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在2014年之前，机架式CBCT系统(图4)还未与质子治疗一起投入商用。随CBCT成像在传统放疗中的普及，一些机构将治疗装置的2D千伏成像系统改装为具有3D CBCT成像功能。Veiga等人使用质子治疗设备的患者数据，评估了CBCT在自适应质子治疗中的应用。他们在质子治疗设备上安装了一个机架式CBCT系统，可进行治疗等中心成像验证患者的定位。由于原始探测器面板的设计不允许横向偏移，CBCT成像的焦距受到了限制。Veiga通过将pCT变换为治疗前的CBCT图像创建虚拟CT(vCT)，并评估其是否适用于自适应质子治疗中的剂量学评估。他们将计算出的WET值和剂量学信息与患者2小时内拍摄的重复CT比较，评估vCT的准确性。结果表明vCT产生的WET和剂量信息与重复CT相似。
2020年，Cheon等人使用内部开发的模型验证质子治疗系统的机械、辐射和成像等中心的情况，描述了安装在机架上的CBCT对患者配准的准确性。利用开发出的模型报告了放射等中心和成像等中心之间的最大距离差为0.68 mm。 机载CBCT系统(图5)在质子治疗中有额外的功能，如更大视场、CBCT图像的检测面板偏移。2017年，Pidikiti等人调试紧凑型笔形束扫描质子治疗系统的工作，报告了使用机载、装在机架上可伸缩的X射线系统用于2D千伏和CBCT成像，该系统从获得的CBCT图像的6D图像配准到参考图像生成校正向量。通过将计算出的校正向量应用于机器人治疗床上，对患者的配准进行校正。
2020年，Chilukri等人使用IGPT治疗年轻患者(<25岁)的经验报告。根据患者的特定需求，在治疗前立即使用机架式X射线系统获得2D千伏或3D CBCT图像。获得的图像用于确保治疗的准确性和患者的定位验证。 Thummerer等人使用治疗前CBCT成像生成合成CT(sCT)，做自适应质子治疗剂量计算，并将其对头颈部患者的适用性与基于MR的sCT进行比较。这两项研究中都对头颈部肿瘤患者质子治疗进行回顾性计算。治疗前CBCT图像使用机架式CBCT系统，用于患者定位验证。研究中将深度卷积神经网络(DCNN)、DIR和基于分析的sCT生成校正方法与同一天的重新计划CT进行比较。结果显示，DCNN生成的sCT具有较高的图像质量及准确的剂量计算。比较基于CBCT的sCT与基于MR的sCT时，CBCT sCT的平均伽马通过率(2%/2 mm标准)高于基于MR的sCT(96.1% vs. 93.3%)。 Davies等人最近评估了质子治疗中心的室内成像工作流程，患者治疗前CBCT成像频率取决于治疗部位和研究所的指导。质子治疗系统配备了2D千伏成像和一个机载安装在喷嘴的CBCT系统。成像方案使用了2D千伏和CBCT成像组合，以确保正确的患者定位。在使用2D千伏系统进行初始校正后，参考pCT，获取CBCT图像评估靶区体积和OARs。如果设置错误在预定的范围内，则不做进一步纠正，患者开始治疗；否则，根据CBCT图像采用额外的治疗床校正，并获得最终重复的2D千伏图像来验证治疗床的运动。表明初始2D千伏成像冗余，成像工作流程可以删除初始步骤进行简化，而不是从CBCT成像开始患者定位验证。 2022年，Stanfurth等人的一项回顾性研究使用了2018年12月至2019年8月期间接受质子治疗的患者数据。使用机载喷嘴式CBCT系统采集每日治疗前CBCT图像，该系统用于患者定位。根据治疗前CBCT图像修改pCT，将初始计划应用于新的vCT。根据解剖变化和剂量变化决定是否重新扫描。结果显示，根据vCT重新扫描评估比根据CT具有更高的特异性。 同样在2022年初，Bondesson等人使用DIR和4D-CBCT的4D-vCT方法，以使适应性质子治疗中实现准确的剂量计算。CBCT图像是一个肺体模，使用质子治疗的机载CBCT系统。由于4D-CBCT在质子治疗工作流程中还未应用于临床，文章使用MA-ROOSTER工作流程，根据3D CBCT图像生成4D-CBCT。结果表明，当具有相同的呼吸运动使用4D-CBCT生成4D-vCT用于质子剂量估计时，基于5 Gy、20 Gy和30 Gy的剂量阈值的伽马通过率(3%/3 mm)超过96.7%。 Sheikh等人对在质子治疗机构治疗的患者的合成ct(sCT)进行回顾性剂量计算。日常患者定位验证时，使用从机载成像系统中获得的计划CT和CBCT图像配准生成sCT。在sCT上重新做临床IMPT计划，比较当天质量保证CT(qCT)，比较两张图像之间的剂量分布。结果得知，虽然sCT不足以重新计划，但提供了计划的近似剂量学，并不会带来任何额外的成像剂量。 2023年，Sharma等人发表了儿童患者使用IG-IMPT全脑全脊髓照射的经验，包括了患者设置错误和改正策略的方法。使用2D千伏成像进行初始配准，如果设置变化在容差范围内，则使用机载CBCT成像生成6D校正向量，用于患者定位校正。如果超出容差范围，则对患者的位置进行物理调整，并使用另一张2D千伏图像评估，直到CBCT成像处于容差范围为止。这个过程在第5个分次后减少到每周两次。报告结果表明，患者定位和验证程序令人满意，而且非常稳健，所有偏差都符合边际要求。 接下来，小编将继续给大家介绍其他CBCT系统引导质子治疗的应用及应用过程中可能遇到的困难等精彩内容，敬请期待。(质子中国 编译报道) |
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