應(yīng)用錐形束CT研究IIB期宮頸癌放療擺位誤差

李杰慧

貴陽(yáng)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院（貴州省腫瘤醫(yī)院腫瘤科），貴州貴陽(yáng) 550000

應(yīng)用錐形束CT研究IIB期宮頸癌放療擺位誤差

李杰慧

貴陽(yáng)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院（貴州省腫瘤醫(yī)院腫瘤科），貴州貴陽(yáng) 550000

目的 探討應(yīng)用Synergy直線加速器配備的錐形束CT(CBCT)研究IIB期宮頸癌患者的調(diào)強(qiáng)放療擺位誤差，為初治IIB期宮頸癌CBCT引導(dǎo)的個(gè)體化放療計(jì)劃的設(shè)計(jì)提供相關(guān)依據(jù)。方法選取2013年12月—2014年7月該院采用CBCT圖像引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)放療系統(tǒng)(IGRT)治療15例IIB期宮頸癌初治患者,每次治療時(shí)均通過(guò)CBCT影像技術(shù)，將掃描重建的三維X線容積影像（XVI）與計(jì)劃CT圖像的靶中心進(jìn)行灰度自動(dòng)配準(zhǔn)，獲得患者調(diào)整前的線性及三維旋轉(zhuǎn)角度誤差。將這些誤差經(jīng)六維床調(diào)整校正后再重復(fù)掃描配準(zhǔn)，獲得調(diào)整后的誤差，分析擺位誤差變化的規(guī)律。結(jié)果 15例患者共獲得CBCT掃描840次。其中線性誤差（X軸、Y軸、Z軸）及三維旋轉(zhuǎn)角度誤差（u°、v°、w°）的(系統(tǒng)誤差±隨機(jī)誤差)分別為：調(diào)整前(-0.71±1.84)mm、(-0.48±2.64)mm、(-1.14±1.52)mm、(0.35±1.00)°、(-0.07±0.65)°、(-0.81±0.67)°；調(diào)整后(-0.29±0.65)mm、(0.59±0.69)mm、(-0.10±0.56) mm、(-0.04±0.52)°、(-0.04±0.41)°、(-0.12±0.48)°。調(diào)整前后的各線性誤差與三維旋轉(zhuǎn)角度誤差比較均有顯著性差異（P＜0.05）。結(jié)論IIB期宮頸癌患者放療時(shí)線性誤差Y軸方向最大、Z軸方向次之、X軸方向最小，而三維旋轉(zhuǎn)角度誤差u°最大，w°次之，v°最小。應(yīng)用CBCT測(cè)定其擺位誤差，并實(shí)時(shí)校正調(diào)整,可提高放療精確性。

錐形束斷層掃描；擺位誤差；IIB期宮頸癌；圖像引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)放療

對(duì)IIB期宮頸癌患者，放療是目前主要的治療手段。目前宮頸癌放療主要的體外照射技術(shù)包括:常規(guī)放療和精確放療,其中精確放療又包括三維適形放療(3D-CRT),調(diào)強(qiáng)放療(IMRT)以及圖像引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)放療(image-guided radiotherapy,IGRT)。三維適形及調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)以靜態(tài)CT為基礎(chǔ)圖像，所產(chǎn)生的高度適形靶區(qū)形狀的劑量分布只是解決靜止靶區(qū)的劑量適形。而每次治療中的擺位誤差將可能導(dǎo)致腫瘤靶區(qū)劑量不足進(jìn)而出現(xiàn)局部控制率下降、復(fù)發(fā)率上升，或者周圍正常組織內(nèi)出現(xiàn)高劑量區(qū)造成嚴(yán)重放療并發(fā)癥[1]。以IGRT技術(shù)引導(dǎo)放療，對(duì)擺位誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)在線校正調(diào)整,可以提高放療的精確性,保護(hù)周圍正常組織。該研究選取2013年12月—2014年7月收治的15例IIB期宮頸癌患者作為對(duì)象應(yīng)用Synergy直線加速器配備的KV級(jí)X線錐形束CT裝置（CBCT）和X線容積影像(XVI)實(shí)現(xiàn)圖像引導(dǎo)放療技術(shù)(IGRT)，實(shí)時(shí)在線糾正及分析IIB期宮頸癌放療中的擺位誤差變化情況，為初治IIB期宮頸癌CBCT引導(dǎo)下個(gè)體化放療計(jì)劃的設(shè)計(jì)提供相關(guān)依據(jù)，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇貴州省腫瘤醫(yī)院腫瘤科共15例經(jīng)病理學(xué)確診宮頸癌并FIGO分期為IIB期的初治患者。應(yīng)用Synergy直線加速器配備的KV-CBCT和XVI進(jìn)行調(diào)強(qiáng)放療，入組患者年齡29～61歲，中位年齡44歲，KPS評(píng)分均≥70分。

1.2 模擬定位和CT掃描

患者CT模擬定位前要求排空直腸及膀胱，在定位前1 h口服溫開(kāi)水800 mL并且憋尿使膀胱充盈，采用頭先進(jìn)仰臥位，碳纖底板加體部U型熱塑成型膜固定腹部及盆腔，雙手上舉至頭頂，交叉互抱對(duì)側(cè)手肘。用三維激光燈在擺位患者體表及體膜上做標(biāo)記，并用鉛點(diǎn)做正前面及兩側(cè)中心體表標(biāo)志，然后螺旋CT掃描機(jī)以5 mm的層厚獲取增強(qiáng)掃描圖像，掃描上界胸椎10～11椎間隙，下界:股骨上下1/2交界處。掃描后將圖像傳輸?shù)絆ncentra治療計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行放療設(shè)計(jì)。掃描時(shí)對(duì)直腸充盈程度的變化，目前還沒(méi)有統(tǒng)一的處理建議,通常認(rèn)為只有在CT掃描時(shí)發(fā)現(xiàn)直腸過(guò)度擴(kuò)張時(shí)需要排空直腸后重新進(jìn)行定位。

1.3 勾畫(huà)靶區(qū)及危及器官

目前臨床上IIB期宮頸癌放療靶區(qū)勾畫(huà)多參考RTOG推薦的宮頸癌盆腔調(diào)強(qiáng)放療臨床靶區(qū)勾畫(huà)共識(shí)[2]，CTV應(yīng)該包括全部宮頸、全部宮體、宮旁以及髂總、骸內(nèi)、髂外、閉孔淋巴引流區(qū)。對(duì)于陰道，若無(wú)受侵，勾畫(huà)上段1/2；若上段受侵，包括上2/3段；若廣泛浸潤(rùn)，則包括全陰道。靶區(qū)勾畫(huà)后在Oncentra治療計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行放療設(shè)計(jì)，完成后將外照射調(diào)強(qiáng)放射治療計(jì)劃及定位螺旋CT圖像傳輸至Synergy直線加速器及X線容積影像(XVI)。

1.4 CBCT掃描

在患者每次擺位前要求排空直腸及膀胱，在擺位前1 h口服溫開(kāi)水800 mL并且憋尿使膀胱充盈。治療前應(yīng)用Synergy直線加速器配備的KV-CBCT進(jìn)行掃描，獲取圖像約650幀。所用參數(shù)為Filter：F0；FOV：M20射野準(zhǔn)直器；KV:100～120 KV，旋轉(zhuǎn)掃描角度182°～260°開(kāi)始,至100°～180°結(jié)束。將獲取的CBCT三維重建的容積圖像與定位CT圖像自動(dòng)灰度配準(zhǔn)，配準(zhǔn)框包括全部靶區(qū)，得到調(diào)整前擺位誤差，包括線性誤差（X軸、Y軸、Z軸）和圍繞3個(gè)軸線的三維旋轉(zhuǎn)角度誤差（u°、v°、w°）。X軸、Y軸、Z軸分別代表身體的左右、頭腳和前后方向，u°、v°、w°分別代表繞X軸、繞Y軸、繞Z軸方向。將擺位誤差輸入6自由度自動(dòng)化移動(dòng)治療床，在線進(jìn)行等中心調(diào)整校正。再次掃描CBCT圖像與定位CT圖像匹配，獲得調(diào)整后線性和三維旋轉(zhuǎn)方向。收集所有病例每次治療時(shí)的各方向調(diào)整前后擺位誤差，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1．5 統(tǒng)計(jì)方法

用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計(jì)算所有患者各方向調(diào)整前后擺位誤差的均值(m)和標(biāo)準(zhǔn)差(sd)，用均值描述治療過(guò)程中的系統(tǒng)誤差，而標(biāo)準(zhǔn)差表示其隨機(jī)誤差[3]，誤差分析對(duì)正態(tài)性分布的用配對(duì)t檢驗(yàn)比較兩組間參數(shù)差異，非正態(tài)性分布的用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2．1調(diào)整前后CBCT掃描情況

15例患者共獲取調(diào)整前后CBCT掃描840次，調(diào)整前擺位誤差中線性誤差＞5 mm的X軸2次、Y軸10次、Z軸1次。三維旋轉(zhuǎn)角度＞3°的u°角度4次，其中線性誤差Y軸方向最大、Z軸方向次之、X軸方向最小，而三維旋轉(zhuǎn)角度誤差u°最大，w°次之，v°最小。上述誤差經(jīng)六維床調(diào)整后再次進(jìn)行CBCT掃描配準(zhǔn)，所得線性誤差均＜5 mm，三維旋轉(zhuǎn)角度均＜3°。

2．2調(diào)整前后的各線性誤差與三維旋轉(zhuǎn)角度誤差分析及比較

對(duì)各方向調(diào)整前后線性誤差（X軸、Y軸、Z軸）和圍繞3個(gè)軸線的三維旋轉(zhuǎn)角度誤差（u°、v°、w°）的均值(m)和標(biāo)準(zhǔn)差(sd)，即系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的分布及對(duì)比情況見(jiàn)表1。對(duì)表1中的調(diào)整前后的各線性誤差與三維旋轉(zhuǎn)角度誤差屬正態(tài)性分布，采用配對(duì)t檢驗(yàn)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。從表1的15例患者840次調(diào)整前后擺位誤差分布及對(duì)比情況中可以看出，調(diào)整后的線性誤差與三維旋轉(zhuǎn)角度誤差較調(diào)整前明顯減小。

表1 15例患者840次調(diào)整前后擺位誤差分布及對(duì)比情況（m±sd）

3 討論

對(duì)無(wú)手術(shù)指征的初治IIB期宮頸癌患者，放療作為有效的主要治療手段應(yīng)用于臨床。目前相關(guān)研究表明CBCT引導(dǎo)下的IGRT放療技術(shù)在盆腔放療中的應(yīng)用，可能會(huì)有助于降低擺位誤差，進(jìn)而縮小放療PTV靶區(qū)的范圍，提高放療的劑量及精確性，保護(hù)危及器官[1]。

擺位誤差(setup margin,SM)的概念由ICRU-62報(bào)告提出，是指相對(duì)于治療設(shè)備而言,患者靶區(qū)與照射野的位置關(guān)系中的所有不確定因素的總和。擺位誤差的主要來(lái)源為分次放療過(guò)程中產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。擺位誤差的大小反應(yīng)了放射治療過(guò)程中的精確性和重復(fù)性，是影響放射治療精確度的重要因素。該研究中使用CBCT、XVI及6自由度自動(dòng)化移動(dòng)治療床分析及實(shí)時(shí)在線校正調(diào)整15例初治IIB期宮頸癌患者放療中的擺位誤差，共進(jìn)行CBCT掃描840次，實(shí)現(xiàn)圖像引導(dǎo)放療技術(shù)(IGRT)。這些CBCT數(shù)據(jù)結(jié)果表明即便使用碳纖底板加體部U型熱塑成型膜固定腹部及盆腔，在放療過(guò)程中仍存在較大的擺位誤差。其中線性誤差Y軸方向擺位誤差最大，Z軸方向次之，X軸方向擺位誤差最小。而三維旋轉(zhuǎn)角度誤差偏移絕大部分的旋轉(zhuǎn)誤差小于3°，其中u°最大，w°次之，v°最小。這一結(jié)果與高坤等[4]研究結(jié)果一致。

而該研究所得的X方向擺位誤差較Y、Z方向的擺位誤差小，可能與患者采取仰臥位及體部U型熱塑成型膜固定腹部及盆腔，限制其左右運(yùn)動(dòng)有關(guān)。所有誤差中Y軸方向線性誤差與u°三維旋轉(zhuǎn)角度誤差均較大可能與宮頸癌放療時(shí)的腫瘤瘤體的消退、頭腳方向的開(kāi)放及靶區(qū)為非球形的長(zhǎng)形靶區(qū)[5]等有關(guān)。對(duì)比調(diào)整前后擺位誤差的分布情況以及（m±sd），結(jié)果顯示患者分次間的擺位誤差顯著減小。 IGRT技術(shù)引導(dǎo)放療，對(duì)線性誤差和三維旋轉(zhuǎn)角度誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)在線校正調(diào)整，可以大大縮小系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差,從而縮小放療靶區(qū)的范圍,提高放療的精確性,更好的保護(hù)了周圍正常組織[6-7]。同時(shí)，該研究數(shù)據(jù)中還發(fā)現(xiàn)調(diào)整后CBCT掃描匹配仍存在輕微的擺位誤差，這可能與機(jī)器精確度、糾正過(guò)程中器官的運(yùn)動(dòng)移位、病人自主和不自主活動(dòng)及重心偏移引起體位改變等因素有關(guān)[8]。此外,從該研究表1中的標(biāo)準(zhǔn)差(sd)來(lái)看，隨機(jī)誤差對(duì)放療精確性的影響同樣不容小視。考慮到隨機(jī)誤差的形成主要與人為因素有關(guān)，故患者每次擺位應(yīng)采取盡量保持患者自身體位的重復(fù)性、提高技術(shù)員的操作水平等有關(guān)措施，減少隨機(jī)誤差，提高放療的精確性。總之，初治IIB期宮頸癌根治術(shù)后放療中的擺位誤差是存在的，應(yīng)用CBCT實(shí)施圖像引導(dǎo)放療技術(shù)(IGRT)可在線實(shí)時(shí)糾正各方向的擺位誤差可有效提高放療的精確度，更好的保護(hù)周圍正常組織。

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A

1674-0742（2014）11（a）－0192-03

李杰慧（1979.6-），女，四川人，碩士，主治醫(yī)師，研究方向：乳腺腫瘤及婦科腫瘤方向。