基于迭代CBCT的头颈癌放疗剂量计算准确性评估及Halcyon系统应用研究

本研究针对头颈癌放疗中CBCT剂量计算精度不足的临床难题，通过Halcyon 2.0加速器采集36例患者的迭代CBCT（iCBCT）与计划CT（pCT）数据，采用Eclipse 16.1系统对比IMRT计划剂量参数。结果显示pCT在靶区剂量覆盖（D70提升16.92%）、均匀性指数（HI降低57.9%）及危及器官保护方面显著优于CBCT（P<0.05），为优化图像引导放疗（IGRT）技术提供重要依据。

　　

在头颈癌放射治疗领域，精准的剂量计算直接关乎疗效与患者生存质量。尽管锥形束CT（CBCT）已广泛应用于图像引导放疗（IGRT），但其固有的散射噪声导致CT值失真，使得基于CBCT的剂量计算长期面临准确性争议。随着Halcyon等新型加速器配备迭代重建CBCT（iCBCT）技术，图像质量显著提升，但能否替代传统计划CT（pCT）进行剂量规划仍需验证。

为解决这一关键问题，国内某医疗机构的研究团队开展了一项创新性研究，成果发表于《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》。该研究纳入36例头颈癌患者，利用Halcyon 2.0加速器同步采集iCBCT与pCT图像，通过建立专用电子密度曲线，系统比较了两类图像在靶区剂量覆盖和器官保护方面的差异。研究发现，尽管iCBCT图像质量提升，但其剂量计算仍存在系统性偏差，这一结论为临床实践提供了重要警示。

研究团队采用三项核心技术方法：首先，使用CIRS Model 062模体建立iCBCT专属的CT值-电子密度曲线；其次，通过Eclipse 16.1系统将pCT轮廓映射至iCBCT生成对比计划（Plan_CBCT）；最后采用SPSS 26.0进行配对t检验分析靶区（PTVnx/PTVnd）和脑干等9个危及器官的剂量参数差异。

3.1 定位与CT扫描
通过西门子Somatom Definition CT（120kV）与Halcyon CBCT（100kV）同步扫描显示，两者在骨组织区域的HU值差异高达185HU，为后续剂量差异埋下伏笔。

3.2 靶区勾画与计划设计
采用国际通用标准划分GTVnx（原发灶）、CTV1（高危区）等靶区，IMRT计划显示pCT的PTVnx处方剂量覆盖率（D₇₀）达75.47%，显著高于CBCT的58.55%（P<0.001）。

5. 结果
数据揭示三个关键发现：① pCT的靶区均匀性指数（HI）平均优化47%；② 除脑stem外所有OARs剂量参数均有统计学差异；③ DVH曲线显示pCT计划整体优于CBCT，特别是在高剂量区（>60Gy）差异显著。

6. 讨论
研究深入分析了CBCT剂量误差的根源：① Halcyon系统对颈椎等致密组织存在系统性HU低估；② 头颈部气-组织界面产生的散射伪影较盆腔更显著。尽管样本量有限，但结论与Lavrova等大样本研究一致。值得关注的是，作者提出深度学习去噪和双能CBCT（DE-CBCT）可能是未来突破方向。

7. 结论
该研究明确指出现阶段Halcyon系统的iCBCT仍不能替代pCT进行精确剂量计算，这一结论对临床实践具有重要指导意义。研究不仅揭示了技术局限性，更为下一代CBCT校准算法开发提供了基准数据，推动自适应放疗（ART）技术向更高精度发展。