影響伽馬刀治療質(zhì)量因素的分析

陸籠輝，王 莉，丁滌非，胡 凱，張 華，丁慶社

0 引言

伽馬刀技術(shù)與普通放療技術(shù)和適形調(diào)強(qiáng)技術(shù)不同，其特點(diǎn)是多束聚焦、劑量分布集中、邊緣劑量變化梯度大，1mm的誤差會(huì)導(dǎo)致周邊最小劑量10%量級(jí)的變化[1]，質(zhì)量控制貫穿于伽馬刀治療的整個(gè)過程中。在伽馬刀立體定向放射治療（stereotactic radio therapy，SRT）治療模式中，定位和治療計(jì)劃制定及實(shí)施的各階段，存在多種影響質(zhì)量控制的不確定因素[2]，這些不確定因素的共同作用對(duì)伽馬刀治療效果產(chǎn)生影響，同時(shí)各個(gè)因素在治療過程中起到的作用不同，因此其重要性亦不相同。為保證伽馬刀的治療質(zhì)量，有必要對(duì)各個(gè)因素的重要性進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定各個(gè)影響因素的權(quán)重是評(píng)價(jià)伽馬刀治療質(zhì)量關(guān)鍵的任務(wù)[3]。權(quán)重是某一指標(biāo)在整體評(píng)價(jià)中的相對(duì)重要程度。本文嘗試通過主觀評(píng)分法和客觀層次分析的方法，量化這些不確定因素，確定影響治療質(zhì)量各個(gè)因素的權(quán)重。在臨床工作實(shí)踐中充分考慮到這些影響因素的存在，在伽馬刀計(jì)劃設(shè)計(jì)及實(shí)施的各階段，提高預(yù)防意識(shí)，減小這些不確定性因素帶來的影響，有效提高伽馬刀的治療質(zhì)量。

1 方法

本文從臨床醫(yī)生和物理師2個(gè)角度選取12個(gè)易影響質(zhì)量控制的不確定因素，建立層次結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

圖1 不確定因素層次結(jié)構(gòu)圖

選取臨床醫(yī)生7名和物理師2名分別對(duì)12個(gè)易影響質(zhì)量控制的各個(gè)因素獨(dú)立評(píng)分，統(tǒng)計(jì)分析評(píng)分結(jié)果后，將評(píng)分結(jié)果返還給各臨床醫(yī)生和物理師，要求在前一輪評(píng)分結(jié)果的基礎(chǔ)上重新修正評(píng)分。共經(jīng)過3輪修正得到最終評(píng)分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 構(gòu)造判斷矩陣

根據(jù)第3輪最終評(píng)分的結(jié)果，建立構(gòu)造判斷矩陣如下：

影響質(zhì)量控制因素矩陣 A（B1，B2）：

臨床醫(yī)生矩陣B1（C1，C2，C3，C4，C5，C6）：

物理師矩陣B2（C7，C8，C9，C10，C11，C12）：

3 矩陣計(jì)算結(jié)果

層次分析法是利用下一層次因素的相對(duì)排序去求得上一層次因素的相對(duì)排序。本文利用Excel的單元格式、函數(shù)運(yùn)算和公式編輯，用方根法設(shè)計(jì)計(jì)算過程，得到矩陣中影響質(zhì)量控制各個(gè)因素的單排序和總排序。通過判斷矩陣的特征值和特征向量，計(jì)算每一層次的因素相對(duì)于上一層次而言的權(quán)重值，計(jì)算單排序權(quán)重值。然后通過重建C1～C12各個(gè)影響因素對(duì)影響質(zhì)量控制因素A的矩陣，計(jì)算C1～C12各影響因素的組合權(quán)重。

計(jì)算影響因素臨床醫(yī)生B1、物理師B2對(duì)于影響質(zhì)量控制因素A的單排序，見表2。

計(jì)算影響質(zhì)量控制因素C1～C6對(duì)于臨床醫(yī)生B1的單排序，見表3。

表2 影響因素臨床醫(yī)生B1、物理師B2對(duì)于因素A的單排除

表3 影響因素C1～C6對(duì)于因素B1的單排序

計(jì)算影響質(zhì)量控制因素C7～C12對(duì)于物理師B2單排序，見表4。

表4 影響因素C7～C12對(duì)于因素B2的單排序

各個(gè)影響質(zhì)量控制因素C1～C12對(duì)影響質(zhì)量控制因素A的總排序，見表5。

表5 影響因素C1～C12對(duì)于因素A的單排序

4 層次分析結(jié)果

在所構(gòu)建的層次系統(tǒng)中，表5中數(shù)據(jù)提示權(quán)重居于前3位的是腫瘤靶區(qū)（gross tumor volume，GTV）（C1=0.396 1）、治療連續(xù)性（C4=0.114 0）、診斷準(zhǔn)確性（C3=0.089 1）。此權(quán)重計(jì)算的結(jié)果與臨床工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是一致的。精確放療技術(shù)通過GTV勾畫達(dá)到生物的適形性[4]，伽馬刀屬于精確放療，擁有能量聚焦的優(yōu)勢(shì)，但其適形性差，因此在治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的過程中，GTV靶區(qū)勾畫是非常重要的步驟，直接關(guān)系到腫瘤靶區(qū)的完整性和有效照射劑量的分布。精確地勾畫GTV可以避免漏照射或多照射的發(fā)生，可以提高靶區(qū)劑量覆蓋率[5]，降低并發(fā)癥的發(fā)生[6]。國外文獻(xiàn)報(bào)道，放療精確性與GTV、腫瘤臨床靶區(qū)（clinical target volume，CTV） 和計(jì)劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）之間外擴(kuò)成相關(guān)。治療連續(xù)性（C4=0.114 0）受到放射生物學(xué)方面的不確定性因素的影響，時(shí)間劑量分割應(yīng)充分考慮到腫瘤細(xì)胞的增殖狀態(tài)和乏氧細(xì)胞的再氧合。診斷準(zhǔn)確性（C3=0.089 1）與個(gè)人的臨床工作經(jīng)驗(yàn)有一定的關(guān)系，盡管GTV勾畫非常重要，但臨床工作中GTV靶區(qū)勾畫往往也與診斷準(zhǔn)確性直接相關(guān)[7]，存在一定的主觀性。良好的影像質(zhì)量（C5=0.060 4）與診斷準(zhǔn)確性（C3=0.089 1）的權(quán)重值幾乎一致，提示影像質(zhì)量與診斷準(zhǔn)確性在伽馬刀治療計(jì)劃設(shè)計(jì)過程中影響作用差異不大。在臨床工作實(shí)踐中，良好的影像質(zhì)量與診斷的準(zhǔn)確性在一定程度上存在互補(bǔ)性，良好的影像質(zhì)量能夠提高診斷準(zhǔn)確性，有助于精確勾畫靶區(qū)；同時(shí)診斷準(zhǔn)確性在一定程度上可以彌補(bǔ)影像質(zhì)量的不足。Weiss等[8]認(rèn)為，診斷準(zhǔn)確性的差異對(duì)靶區(qū)的勾畫存在一定的影響。Kelsey等[9]報(bào)道，影像學(xué)圖像大于實(shí)際的病理結(jié)果，腫瘤術(shù)前范圍明顯小于術(shù)后病理結(jié)果。定位間誤差（C2=0.085 4）在排序中排在前列，而治療中器官移動(dòng)（C9=0.034 1）重要性的權(quán)重略低。在伽馬刀治療中的誤差產(chǎn)生主要是在定位和重復(fù)擺位階段，此數(shù)據(jù)提示制定個(gè)性體模時(shí)應(yīng)充分考慮到器官移動(dòng)帶來的誤差，體表標(biāo)示定位點(diǎn)時(shí)應(yīng)充分考慮到皮膚牽拉程度、骨性標(biāo)志是否明顯以及呼吸運(yùn)動(dòng)等因素，這些因素直接影響到后序階段的CT圖像采集和治療期間的重復(fù)擺位，在計(jì)劃制定階段控制誤差的范圍可以將治療中器官移動(dòng)帶來的誤差影響降到最低。Kitamura等[10]發(fā)現(xiàn)，保證治療質(zhì)量的關(guān)鍵在于治療的過程中盡量保證體位的一致，減少因體位變化引起的器官移動(dòng)。技術(shù)員（C8=0.038 7）在重復(fù)擺位時(shí)能夠有效減少體位各方向誤差（旋轉(zhuǎn)）（C7=0.045 1），其熟練程度對(duì)控制各方向移動(dòng)（旋轉(zhuǎn)）的誤差有一定的影響，但其控制誤差的程度是有限的，有時(shí)往往會(huì)帶來新的誤差。設(shè)備精度（C10=0.028 5）、計(jì)劃復(fù)雜度（C11=0.014 0）、計(jì)算模型（C12=0.006 3）這 3項(xiàng)屬于系統(tǒng)誤差范圍，在治療階段帶來誤差的影響不大，這與我們通常的認(rèn)識(shí)是一致的。良好的設(shè)備狀態(tài)、高效的算法屬于治療的前期準(zhǔn)備工作，計(jì)劃越復(fù)雜越容易產(chǎn)生誤差，而計(jì)算模型在治療過程中修正誤差的能力有限的[11]，因此伽馬刀治療中在保證治療質(zhì)量的前提下，靶點(diǎn)數(shù)應(yīng)越少越好，同時(shí)治療時(shí)間越短越好，而且治療時(shí)間短容易保證治療的連續(xù)性（C4=0.114 0）。腫瘤細(xì)胞增值狀態(tài)、敏感性（C6=0.024 1）、權(quán)重值不高，通過放射生物學(xué)我們知道此因素與適應(yīng)證密切相關(guān)，在治療中引起誤差現(xiàn)象中占的比例不大。

5 討論

直接評(píng)分法和層次分析法是一種系統(tǒng)分析方法，是定性定量分析多目標(biāo)、多因素的工具，對(duì)問題的分析客觀合理[12]，有一定的邏輯性和嚴(yán)密性[13]。此次計(jì)算過程中，盡管分析結(jié)果與臨床經(jīng)驗(yàn)基本一致，但我們也發(fā)現(xiàn)一些不足。在直接評(píng)分階段，所選取的臨床醫(yī)生和物理師人員中，人員的工作經(jīng)驗(yàn)和資歷存在一定的差異，對(duì)各個(gè)因素的評(píng)分存在一定的影響。本文重點(diǎn)嘗試量化影響質(zhì)量控制因素的方法，通過各個(gè)影響因素的權(quán)重值，認(rèn)識(shí)理解各個(gè)影響因素在治療過程中所占的重要性，從而在臨床實(shí)踐中有效控制影響質(zhì)量的各個(gè)因素，優(yōu)化治療計(jì)劃，提高伽馬刀的治療質(zhì)量。

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