基于IGRT技術(shù)的宮頸癌調(diào)強(qiáng)治療擺位誤差重復(fù)性研究

方燕青，倪 敏，陳榕欽，柏朋剛，瞿宜艷，陳文娟，倪曉雷

(1福建省腫瘤醫(yī)院 放療科，福建福州350014;2福建省龍巖市第一醫(yī)院 放療科，福建龍巖364000)

基于IGRT技術(shù)的宮頸癌調(diào)強(qiáng)治療擺位誤差重復(fù)性研究

方燕青1，倪 敏1，陳榕欽1，柏朋剛1，瞿宜艷1，陳文娟1，倪曉雷2

(1福建省腫瘤醫(yī)院 放療科，福建福州350014;2福建省龍巖市第一醫(yī)院 放療科，福建龍巖364000)

目的:利用IGRT技術(shù)采集的宮頸癌調(diào)強(qiáng)放射治療前三次的擺位誤差，研究宮頸癌的擺位重復(fù)性。方法:入組17例進(jìn)行調(diào)強(qiáng)放射治療的宮頸癌患者。治療的前三次進(jìn)行錐形束CT掃描，配準(zhǔn)獲得患者的擺位誤差。分析擺位誤差的變化和對(duì)三天之內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩配對(duì)t檢驗(yàn)，以獲得宮頸癌擺位的重復(fù)性規(guī)律。結(jié)果:數(shù)值絕對(duì)值矯正后，平移的誤差中沿著患者頭腳方向的誤差大于另外兩個(gè)方向的誤差。任意兩組的對(duì)比均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論:宮頸癌擺位中應(yīng)特別注意沿身體頭腳方向的平移誤差。治療中的擺位重復(fù)性無規(guī)律。再次擺位并沒有減少擺位差。應(yīng)進(jìn)行多次的CBCT掃描及體位矯正。

宮頸癌;IGRT;擺位誤差;重復(fù)性

近年來，隨著圖像引導(dǎo)技術(shù) (Image－guided radiotherapy，IGRT)在放射治療中的引入，大大提高了調(diào)強(qiáng)放射治療 (intensity－modulated radiotherapy，IMRT)的治療準(zhǔn)確性。宮頸癌放射治療的發(fā)展是有許多爭(zhēng)議的，主要因?yàn)閷m頸癌在放射治療的過程中由于膀胱的充盈度，小腸的移動(dòng)，直腸的排空與否等多種原因造成很難保證宮頸癌腫瘤和危及器官的劑量的準(zhǔn)確性。另外因?yàn)榕枨坏耐廨喞捎谄つw的拉伸等原因也造成的擺位誤差的增大。甚至有臨床醫(yī)生建議不使用IMRT技術(shù)來進(jìn)行宮頸癌放射治療。而IGRT技術(shù)很好給予解決此問題的可行方案［1～3］。然而在臨床實(shí)踐中如何使用IGRT技術(shù)，即如何來設(shè)定錐形束CT(Cone－beam CT，CBCT)及配準(zhǔn)的頻率也是一個(gè)很有爭(zhēng)議的問題。本研究對(duì)于宮頸癌調(diào)強(qiáng)放射治療開始的三次的CBCT配準(zhǔn)的擺位誤差進(jìn)行分析研究，以期給出合理掃描及配準(zhǔn)頻率。

1 材料與方法

1.1 病例基本資料

入組2013年1～12月，宮頸癌IMRT治療患者17例。患者采用仰臥位使用加熱塑型腹部網(wǎng)罩固定在底板上，然后進(jìn)行CT模擬定位掃描 (掃描層厚5mm);將CT圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至Pinnacle放射治療計(jì)劃系統(tǒng) (版本9.2)，并參考相關(guān)影像資料進(jìn)行靶區(qū)及危及器官勾畫，然后采用7野方案對(duì)患者進(jìn)行治療計(jì)劃設(shè)計(jì)。

1.2 CBCT掃描機(jī)配準(zhǔn)

在 Elekta Synergy(VMAT)加速器下使用CBCT系統(tǒng)的XVI(X－ray volume image)軟件來獲取患者的擺位圖像。掃描參數(shù)設(shè)置:濾線器F1，準(zhǔn)直器M20，曝光條件為120kV，657mA，掃描角度為360°。采用中等分別率重建方式。采用灰度配準(zhǔn)。配準(zhǔn)框設(shè)定范圍為腫瘤及其附近的骨性結(jié)構(gòu)。每個(gè)患者前三次治療均有掃描CBCT圖像并進(jìn)行了配準(zhǔn)。共計(jì)獲取擺位誤差51組。最后比較每個(gè)患者的每日誤差與其他天的差異。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS17.0軟件包，選用配對(duì)t檢驗(yàn)對(duì)患者的前三次治療誤差的左右平移 (Tx)，頭腳平移 (Ty)，前后平移 (Tz);沿相應(yīng)三個(gè)軸向的旋轉(zhuǎn) (Rx，Ry，Rz)進(jìn)行對(duì)比分析。為了分析的需要所有誤差數(shù)值均矯正為絕對(duì)值。

2 結(jié)果

2.1 三次平移誤差

平移誤差結(jié)果如圖1所示。規(guī)定第1，2，3天的沿左右軸平移用Tx1，Tx2，Tx3.其他類似頭腳為Ty，前后軸為Tz。平移配對(duì)t體檢驗(yàn)。Tx1對(duì)Tx2:t =0.41(P=0.68);Tx1對(duì) Tx3:t=1.02(P= 0.32);Tx2對(duì)Tx3:t=1.31(P=0.21)。Ty1對(duì) Ty2:t=0.89(P=0.38);Ty1對(duì)Ty3:t=0.14(P =0.89);Ty2對(duì)Ty3:t=1.38(P=0.18)。Tz1對(duì)Tz2:t=1.35(P=0.20);Tz1對(duì)Tz3:t=0.43(P =0.66);Tz2對(duì)Tz3:t=0.76(P=0.46)。統(tǒng)計(jì)學(xué)上任意兩組之間對(duì)比均無意義。通過絕對(duì)值矯正后的平移誤差的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差 (見表1)。

圖1 患者三次平移的誤差

表1 絕對(duì)值矯正后的平移誤差平均值及標(biāo)準(zhǔn)差

2.2 三次旋轉(zhuǎn)誤差

繞三個(gè)相應(yīng)軸的旋轉(zhuǎn)如圖2所示。相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)表示為Rx，Ry，Rz。旋轉(zhuǎn)各軸的配對(duì)t體檢驗(yàn)。Rx1對(duì)Rx2:t=0.60(P=0.56);Rx1對(duì)Rx3:t= 0.11(P=0.91);Rx2對(duì)Rx3:t=0.71(P=0.49)。Ry1對(duì)Ry2:t=0.85(P=0.41);Ry1對(duì)Ry3:t= 0.38(P=0.71);Ry2對(duì)Ry3:t=1.57(P=0.14)。Rz1對(duì)Rz2:t=1.86(P=0.0.08);Rz1對(duì)Rz3:t= 1.45(P=0.17);Rz2對(duì)Rz3:t=0.24(P=0.81)。統(tǒng)計(jì)學(xué)上任意兩組之間對(duì)比均無意義。通過絕對(duì)值矯正后的旋轉(zhuǎn)誤差的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差 (見表2)。

圖2 患者三次三個(gè)相應(yīng)軸旋轉(zhuǎn)的誤差

表2 絕對(duì)值矯正后的旋轉(zhuǎn)誤差平均值及標(biāo)準(zhǔn)差

3 討論

IGRT技術(shù)是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)。主要是利用治療時(shí)獲取的患者實(shí)際體位圖像數(shù)據(jù)與治療計(jì)劃的CT圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，以便得到患者的的擺位誤差，然后通過各種機(jī)械的方式進(jìn)行誤差的校準(zhǔn)，最終達(dá)到提高治療精確性的目的。而兩組圖像的配準(zhǔn)對(duì)于誤差的影響有關(guān)鍵性的作用。楊海松等［4］對(duì)于灰度配準(zhǔn)和骨配準(zhǔn)的方式進(jìn)行了比較。雖然使用骨配準(zhǔn)有明顯的縮短時(shí)間的作用。但是本研究中還是使用灰度配準(zhǔn)的方式。因?yàn)樵趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)，患者的股骨頭在擺位中發(fā)生了明顯的空間移位。如果使用骨配準(zhǔn)，在骨頭配準(zhǔn)準(zhǔn)確無誤后，腫瘤或外輪廓會(huì)有較大的誤差。因此建議應(yīng)該主要使用灰度配準(zhǔn)，然后參考檢查骨頭的配準(zhǔn)情況來得到正確的擺位誤差。

無可置疑，IGRT技術(shù)可以大大提高腫瘤治療的準(zhǔn)確性。但是對(duì)于CBCT掃描的頻率和對(duì)誤差矯正的次數(shù)，還有比較大的爭(zhēng)議。在本醫(yī)院，臨床實(shí)踐中僅在IMRT治療的第一次進(jìn)行CBCT掃描和體位矯正。觀點(diǎn)是第一獲取的誤差可以對(duì)于以后的治療次數(shù)進(jìn)行參考。在本研究中可以看到在平移的誤差 (見表1)中沿著患者頭腳方向的誤差大于另外兩個(gè)方向的誤差。應(yīng)該引起足夠的重視。原因是采用網(wǎng)罩本身的原因造成的。因?yàn)閷?duì)于患者左右和前后軸向網(wǎng)罩都能很好的限制，但是頭腳方向需要患者躺在其中，無法限制而有比較大的誤差。除了這一規(guī)律以外，任意兩次的對(duì)比中，其均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。從某種程度說，宮頸癌患者IMRT治療的擺位誤差是隨機(jī)性的。其并不會(huì)因?yàn)橛械牡谝粩[位，在第二次擺位中會(huì)減少誤差?；诖耍ㄗh在條件允許時(shí)，應(yīng)該盡量采用多次CBCT掃描和體位矯正。

本研究?jī)H使用了治療的前三次的擺位誤差進(jìn)行分析。主要是宮頸癌在IMRT治療的進(jìn)行中體型有較大變化。如本研究的數(shù)據(jù)所示。而隨著患者治療的進(jìn)行?；颊唧w重和外輪廓的變化等將對(duì)于擺位誤差產(chǎn)生更大的影響。使用前三次的擺位誤差主要是減少這些因數(shù)的影響。而從另外的方面也說明在治療中的應(yīng)該盡可能多的 CBCT掃描配準(zhǔn)和體位矯正。

本研究已經(jīng)盡可能的避免了膀胱的充盈度，小腸的移動(dòng)，直腸的排空與否等因數(shù)的影響。在治療前的固定的時(shí)間進(jìn)行喝水保證膀胱的充盈度。同一天安排相近時(shí)間治療，盡量保持直腸的排空的程度。但是依然擺位誤差沒有很好的規(guī)律性?；蛟S使用最新的自適應(yīng)放射治療技術(shù)才能解決這一問題。

［1］王多明，秦永輝，古麗娜·庫爾班，等.宮頸癌在圖像引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)放療中擺位誤差的分析［J］.新疆醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，35(3):288－292，296.

［2］綦向.圖像引導(dǎo)下的宮頸癌自適應(yīng)調(diào)強(qiáng)放射治療［J］.中醫(yī)臨床研究，2014，6(27):139－141.

［3］烏曉禮，王利華，索志敏，等.應(yīng)用錐形束CT分析宮頸癌放射治療中的擺位誤差［J］.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，6:438－441.

［4］楊海松，聶曉歷，劉利彬，等.不同匹配方式對(duì)宮頸癌圖像引導(dǎo)放射治療擺位誤差的影響［J］.福建醫(yī)藥雜志，2012，34(2):103－105.

Investigation of the frequency of setup correction for cervical cancer during image－guided radiotherapy in intensity－modulated radiotherapy

FANG Yan－qing1，NI Min1，CHEN Rong－qin1，BAI Peng－gang1，QU Yi－yan1，CHEN Wen－juan1，NI Xiao－lei2
(1Department of Radiation Oncology，F(xiàn)ujian Provincial Cancer Hospital，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian，350014，China; 2Department of Radiation Oncology，Longyan first hospital of Fujian，Longyan，F(xiàn)ujian，364000，China)

Objective:To investigate the frequency of setup correction for cervical cancer during image－guided radiotherapy(IGRT)in intensity－modulated radiotherapy(IMRT).Methods:17 patients with cervical cancer were treated by IMRT and IGRT. Cone－beam CT(CBCT)were acquired at the first，second and third fraction.CBCT and planning CT were registered and got the setup errors.The errors were done the statistic analysis using paired t－test.Results:Using absolute value of setup errors，The average value of y－axis shift(superior－inferior direction)was obviously larger than other axes.There are no significant in statistics for any two groups of setup error.Conclusion:We must pay attention to the shift of y－axis for cervical cancer during image－guided radiotherapy.The setup error was at random each fraction.So we must scan more times using CBCT and correct setup errors to get accurate treatment.

Cervical cancer;Image－guided radiotherapy;Setup error;Frequency

R737.33

A

1002－2376(2015)03－0015－03

2014－12－08