昆明医科大学第二附属医院肿瘤中心是云南省最早使用伽玛刀精确放疗技术治疗肿瘤的单位，目前已安装医用头部伽马刀、新一代INFINITY直线加速器，是以医疗、教学、科研为主导的放化疗、分子靶向及免疫治疗为一体的肿瘤综合治疗中心。目前在编床位67张，开放床位110张，此外还有日间化疗病房，年均门诊量7000余人次，年出院病人5000余人次。专科服务能力居全省前列。
为充分发挥特色专科优势，加强广大群众对肿瘤常见治疗手段——图像引导放疗技术（IGRT）和精准放疗技术的认识，本期“抗癌之星云课堂”，由肿瘤科高石林放疗技师分享锥形束CT（CBCT）和4D-CBCT知识及应用，希望对大家有所帮助。
精准放疗即定位精准、计划精准、治疗精准。以往的放疗手段存在一定局限性且误差较大，为进一步增强治疗精准度，肿瘤放射治疗便引入了一系列先进技术来为精准放疗保驾护航，其中就有不得不提的CBCT和4D-CBCT。精准放射治疗技术是当前放疗的发展趋势，CBCT和4D-CBCT应用是开展高端精准放疗的保障。
一、什么是CBCT？
CBCT是Cone beam CT的简称，即锥形束CT。顾名思义是锥形束投照计算机重组断层影像设备，其原理是X线发生器以较低的射线量（通常球管电流在10毫安左右）围绕投照体做环形DR（数字式投照）。然后将围绕投照体多次（180次-360次，依产品不同而异）数字投照后“交集”中所获得的数据在计算机中重组，重建后进而获得三维图像。CBCT获取数据的投照原理和传统扇形扫描CT是完全不同的，而后期计算机重组的算法原理有类似之处。
CBCT与体层CT（螺旋CT）的最大区别在于体层CT的投影数据是一维的，重建后的图像数据是二维的，重组的三维图像是连续多个二维切片堆积而成的，其图像金属伪影较重。而CBCT的投影数据是二维的，重建后直接得到三维图像。从成像结构看，CBCT用三维锥形束X线扫描代替体层CT的二维扇形束扫描；与此相对应，CBCT采用一种二维面状探测器来代替体层CT的线状探测器。显然，CBCT采用锥形束X线扫描可以显著提高X线的利用率，只需旋转360度即可获取重建所需的全部原始数据，而且用面状探测器采集投影数据可以加速数据的采集速度；CBCT所具有的另一个优势就是很高的各向同性空间分辨力。
二、什么是4D-CBCT？
在常规的CT定位和CBCT复位中，常忽略了由呼吸运动引起的运动误差，降低了靶区的勾画精度，从而使得最后放射治疗过程中的剂量计算不准确，给放射治疗带来更多的不确定因素。为了精准捕捉到肿瘤的运动轨迹，诞生了4D CT技术。
那么什么是4D CT呢？其实类似于我们的心脏检查技术，引入了时间因素，通过外部施加门控的方式，精确捕捉肿瘤在每个呼吸时相的动态运动轨迹。
目前呼吸门控的控制方式有：
1.Breath hold（呼吸控制）：外源性呼吸控制（腹部加压）和自我呼吸限制（屏气）患者不舒服，而且不能很好地控制呼吸。
2.慢速CT：平静呼吸下，同一层面连续扫描重复性优于常规CT，能较好地反映肿瘤运动情况，不借助外部装置。缺点：时间长，辐射大。
3.前瞻性4D CT：检测外部呼吸运动，使射线束放射周期与呼吸同步，只在特定呼吸时相开启射线束；该技术的主要缺点是工作周期长。
4.回顾性4D CT：自主呼吸下，系统根据呼吸波形低pitch值螺旋扫描，重建出10组相位图。准确反映相位信息，最后进行MIP和Average重建。临床实际应用中多以回顾性4D CT为主。
4D-CT的优劣势有：
同时，4D-CT与普通CT在扫描时间上有一定区别。假如在完整一次扫描中共捕捉到患者15个时相呼吸波形，一个时相假如为6S，总的采集时间为90S。我们将获得第一个时相的波形图分成10等份，0%默认为吸气相的最高点，50%为呼气相的最低点。在连续进床后，后面依次获得的14个时相波形图按照同样的方式跟第一个波形图进行融合，从而获得具有10个动态期相的4DCT图像。最后可以结合10期动态图像进行MIP和AIP重建。
这里有很多患者会有疑问，4D CT采集90s的时间，岂不是病人接受了很高的辐射剂量？其实不然，用FBP算法进行重建4D图像的时候确实会比常规CT剂量要高一些，这里是因为4D采集的时候为了减少条状伪影和FBP算法采样不足的情况，我们会将mAs设置的比常规CT高一些，这里大家注意是mAs，不是mA。但是，既然是螺旋扫描，那么辐射剂量的统计不只是和MAS有关，转速和螺距（Pitch）的选择对辐射剂量的影响同样重要。
综上所述，4D-CT图像虽然扫描时间长，但是并不会带来很高的剂量，请各位放疗患者放心接受治疗。
三、CBCT和4D-CBCT的适用范围？
CBCT和4D-CBCT是日常放疗复位、位置验证的必备硬件，是开展图像放射治疗（IGRT）、精确立体定向放射治疗（SBRT）的保障。
CBCT适用于全身肿瘤放疗复位、位置验证，4D-CBCT适用于肺部、肝脏、腹腔等肿瘤因呼吸动度或胃肠蠕动过大导致治疗时位置偏差修正，是精准放疗的“保护伞”和导航。
科普专家
高石林，本科，昆医大附二院肿瘤科放疗技师。肿瘤科甲状腺乳腺外科团支部书记，昆明医科大学青年志愿服务项目大赛附二院指导教师，工会积极分子。
擅长：各种良恶性肿瘤的精准放疗及多种先进放疗辅助技术。
门诊时间：每周一到周五全天，周六早上（6号楼负一楼肿瘤科门诊）
科普专家：肿瘤科 高石林
