直肠癌在我国的发病率日益增高，并以男性居多，这与大家的生活水平不断的提高以及饮食作息习惯的改变有很大的相关性[1]。目前，直肠癌的主要治疗方式是手术，放射治疗主要用于术前新辅助放疗和术后辅助放疗[2]。图像引导放射治疗（image-guided radiotherapy，IGRT）具备纠正摆位误差的功能，利用锥形束电子计算机断层扫描（cone beam computed tomography，CBCT）在线得到CBCT图像与计划图像进行图像配准获得三维方向的摆位误差，再对误差适时调整，从而降低摆位误差，提高肿瘤局控率，减少正常组织损伤，提高放疗治疗增益比，但其结果受配准方式影响[3]。本研究采用三种配准方式骨性配准、灰度配准和手动配准，来分析直肠癌图像引导放疗摆位误差的影响。
1 材料与方法
1．1 一般资料
回顾性分析我院2020年1月至5月行容积旋转调强放射治疗（volumetric modulated arc therapy，VMAT）的26例直肠癌患者的临床资料，其中男24例，女2例；年龄35~75岁；中位年龄57岁；体重51~100kg；身高1.58~1.83m；BMI22.34~26.86kg/m2。KPS评分≥80，患者有较好的自控力，顺利完成治疗。所有患者的治疗方案为处方剂量50Gy，每次2Gy，每周5次，总共5周。
1．2 定位方法
盆腔肿瘤患者CT定位前及每次治疗前半小时排空尿液，后喝300~500ml水充盈膀胱，以保护膀胱后壁。定位时患者取舒服的睡姿仰卧于真空垫固定，身体放松双手交叉置于额前，让真空垫包裹患者，上至头颈，下至股骨中段，抽气至真空塑形变硬为止。在荷兰飞利浦16排大孔径CT模拟机上行模拟定位增强扫描，扫描范围腰1椎体下缘至坐骨结节下5cm，层厚5mm，层间距5mm。定位图像传至monaco治疗计划系统，由医生和物理师完成靶区勾画和计划设计与评估。
1．3 CBCT图像扫描
基于Elekta Synergy®治疗机的KV-CBCT系统，图像扫描参数：机架顺时针扫描（-180°~180°），电压120 kV，准直器M20，过滤板F1。26位患者每周进行1次CBCT扫描整个疗程扫5次，共获取130幅图像。
1．4 CBCT图像配准
将采集CBCT图像与计划CT图像全体廓配准，即CBCT扫描的全部图像均需配准[4-5] ,采用骨性配准、灰度配准和手动配准分别进行图像配准。配准后，获取X轴（左右）、Y 轴（头脚）、Z 轴（前后）3 个方向的摆位误差。
1．5 统计学处理
使用SPSS20.0软件进行数据分析，计量资料x̄±s表示，用均值表示系统误差，标准差表示随机误差。数据先进行正态分布检验，发现部分分组数据不符合正态分布规律，则多组间分析采用Kruskal-Wallis H检验，后两两分析采用Wilcoxon秩和检验，以P＜0.05有统计学意义。
2 结果与分析
2．1三种配准方式的摆位误差
骨性配准的X轴（左右）、Y 轴（头脚）、Z 轴（前后）摆位误差分别是（0.21±0.17）cm、（0.33±0.25）cm、（0.42±0.32）cm。灰度配准的X轴（左右）、Y 轴（头脚）、Z 轴（前后）摆位误差分别是（0.2±0.17）cm、（0.29±0.25）cm、（0.38±0.3）cm。手动配准的X轴（左右）、Y 轴（头脚）、Z 轴（前后）摆位误差分别是（0.23±0.18）cm、（0.33±0.29）cm、（0.44±0.32）cm，可以看出三种配准的摆位误差：手动配准＞骨性配准＞灰度配准，并且误差值X轴（左右）＜Y轴（头脚）＜Z轴（前后）。Y轴方向，P＜0.05有统计学差异是有意义的。见表1。
2．2三种配准方式两两比较
骨性配准和灰度配准在三个方向无统计学意义（P＞0.05）。骨性配准与手动配准在Y轴（头脚）方向有差异，有统计学意义（P＜0.05）。灰度配准和手动配准在Y、Z轴方向有显著性统计学差异，有意义（P＜0.05）。见表2。
表1三种配准方式的摆位误差（x̄±s，cm）
表2 三种配准方式平移误差值的两两对比
3 讨论
直肠周围有许多重要的器官，为保护靶区剂量和降低正常器官剂量，提高摆位的精确度尤为重要。放疗摆位误差主要由系统误差和随机误差组成，系统误差主要由机器本身的精度下降和每个技术员的摆位标准不一引起，具有规律性和重复性。随机误差是与机器设备的稳定性、患者本身的重复性（器官移动、体型改变、身上画的线不清楚等）和技术员操作误差有关，具有随机性[6-7]。放疗摆位都存在治疗靶区与计划靶区在平移和旋转六维方向的摆位误差[8-9]，有文献指出通过CBCT对放疗摆位出现的线性和旋转误差校正，可减小随机误差，提高放疗的精确度[10]。
我院不是6D治疗床，故不能调整旋转角度的误差，但有研究表明1度的旋转误差对原发肿瘤无影响，对部分淋巴结有轻微影响[11]。而2度以内的，也对靶区和危及器官的影响也不大[12]。旋转角度达到3度，对正常组织和靶器官的剂量分布改变也很小，对一些敏感的器官可忽略不计[13-14]。故旋转误差对靶区及危机器官的影响不大。
图像配准方式分为骨性配准，灰度配准和手动配准三种方式[15]。骨性配准是以配准范围与骨密度相似部位进行配准。灰度配准是计算不同部位的灰阶值进行配准。手动配准是通过人为观察皮肤器官轮廓判断解剖结构进行调整，主观性强[16]。本研究发现三种配准方式对直肠癌患者Y（前后）方向的摆位误差有显著性差异（P＜0.05），原因可能如下①直肠盆腔肿瘤的患者下腹部的脂肪较多，尤其是偏胖的人群，皮肤的牵拉；②治疗前需要提前喝水每次膀胱充盈的程度不一；③病人睡姿不能完全和定位保持一致，本人配对时发现股骨头有内外旋的差别，可能定位时患者有些紧张，脚尖内旋；而治疗时放松了脚尖自然外旋。④有些患者习惯性腹式呼吸，膈肌运动会引起内脏器官的移位。所以有研究就采用盆腔俯卧位固定以减少摆位误差，降低正常组织的照射量[17]。三种配准方式下，三个方向的摆位误差Z轴的误差最大，Y轴次之，X轴最小。手动配准的误差值最大，骨性配准次之，灰度配准最小。而骨性配准和灰度配准在直肠癌患者的X、Y、Z轴3个方向无统计学差异（P＞0.05），说明这两者都可以，具有等效性，相辅相成。而手动配准都大于骨性和灰度配准，与骨性配准对比在Y轴方向有差异，有统计学意义（P＜0.05）；与灰度配准对比在Y和Z轴方向有统计学意义（P＜0.05）。其中骨性配准和灰度配准可自动配准节约了手动配准的时间，但精确度不如医师的手动配准[18]。
综上，直肠周围软组织较多，在进行图像引导放疗时，在重建方法和配准范围一样的情况下，骨性配准和灰度配准都符合临床要求，建议以灰度配准为主，骨性配准为辅，必要时以手动配准微调，使摆位误差更加精确。
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