽量避开较为明显的瘢痕位置。(4)在 3 个“十字” 标记处、身体相关部位如手术瘢痕、引流口处贴上直径约 1mm 的扫描标记物(金属铅标记点)。(5 )进床将拟定的零位参考点与内置激光垂直线重合,并将此处 CT 床位设置 为“0”。(6 )通过 MEDRAD VISTRON CT 高压注射器注射造影剂碘佛醇。(7 )移动床位,根据医嘱确定定位图像扫描的起始线、扫描范围和扫描条件。为便于计算脑肿瘤靶区深度,头部扫描时在头顶第一层应踏空;为利于计算全肺受量及肾脏和周围重要器官的剂量容积比、方便调整靶区和各器官的受量,胸部扫描应包括整个肺部、肾脏和周 围重要器官。对患者的肿瘤区域进行扫描,肿瘤扫描区域上下一般要放宽 5 cm。于头颈部、胸腹部选 CT 层厚分别为 3 mm,5 mm。(8 )扫描完成后将扫描所得影像资料上传至 CT 模拟机工作站,放疗医师勾画肿瘤靶区和危险器官的轮廓,放射物理师设计放疗计划。计划设计系统对组织密度的不均匀校正计算,使射野优化,肿瘤靶区剂量达到最高和正常组织受照剂量降到最低,并生成治疗中心和照射野空间坐标。最后由放疗医师核对确认放疗计划。(9 )治疗中心复位:在 CT 模拟机床上对患者采取定位时同样的体位固定,激光系统设定于原点,并与患者体位固定装置或体表上预先标记的参考标记线重合,利用治疗中心和照射野轮廓与参考标记的空间坐标差值,通过激光射野模拟定位系统,将治疗中心和(或)照射野轮廓投射并勾画到患者体表或体位固定装置上。(10 )4D CT 扫描:先将患者按治疗体位摆好,在患者的剑突下腹部表面放一个具有两个竖直排列的红外线反射点的塑料标记盒,将红外线 CCD 照相 机固定在CT 床尾用于收集由红外线反射点所表示的腹部表面运动;训练患者的呼吸,直至其呼吸能保持平静、均匀;进行 4D CT 增强定位,采用实时呼吸监测(real-time position management,RPM)系统监视并记录患者的呼吸运动。将呼吸运动以图形界面形式显示在 RPM 工作站上,运动踪迹 取样频率大约 30 Hz。RPM 系统根据呼吸曲线自动计算出患者的平均呼吸周期(average period,AP)。患者的呼吸曲线用于产生时间 - 空间一致的影像集。最后将定位所得数据传送至相应工作站用于计划设计。呼吸时相见图 1。

图 1 呼吸时相


1.5  造影剂不良反应的处理 [1-3]

(1 )注射造影剂及扫描过程中应密切观察患者的反应,如出现过敏或异常,则立即停止注射、停止扫描、及时抢救。 (2 )积极对症处理各种程度不同的不良反应,同时迅速与相关科室联系,以便作进一步处理和转科治疗。(3)增强扫描完成后须观察患者 30 min,没有出现不良反应方可离 开。(4 )造影剂渗出后,用 50% 硫酸镁湿敷渗出部位。

2  结果

300 例欲行放疗的患者均顺利完成强化扫描,其中 295 例肿瘤区强化明显或比较明显,满足勾画肿瘤区(gross target volume,GTV)的要求(图 2),5 例强化效果不明显。 4 例注射造影剂瞬间有一过性全身发热,扫描完成后 2 例喉 部干燥、1 例恶心呕吐,这 7 例经休息后症状很快消失。

图 2 平扫与动脉、静脉期强化扫描比较(男,66 岁,肝癌)


3  讨论

3.1  SOMATOM Definition AS 20 型 4D CT 模拟机与诊断 CT 比较

该 CT 模拟机与诊断 CT 扫描时均采用 X 线球管和一个探测器一起旋转成像,但两者有本质的不同。前者 80 cm 的 大孔径使扫描视野从诊断 CT 的 40 cm 升到 65 cm,能消除显示区外的物体造成的伪影对图像 CT 值的影响,可满足肿瘤患者各种放疗体位尤其是乳腺癌患者同侧手臂上举 90° 弯曲等特殊体位的图像采集需要。与加速器治疗床一样的低密度碳纤维平板床保证了扫描与治疗体位的一致性;进床精度 ±0.25 mm,为放疗定位提供了可靠保证;该 CT 模拟机每扫描一圈可获得 20 层图像,比诊断 CT 的扫描层数多,便于得到准确的肿瘤靶区信息。

常规 CT 的重建矩阵只有 512×512 一种,而该 CT 模拟机具有更大的重建矩阵(512×512 和 1280×1024 ),图像 重建层厚 0.6~10 mm。对下肺部、咽喉部、肝部等受呼吸运 动、吞咽运动及胃肠蠕动影响较大的部位,如果不能连续快速扫描,重建图像易发生扭曲,影响治疗计划设计。该 CT 模拟机图像重建时间为每秒 40 幅图像,相对于传统的分辨率信息量大大提升,每圈 0.33 s 的超高速螺旋扫描克服了 呼吸和器官运动对重建图像质量的影响。

3.2  SOMATOM Definition AS 20 型 4D CT 模拟机与常规 X 线模拟机比较

常规 X 线模拟机主要依据透视影像骨性标志提供二维定位技术,只能拍摄平片。

SOMATOM Definition AS 20型4D CT模拟定位系统是由 一台高档的大视野CT扫描机,一套具有CT图像的三维重 建、显示及射野模拟功能的软件,一套激光系统组成,获得的三维图像提供了更多的横断面内的解剖结构的细节, 能随意观察靶区、某一组织器官或器官的一部分,重建图像上较易附加射野外轮廓和等中心位置。该CT模拟机对形 状复杂或与重要器官临近的如脑胶质瘤、垂体瘤、脑干肿瘤、椎旁肿瘤、胰腺癌等肿瘤的定位更显其长,其定位影 像可传输到三维治疗计划系统,精确计算靶区和正常器官的受量。其激光系统具有自动校准功能,分内置、外置两 部分。内置激光用于扫描位置的定位,在机架内。外置激光由具有国际水平的三维可移动激光定位灯、激光灯驱动 系统和数字控制软件构成。两侧墙的激光灯可行70 cm以上的垂直升降移动,顶棚激光灯可行60 cm以上的水平移动。 激光驱动系统和数字控制软件可控制3条激光线在三维坐标系上做较大范围的移动。对于治疗中心复位获得的体表3个 “十字”摆位标记,我们用超薄的透明胶布贴盖,以防3个 “十字”线不清或重画导致误差影响摆位、放疗精度。

我们改进了乳腺癌的定位方法,即取两种模拟机之长, 在胸壁和锁骨上照射区域先在常规 X 线模拟机透视下画好标记线,然后沿标记线贴上直径约 1 mm 的标志物在 CT 模 拟机下扫描。

3.3  SOMATOM Definition AS 20 型 4D CT 模拟机与 MEDRAD VISTRON CT 高压注射器联合使用

手推注射、加压注射或一般电动注射方法,不能准确地控制造影剂的注射速度,注药量不均匀,需较大的人力推注,而且在注药后才能扫描,此时造影剂已进入静脉,其不能显示某些动脉的特征性改变,强化效果不佳。而 MEDRAD VISTRON CT 高压注射器具有较完善的性能,可将所需内容设置并储存在控制台显示屏菜单内,将所需速 率及造影剂总量通过控制台命令传送到高压注射泵,通过注射泵直接注射到患者体内,具有时间短、剂量大、速度快的特点,高浓度地充盈受检部位,以拍摄对比度较好的影像;能使造影剂注射、主机曝光及换片机换片 3 者协调配合,从而提高了摄影的准确性和造影的成功率;可进行双期多期扫描,能更清晰、更多地显示病变特点;可遥控,使工作人员在造影时离开放射现场,极大改善了操作者的工作条件。这两者联合使用对微小病变的诊断极为有利,优越的影像链,造就诊断级影像质量[4]

极少数人对造影剂会产生过敏现象,因此 CT 模拟定位室应配有急救抢救设备,包括常用急救药品,并定期检查,确保药品的有效性。相关医护人员应熟练掌握心肺复苏技能。

3.4  CT 模拟机具有最新 4D CT 采集功能(呼吸门控)

呼吸、心跳、消化道蠕动等均会导致内部运动。胸腹部肿瘤因呼吸运动会出现伪影,这些伪影会产生扭曲的影像,使靶区、正常器官组织勾画错误,最终导致剂量计算有误。4D CT 扫描主要是减少因呼吸引起图象扭曲,可提供包括肿瘤的平均位置、运动范围、轨迹及时相等 4D 信息。4D 螺旋扫描技术通过数字化精控的“摇篮床”式的连续往复运动,可实现最大 27cm 的全脏器容积覆盖。舒留洋等[5]认为 4D CT 呼吸门控技术显著减少正常组织受照
剂量。

在肿瘤患者的治疗上实现“三高一低”(高精度、高剂 量、高疗效和低损伤)是现代放疗的目标。通过 CT 模拟定 位能提高肿瘤定位的准确性,高压注射器的联合使用提高了治疗增益比,4D 动态采集技术限定胸腹部肿瘤照射范围 使放疗更精确。这些皆有利于获得高品质肿瘤靶区和肿瘤周围正常组织的图像,使肿瘤定位和靶区勾画更精确,与 放疗计划系统相整合可实施包括虚拟射野透视模拟、容积数字重建、自动图像配准等任务,尽量提高治疗区的照射 剂量,正常组织和重要器官得到最大限度的保护,更好地服务于三维适形调强放疗以及图像引导放疗等,为提高肿 瘤治愈率和患者生命质量提供了基础保证。

[参考文献]
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[2]李中华,陈震,张晓华 . 高压注射器应用于双源 CT 增强扫描的护理体会 [J]. 中国伤残医学,2014(4):258-259.
[3]杨昆良 .Ulrich 注射器在双源 CT 冠状动脉成像检查中的应用及护理 [J]. 当代护士(上旬刊),2016(6):114-115.
[4]宁瑞霞,李永利,师秀国,等 . 三维适形放疗 Philips Big Bore CT 配合高压注射器的模拟定位技术的应用 [J]. 医疗卫生装备, 2014,35(5):86-87.
[5]舒留洋,陆合明,陈华生,等 . 四维 CT 联合呼吸门控技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学研究 [J]. 中华放射肿瘤学杂志, 2014,23(2):97-98.


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