全球癌症统计，在男性癌症患者中确诊为肝癌的占第五位，死于肝癌的占第二位；在女性癌症患者中确诊为肝癌的占第七位，死于肝癌的占第六位。此外，肝脏是恶性肿瘤常见的转移部位，常为肿瘤病情进展的指标。放疗是治疗不可手术切除肝脏肿瘤的重要手段，随着放疗设备、计算机技术的进展以及对放射生物学认识的加深，放疗在治疗肝脏肿瘤中的作用日益受到重视。肝脏是一个对放射线耐受较差的器官，全肝放疗的最小耐受剂量（TD5/5）是25Gy，最大耐受剂量（TD50/5）是40Gy，国外学者在关于无肝功能障碍肝转移癌放疗的研究中认为TD5/5是30Gy；而肝脏肿瘤的放疗根治剂量在60Gy/30次/6周左右。因此，肝脏的放疗耐受量远低于肿瘤细胞的根治剂量。常规放疗不能兼顾肿瘤控制概率和正常组织并发症概率，疗效相对有效。三维适形放疗（3D-CRT）是一种精确放疗，其射野形状与靶区形状一致，在提高靶区照射剂量的同时能够减少周围正常组织的照射，为不宜手术的肝脏肿瘤患者提供了一个新的治疗途径，疗效非常显著。但肝脏肿瘤在3D-CRT过程中几何不确定因素较多，使得治疗时靶区和危及器官的位置与放疗计划存在差异。图像引导放疗通过将放射治疗机与影像设备结合在一起，在治疗前获取靶区和危及器官的影像，然后与定位影像配准，通过移动治疗床校正误差，进一步提高了放疗的精确性。使用直线加速器机载千伏级锥形束CT（kV级CBCT）是一种常用的容积图像引导方法，与二维图像相比，CBCT图像能够提供三维软组织的图像，在治疗时与计划CT图像配准整体影像或感兴趣区（ROI），因而能更好的指导摆位。在使用kV级CBCT图像引导过程中，图像配准是至关重要的一个环节，配准方法决定配准结果，因此本研究首先对不同配准方法进行了比较，然后在此基础上研究肝脏肿瘤分次放疗间位置的变化。现将各部分内容概述如下。第一部分肝脏肿瘤kV级CBCT图像引导放疗配准方法的比较目的：比较肝脏肿瘤千伏级锥形束CT（kV CBCT）图像与计划CT图像配准的不同方法。方法：研究15例行放射治疗的肝脏肿瘤患者，每例患者于摆位后放射治疗实施前行CBCT扫描，每周1～3次，共获取121幅CBCT图像。离线下完成CBCT图像与计划CT图像的配准，配准方法包括手动配准、常规软组织配准、常规骨性配准、自动肝脏配准、自动椎体配准，其中后四种方法均使用配准软件自动配准。手动配准以肝脏外轮廓为参照物，分别对椎体右侧的肝脏和椎体前方的肝脏进行配准，取两者配准结果的均值为全肝配准结果；每幅图像以同样的方法配准4次，取配准结果的均值作为手动配准结果。在使用配准软件配准图像时涉及四个配准因素：配准模板、配准范围、配准参数、配准坐标轴。其中，常规软组织配准和自动肝脏配准的模板是软组织配准模板，常规骨性配准和自动椎体配准的模板是骨组织配准模板；常规软组织配准和常规骨性配准的范围是CBCT扫描范围内的所有组织，即等中心点上下方向各7.5cm内的范围，自动肝脏配准的范围是全肝，自动椎体配准的范围是肝脏水平的椎体；四种自动配准方法的配准参数、配准坐标轴均一致，分别为Thorax3D和左右（X轴）、上下（Y轴）、前后（Z轴）方向。不退出配准程序，使用同种自动配准方法对同幅图像连续配准3次，观察配准结果是否会发生变化，以此检测配准软件的稳定性。间隔1个月，使用同种自动配准方法重复配准CBCT图像与计划CT图像，每幅图像各配准4次，若4次配准结果的最大差值≤3mm认为该方法具有可重复性。最后分别将每种自动配准方法4次配准结果的均值与手动配准结果进行比较,以绝对差值是否≤3mm来反映自动配准与手动配准结果的接近程度。结果：1手动配准CBCT与计划CT需10～15分钟，配准效率有待提高。2常规软组织配准、常规骨性配准的可重复性均较好，4次自动配准结果的最大差值均在1mm之内；自动椎体配准的可重复性次之，自动肝脏配准的可重复性最差。3在使用配准软件自动配准图像时，配准范围的大小影响配准结果。4自动肝脏配准与手动配准结果最接近，绝对差值在3mm内的百分率分别为左右方向84.3%、上下方向77.7%、前后方向92.6%，但仍有可能出现较大的差值，左右方向13.4mm、上下方向12.6mm、前后方向14.9mm。结论：为提高图像配准效率，推荐在线配准图像时先使用自动肝脏配准；由于配准范围影响配准结果，每次配准图像时均需根据肝脏的解剖位置确定个体化的配准范围；由于使用该方法可能出现较大的差值，在自动配准完成后，需根据计划CT的肝脏外轮廓在CBCT图像上的投影、特别是横膈顶轮廓的投影对配准结果校正。第二部分应用kV级CBCT研究肝脏肿瘤分次放疗间位置的变化目的：应用千伏级锥形束CT（kV级CBCT）图像引导放疗技术评估肝脏肿瘤患者分次放疗间位置的变化。方法：研究15例行放射治疗的肝脏肿瘤患者，每例患者于摆位后放射治疗实施前行CBCT扫描，每周1～3次，共获取121幅CBCT图像。离线下以肝脏外轮廓、椎体外轮廓分别为参照物完成CBCT图像与计划CT的配准。将肝脏、椎体的配准结果分别定义为分次放疗间肝脏及椎体位置的变化，将两者配准结果的差值定义为肝脏相对于椎体位置的变化，对空间位置的变化分别予以评估。结果：1分次放疗间，在左右方向肝脏位置的变化是1.0（-16.0～8.0）mm，上下方向-2.1±8.4mm，前后方向-1.2±2.3mm。其中，上下方向位移的绝对值最大，中位值6.3mm，第90百分位数14.9mm，范围0～19.3mm；左右方向次之，中位值2.8mm，第90百分位数6.6mm，范围0～16.0mm；前后方向最小，中位值1.5mm，第90百分位数4.4mm，范围0～7.6mm。三维方向位移的绝对值具有统计学差异。2分次放疗间，在左右方向椎体位置的变化是-1.0（-16.0～8.0）mm，上下方向-3.4±8.1mm，前后方向-2.0（-10.0～3.0）mm。其中，上下方向位移的绝对值最大，中位值6.0mm，第90百分位数14.0mm，范围0～18.0mm；左右方向次之，中位值3.0，第90百分位数7.4mm，范围0～16.0mm；前后方向最小，中位值2.0mm，第90百分位数7.0mm，范围0～10.0mm。三维方向位移的绝对值具有统计学差异。3分次放疗间，左右方向肝脏相对于椎体位置的变化是1.5±2.5mm，上下方向1.2±6.7mm，前后方向1.1mm（-2.9～10.3mm）。其中，上下方向位移的绝对值最大，中位值4.8mm，第90百分位数10.8mm，范围0.1～19.3mm；左右方向次之，中位值2.0mm，第90百分位数4.4mm，范围0～8.6mm；前后方向最小，中位值1.4mm，第90百分位数3.6mm，范围0～10.3mm。三维方向位移的绝对值具有统计学差异。4若通过配准椎体校正患者位置，放疗时左右、上下、前后方向肝脏位移的绝对值可能增大，可能性分别为39.7%、42.1%、43.0%。5肝脏肿瘤放疗若未进行图像引导，为使99%CTV接受95%处方剂量，在左右、上下、前后方向，CTV-PTV至少应外扩8.6mm、17.4mm、4.7mm。结论：分次放疗间肝脏相对于椎体位置的变化是几何不确定因素的重要来源，椎体不适于作为肝脏肿瘤图像引导放疗的参照物。肝脏肿瘤放疗若未进行图像引导，CTV-PTV应至少外扩：左右方向8.6mm、上下方向17.4mm、前后方向4.7mm。