利用射野照相驗(yàn)證片對(duì)胸部腫瘤放療擺位誤差的分析

郭小琳，王小虎，高力英，趙 林，劉志強(qiáng)

（甘肅腫瘤醫(yī)院，甘肅 蘭州 730050）

胸部腫瘤在全身惡性腫瘤中占相當(dāng)?shù)谋壤?，尤其是肺癌和食道癌，確診時(shí)已屬于中、晚期，而放射治療是其主要的治療手段之一。三維適形、調(diào)強(qiáng)放射治療作為現(xiàn)代放射治療技術(shù)，進(jìn)入“精確定位、精確計(jì)劃、精確治療”的時(shí)代，對(duì)照射野的準(zhǔn)確性要求更高。而在放射治療執(zhí)行過(guò)程中，每次治療擺位位置都會(huì)有所變化[1，2]，擺位所帶來(lái)的誤差不僅會(huì)導(dǎo)致部分靶區(qū)不能得到足夠的劑量，降低腫瘤局部控制率，還可能使高劑量區(qū)移至危及器官的區(qū)域內(nèi)，造成嚴(yán)重的并發(fā)癥[1，3，4]。了解擺位誤差的大小與來(lái)源對(duì)減少擺位誤差和對(duì)確定照射野合適的外放邊界具有非常重要的意義[5]。故應(yīng)用加速器雙曝光驗(yàn)證裝置及Photoshop 軟件測(cè)量本院胸部腫瘤擺位誤差，為做放射治療計(jì)劃時(shí)選擇臨床靶區(qū)（CTV）到計(jì)劃靶區(qū)（PTV）外擴(kuò)邊界的數(shù)值及為進(jìn)一步提高放射治療的準(zhǔn)確性提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

選取2010 年10 月至2013 年1 月在我科行三維適形、調(diào)強(qiáng)放射治療的胸部腫瘤患者30 例，年齡在45～81 歲，其中女性7 例，男性23 例，KPS≥70，包括中央型肺癌11 例，食道癌19例，均有上消化道X 線鋇餐片或CT 片及病理細(xì)胞檢查證實(shí)。有良好的自控能力。CT 模擬定位機(jī)，Simens-Primus 醫(yī)用直線加速器，并配備40 對(duì)多葉準(zhǔn)直器，放射治療專(zhuān)用拍片車(chē)、體部熱塑料記憶面網(wǎng)和碳纖維底板及B 型號(hào)固定枕（簡(jiǎn)稱“B 枕”），膠片，VIDAR 膠片掃描儀及Photoshop 圖像處理軟件、PLATO 8.0放射治療計(jì)劃系統(tǒng)。

1.2 方法

1.2.1 體位固定、CT 定位參考圖像的獲取 30 例胸部腫瘤患者均采用CT 模擬定位，患者仰臥于全碳纖維體架，雙手交叉抱肘置于顱頂，頭枕B 枕，有利于治療的舒適體位，熱塑體模覆蓋胸廓及肋弓骨凹凸成型固定。根據(jù)CT、X 線上消化道鋇餐片確定參考中心，調(diào)整激光線至腫瘤中心附近，按激光線在體模上

用紙質(zhì)膠布粘貼3 個(gè)定位十字線，在體表畫(huà)體模位置線，用含有鉛絲的定位板按激光線標(biāo)記身體兩側(cè)（左、右）和胸前3 個(gè)定位十字于體模上，給予CT 增強(qiáng)掃描，范圍為下頜水平至膈肌下2～3 cm，層厚為5 mm。為了減少呼吸運(yùn)動(dòng)的影響，掃描時(shí)囑咐患者平靜呼吸。CT 定位圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街委熡?jì)劃系統(tǒng)，勾畫(huà)腫瘤體積（GTV）、CTV，外擴(kuò)邊界暫定10 mm，計(jì)劃系統(tǒng)對(duì)定位CT 進(jìn)行三維重建，通過(guò)計(jì)劃系統(tǒng)默認(rèn)靶區(qū)中心點(diǎn)，即等中心點(diǎn)，由此為基礎(chǔ)自動(dòng)重建，生成數(shù)字重建射線圖像（DRR）（正、側(cè)位）作為參考圖像，設(shè)計(jì)三維適形、調(diào)強(qiáng)放射治療計(jì)劃。

1.2.2 射野驗(yàn)證圖像的采集 利用治療室的激光線、熱塑體模、碳纖維體架固定板等定位裝置，嚴(yán)格按照CT 模擬定位時(shí)相同體位進(jìn)行擺位，每次治療擺位均按適形、調(diào)強(qiáng)治療等中心操作流程規(guī)范進(jìn)行，采用加速器雙曝光照相技術(shù)驗(yàn)證射野的準(zhǔn)確性。將帶有中心坐標(biāo)標(biāo)記，大小8 cm×8 cm 的托板插入加速器托架槽中，驗(yàn)證片采用雙藥膜面的普通X 線片裝入CAWO 型兆伏級(jí)暗盒中置于機(jī)架對(duì)側(cè)垂直于射線束，在機(jī)架0°、準(zhǔn)直器0°，核對(duì)射野源皮距，射野大小40 cm×40 cm、劑量5 MU 完成第一次曝光；機(jī)架90°、準(zhǔn)直器0°時(shí)，調(diào)入患者治療計(jì)劃并核對(duì)需驗(yàn)證的射野現(xiàn)狀、大小、核對(duì)射野源皮距，劑量2 MU 完成第二次曝光。獲取圖像清晰、對(duì)比度好、能清楚顯示射野內(nèi)外骨性解剖結(jié)構(gòu)的射野驗(yàn)證片（正、側(cè)位），也就是實(shí)際治療位置的圖像。首次、每周正常治療前拍攝一次。

1.2.3 測(cè)量擺位誤差 擺位誤差是將加速器拍攝的射野驗(yàn)證圖像與DRR 骨性配準(zhǔn)而獲得的空間位置偏差，實(shí)際治療位置由射野驗(yàn)證片正、側(cè)位提供，治療參考位置是通過(guò)模擬定位CT 定位圖像為基礎(chǔ)，治療計(jì)劃系統(tǒng)產(chǎn)生DRR 正、側(cè)位提供。以DRR等中心處圖像大小為基準(zhǔn)，必須先配準(zhǔn)射野驗(yàn)證片與DRR 的邊框，利用Photoshop 軟件處理圖像，調(diào)整兩幅圖像的灰度、大小、旋轉(zhuǎn)方向，使椎體、棘突的清晰度與對(duì)比度達(dá)到最佳，選擇在圖像上均能識(shí)別的骨性解剖標(biāo)志作為參考點(diǎn)（氣管、隆突、胸椎、棘突），將射野驗(yàn)證圖像與DRR 配準(zhǔn)，分別測(cè)量射野驗(yàn)證片正、側(cè)位片中心點(diǎn)與DRR 中心點(diǎn)3 個(gè)方向的位移值，患者左右方向?yàn)閄 軸，頭腳方向?yàn)閅 軸，前后方向?yàn)閆 軸，通過(guò)正位圖像的配準(zhǔn)獲取患者X 軸、Y 軸擺位誤差，側(cè)位圖像配準(zhǔn)即可獲得患者在Y 軸、Z 軸擺位誤差，由于Y 軸的誤差分別是從正位、側(cè)位圖像配準(zhǔn)而獲取的數(shù)據(jù)，故最終取二者的平均數(shù)。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)分析 采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS15.0 對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)同一患者不同次治療間個(gè)體的擺位誤差計(jì)算出該患者擺位誤差平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，即個(gè)體的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，對(duì)個(gè)體系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差進(jìn)行分析，驗(yàn)證是否符合正態(tài)分布，再分別計(jì)算全組患者的個(gè)體系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的均數(shù)，也就是群體的系統(tǒng)誤差（∑）和隨機(jī)誤差（δ）。

2 結(jié)果

應(yīng)用Stroom 公式2∑+0.7δ 來(lái)確定CTV 到PTV 外放范圍，分別計(jì)算X 軸、Y 軸、Z 軸的外擴(kuò)數(shù)值。

30 例患者150 人次的射野位置驗(yàn)證以DRR 為基準(zhǔn)與射野驗(yàn)證片核對(duì)胸椎、棘突，測(cè)定射野中心點(diǎn)的誤差數(shù)據(jù)，其結(jié)果如下：

（1）150 人次在X、Y、Z 軸上的誤差范圍分別為-9.1 mm～8.2 mm、-12.5 mm～13.4 mm、-11.8 mm～11.2 mm。

（2）150 人次治療的系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差見(jiàn)表1。

表1 150 人次患者擺位誤差（mm）

（3）擺位擴(kuò)邊值。Stroom 等采用DVH 和靶區(qū)覆蓋可能性分析指出：99%的CTV 受到95%的處方劑量，由2∑+0.7δ，計(jì)算CTV 到PTV 的擴(kuò)邊大小，見(jiàn)表2。

表2 150 人次患者擺位擴(kuò)邊（mm）

3 討論

3.1 射野位置驗(yàn)證與擺位誤差的重要性

在適形、調(diào)強(qiáng)放射治療過(guò)程中，對(duì)靶區(qū)位置的準(zhǔn)確性要求很?chē)?yán)，但在每次治療實(shí)施過(guò)程中，仍不可避免地存在擺位重復(fù)性的差異。位置偏差過(guò)大可能會(huì)導(dǎo)致靶區(qū)漏照和正常組織過(guò)量照射，就會(huì)影響腫瘤的局控率和器官的并發(fā)癥發(fā)生率；因此，能否降低放射治療中的擺位誤差是適形、調(diào)強(qiáng)治療成敗的關(guān)鍵。擺位誤差即實(shí)際治療位置與治療參考位置的差異，擺位誤差來(lái)源于分次治療擺位過(guò)程的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差[6]，影響因素包括器官的運(yùn)動(dòng)，患者的運(yùn)動(dòng)，體形的變異，皮膚標(biāo)記點(diǎn)的不清楚等。從文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果來(lái)看，擺位誤差發(fā)生的概率很高，有50%的射野擺位誤差超過(guò)了5 mm[7]，故必須進(jìn)行位置驗(yàn)證。應(yīng)用雙曝光照相技術(shù)，可觀察到射野內(nèi)外骨性結(jié)構(gòu)，靶區(qū)及重要器官的保護(hù)情況；獲取胸部腫瘤放射治療擺位誤差，確定CTV 到PTV 外擴(kuò)邊界，對(duì)提高擺位精確度有非常重要的意義。

3.2 擺位誤差及影響擺位誤差的相關(guān)因素

本文通過(guò)應(yīng)用加速器雙曝光驗(yàn)證技術(shù)對(duì)30 例胸部腫瘤患者共進(jìn)行150 人次位置驗(yàn)證，分析等中心擺位誤差的數(shù)據(jù)，分布呈正態(tài)分布，據(jù)誤差數(shù)據(jù)分布范圍及擺位擴(kuò)邊值，結(jié)果顯示，患者CTV 到PTV 外擴(kuò)數(shù)值，在左右為5.99 mm，頭腳為9.11 mm，前后為8.33 mm。由于呼吸運(yùn)動(dòng)的上、下移動(dòng)影響骨性參考點(diǎn)（氣管、隆突）或射野中心點(diǎn)位置變化、女性乳房皮膚松弛易造成體模標(biāo)記線移位的差異是影響Y 方向隨機(jī)誤差數(shù)據(jù)的因素；腹脹狀態(tài)、整個(gè)療程體重的變化引起胸廓的改變而造成體膜緊張或松弛，是影響Z、Y 方向隨機(jī)誤差數(shù)據(jù)的因素，有報(bào)道顯示這一差異可達(dá)10%以上[8]。胸部腫瘤擺位的誤差主要發(fā)生在Y 、Z 方向，當(dāng)系統(tǒng)誤差增大時(shí)，隨機(jī)誤差也隨著增大，與Erridge[4]的結(jié)果基本相同，說(shuō)明本結(jié)果的可靠性。放射治療的擺位貫穿患者的整個(gè)治療過(guò)程，是保證照射野位置準(zhǔn)確性的重要環(huán)節(jié)，但胸部腫瘤患者存在呼吸運(yùn)動(dòng)、心臟搏動(dòng)及肺不張、阻塞性肺炎的變化，都可影響靶區(qū)的位置變化，擺位誤差是不可避免的。為了減少擺位誤差我們可考慮采取以下辦法：（1）成型體模固定可以適當(dāng)?shù)叵拗坪粑\(yùn)動(dòng)，盡量囑咐患者采取平靜呼吸，減少靶區(qū)的移動(dòng)幅度。（2）使用雙上肢手握桿固定裝置，防止因肢體與肩膀體位不固定引起皮膚的移位，皮膚體表標(biāo)記線與體模的差異。（3）整個(gè)療程患者每周稱體重，體重增加、體模過(guò)緊或肥胖者可調(diào)整治療時(shí)間（控制飲食），或重新定位；若體模過(guò)松造成身體在體模內(nèi)的移動(dòng)，影響靶區(qū)的準(zhǔn)確性，需重新設(shè)計(jì)治療計(jì)劃。（4）嚴(yán)格按適形等中心擺位技術(shù)操作流程擺位。擺位誤差是決定PTV 的重要因素之一，各醫(yī)院設(shè)備條件、人員素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平的差異，使得擺位誤差也存在著差異。因此各醫(yī)院根據(jù)本單位實(shí)際情況，測(cè)量并計(jì)算出本院的擺位誤差，適當(dāng)放大CTV 到PTV 的邊界數(shù)值，以保證精確放療的實(shí)施。

3.3 加速器雙曝光驗(yàn)證技術(shù)的推廣及應(yīng)用前景

本研究利用加速器雙曝光拍攝驗(yàn)證片對(duì)胸部腫瘤擺位誤差數(shù)據(jù)的測(cè)定與國(guó)內(nèi)、外的研究數(shù)據(jù)比較接近[9]，它不僅可以提高擺位精確度，減少擺位的不確定性因素，確定合適的計(jì)劃靶區(qū)邊界，對(duì)提高腫瘤的局控率，減少對(duì)周?chē)＝M織的照射，減少并發(fā)癥具有非常重要的意義。隨著加速器設(shè)備及適形、調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)的普及，對(duì)照射野靶區(qū)的準(zhǔn)確性要求更高，而基層醫(yī)院在尚未配備驗(yàn)證設(shè)備（EPID、IGRT），只能通過(guò)簡(jiǎn)單的模擬定位機(jī)進(jìn)行復(fù)位，難以準(zhǔn)確測(cè)量出擺位誤差。加速器雙曝光拍攝照射野驗(yàn)證技術(shù)具有技術(shù)成熟、操作簡(jiǎn)單、結(jié)果可靠、費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，為更好地減少與糾正擺位誤差提供了可靠的依據(jù)和有效的方法，尤其在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的西部地區(qū)具有廣泛的應(yīng)用前景，它的不足之處是在射野驗(yàn)證片與DRR 的對(duì)比過(guò)程中，存在著骨性解剖標(biāo)志勾畫(huà)不清楚，存在肉眼偏差而造成的誤差，影響了擺位誤差精度的測(cè)定。

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