在放療領(lǐng)域使用的KV CBCT主要有醫(yī)科達(dá)的XVI和瓦里安的OBI。它們的工作流程類似，一般情況治療前采集CT影像數(shù)據(jù)，然后與定位CT進(jìn)行在線配準(zhǔn)，如果得到的比對結(jié)果如果在容許誤差范圍內(nèi)，則治療可以進(jìn)行，比對結(jié)果如果超出誤差容許范圍，系統(tǒng)會自動形成新的擺位參數(shù)，直接修正患者治療的位置參數(shù)，實(shí)現(xiàn)病人定位與治療時(shí)擺位的精確重復(fù)，最終達(dá)到控制腫瘤和保護(hù)周圍重要器官的最佳治療效益。

         KV CBCT臨床應(yīng)用非常廣泛，在口腔醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究使用也是開展的如火如荼，不過不在本次討論范圍內(nèi)。

1、KV CBCT的一般成像原理

        CBCT獲取數(shù)據(jù)的投照原理和傳統(tǒng)扇形掃描CT是不同的，X線球管以較低的射線量圍繞患者做環(huán)形DR（數(shù)字式投照），獲得的圖像數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中重建后進(jìn)而獲得三維圖像。從成像結(jié)構(gòu)看，CBCT用三維錐形束X線掃描代替常規(guī)診斷CT的二維扇形束掃描；與此相對應(yīng)，CBCT采用一種二維面狀探測器來代替常規(guī)診斷CT的線狀探測器。

         由上圖可知，因?yàn)閿?shù)據(jù)獲取的方式不一樣，常規(guī)診斷CT的投影數(shù)據(jù)是一維的，重建后的圖像數(shù)據(jù)是二維的，后處理工作站上的三維圖像是連續(xù)多個(gè)二維切片堆積而成的；CBCT的投影數(shù)據(jù)是二維的，重建后直接得到三維圖像。        

         顯然，CBCT采用錐形束X線掃描可以顯著提高X線的利用率，只需旋轉(zhuǎn)360度即可獲取重建所需的全部原始數(shù)據(jù)，而且用面狀探測器采集投影數(shù)據(jù)可以加速數(shù)據(jù)的采集速度。

         見上圖，需要特別指出，診斷級別的CBCT所具有的兩個(gè)優(yōu)勢即很低的成像劑量和很高的各向同性空間分辨力，在放療中使用的CBCT正好相反，即成像軟組織分辨率和空間分辨率均比較差，而且成像劑量要比常規(guī)診斷CT高一個(gè)數(shù)量級別。

2、放射治療用KV CBCT的研發(fā)歷程
        1992年，Dr.John Wong 在William Beaumont Hospital開始研究在加速器平臺上進(jìn)行 kV 驗(yàn)證的可行性。1995年，研究團(tuán)隊(duì)決定重點(diǎn)研究加速器平臺上的 kV CBCT的應(yīng)用，兩年后首次獲得了 kV CBCT 圖像。接下來的一年，研究團(tuán)隊(duì)將CCD 圖像檢測器換成新的 aSi 非晶硅平板檢測器，完成第三代實(shí)驗(yàn)裝置的修改。時(shí)間到了1999年，第一臺 X 線平板容積掃描成像裝置 (XVI) 終于在 SL20 加速器平臺上運(yùn)轉(zhuǎn)成功。對于這臺第三代的原型機(jī)的成功，使得醫(yī)科達(dá)開始關(guān)注KV CBCT。次年研究團(tuán)隊(duì)完成了第四代實(shí)驗(yàn)裝置原型機(jī)：使用 41cm X 41cm的平板檢測器。

         這年的下半年（2000年秋），醫(yī)科達(dá)宣布正式委托并贊助 XVI 項(xiàng)目，并在當(dāng)年的 ASTRO 會議上展出了 Synergy XVI 樣機(jī)。至此，Synergy XVI 的基本結(jié)構(gòu)定型。經(jīng)過不斷完善，醫(yī)科達(dá)的圖像引導(dǎo)系統(tǒng)在2003年10月23日率先獲得了美國 FDA 簽發(fā)的 510k 的上市許可，批文編號 K032996。與醫(yī)科達(dá)的拿來主義模式不同，瓦里安則依靠自己能力研發(fā)了OBI系統(tǒng)，大約一年后，瓦里安的OBI通過FDA批準(zhǔn)。

3、正在應(yīng)用的主要產(chǎn)品介紹

         目前市面上主要是醫(yī)科達(dá)的XVI和瓦里安的OBI兩個(gè)產(chǎn)品。

         醫(yī)科達(dá)的XVI，在CFDA注冊時(shí)中文名叫容積影像系統(tǒng)：

      瓦里安的OBI，在CFDA注冊時(shí)中文名叫機(jī)載影像系統(tǒng)：

它們均提供三種不同的kV影像采集模式：
影像模式：采集一張靜態(tài) 2D 平面影像；

透視模式：可獲得治療靶區(qū)的動態(tài)影像

錐形束CT 模式：加速器機(jī)架旋轉(zhuǎn)過程中采集影像，系統(tǒng)保存每張 2D 投影影像及采集影像時(shí)的機(jī)架角度，并使用此數(shù)據(jù)重建解剖結(jié)構(gòu)容積 3D 影像，用于對比導(dǎo)入CT參考影像進(jìn)行配準(zhǔn)。

4、KV CBCT臨床應(yīng)用心得與經(jīng)驗(yàn)（以下簡稱IGRT）

         腫瘤患者在治療時(shí)候，因?yàn)楹粑\(yùn)動、小腸蠕動、膀胱充盈、胸腹水、日常擺位誤差、腫瘤變化等等因素，最終都會影響到放療劑量的分布和對治療計(jì)劃的影響。如果在放療擺位時(shí)/放療中使用IGRT采集圖像，并利用這些圖像，引導(dǎo)本次/后續(xù)分次放療，可以有效提高治療位置和處方的精確度，而關(guān)于IGRT帶來的臨床效果多么鼓舞人心的論文，可以說汗牛充棟，大家有興趣可以自行百度。

4.1、使用IGRT很有意義的病例
（1）要求精確定位的腫瘤，如頭頸部腫瘤、椎體腫瘤；
（2）擺位誤差/不同分次間運(yùn)動幅度大的腫瘤；
（3）大分割劑量治療的腫瘤；
（4）已采用實(shí)形、調(diào)強(qiáng)技術(shù)的病例。

4.2、使用IGRT的意義不大的病例
（1）預(yù)后差、治療劑量小的病例；
（2）對兒童、青少年患者，嚴(yán)格控制成像劑量；
（3）普通放療治療（普放）。

4.3、采集圖像條件的設(shè)置

（以下一組參數(shù)僅作參考）
曝光條件：
（1）頭頸 100KV、30mA、10ms；
（2）胸腹部 120KV、40mA、40ms；
準(zhǔn)直器大小，要求包圍整個(gè)治療部位：
（1）頭頸部常用S20；
（2）胸腹部常用M20。

4.4、重建方式對圖像質(zhì)量的影響
（1）低分辨率重建方式時(shí)間短，得到圖像質(zhì)量差；
（2）高分辨率圖像質(zhì)量高，重建需要時(shí)間長，一般作為離線分析使用；
（3）選用中分辨率的圖像質(zhì)量既能滿足匹配需求，時(shí)間也短，在線配準(zhǔn)最常用；
（4）據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，中、高分辨率重建方式對匹配結(jié)果的影響沒有明顯差別。

4.5、幾種典型病例的IGRT經(jīng)驗(yàn)介紹
鼻咽癌
（1）配準(zhǔn)框范圍：
前界到鼻尖，后界到枕骨，上界到眉弓，下界到第五頸椎；
（2）患者需重新擺位：任何一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)大于3°
（3）IGRT掃描頻率：
常規(guī)分割放療：治療開始后要求連續(xù)5次做CBCT掃描，以后可以選擇每周1次到2次，或者每次都做；
大分割放療：治療開始后要求每次均做CBCT掃描；

肺癌
（1）配準(zhǔn)框范圍：
包括PTV范圍，在三維上各外放2cm，如果腫瘤與附近骨結(jié)構(gòu)相對位置固定，需要包括這些骨結(jié)構(gòu)；
（2）配準(zhǔn)方式：
如果腫瘤與附近骨結(jié)構(gòu)相對位置固定，宜選擇骨配準(zhǔn)；
如果肺內(nèi)孤立性病灶，宜選擇灰度配準(zhǔn)；
（3）患者需重新擺位：任何一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)大于3°
（4）IGRT掃描頻率參照NPC。