影像驗(yàn)證系統(tǒng)在鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療中的應(yīng)用

黃焱秋 周春駿 余忠全 周元波

鼻咽癌的治療以放射治療為首選，其局部控制率與處方劑量以及給予靶區(qū)劑量的精確性有直接關(guān)系［1］。鼻咽部周邊的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大量的重要器官毗鄰鼻咽原發(fā)灶靶區(qū)而需要得到保護(hù)。IMRT可使腫瘤靶區(qū)得到準(zhǔn)確的劑量，同時(shí)周圍正常組織和危險(xiǎn)器官可得到充分保護(hù)［2］。但是調(diào)強(qiáng)放療對(duì)擺位的精確度提出了極高的要求，而且鼻咽癌IMRT是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，所以保證每次擺位的重復(fù)性對(duì)鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療來(lái)說(shuō)有著至關(guān)重要的作用。EPID是測(cè)量擺位誤差的一個(gè)重要手段，但在EPID圖像之間進(jìn)行擺位重復(fù)性誤差測(cè)量的研究鮮有報(bào)道。

1 材料與方法

1.1 資料與設(shè)備

1.1.1 一般資料 80例經(jīng)過(guò)病理學(xué)檢查診斷為鼻咽癌患者，均為采用調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)入列的患者。排除依從性差的患者。

1.1.2 設(shè)備材料 醫(yī)科達(dá)(Elakta)precise直線加速器，電子射野影像驗(yàn)證系統(tǒng)(iView-GT EPID)，西門(mén)子16排CT(SOMATOM sensation16)，核通數(shù)字化模擬機(jī)(Nucletron SIMULIX HQ)，三維治療計(jì)劃系統(tǒng)(Pinnacle-RTP System 8.0m)，全碳素纖維頭頸肩架和9個(gè)固定點(diǎn)的頭頸肩熱塑面罩，恒溫水箱等。

1.2 方法

1.2.1 體位固定 根據(jù)治療需要和患者的舒適程度選擇好合適的頭枕，使用頭頸肩熱塑面罩對(duì)患者進(jìn)行個(gè)體化固定。

1.2.2 定位方法 選取3 mm層厚，范圍由顱底線上10 cm至鎖骨下3 cm進(jìn)行CT掃描。掃描圖像傳輸至Pinnacle治療計(jì)劃系統(tǒng)，在三維治療計(jì)劃系統(tǒng)上進(jìn)行靜態(tài)野調(diào)強(qiáng)計(jì)劃設(shè)計(jì)。方案為7-9野IMRT技術(shù)，30次，每周5次。治療計(jì)劃通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紼lakta-precise直線加速器，DRR圖像及適時(shí)野MLC圖像傳輸至iView-GT。

1.2.3 圖像的獲取與比較 每位患者第一次開(kāi)始治療前，利用EPID采用雙曝光技術(shù)，拍攝0°、80°和280°適時(shí)野圖像，以后每周拍攝相同適時(shí)野圖像。所有EPID圖像保存在iView-GT內(nèi)。第一次的EPID圖像與TPS的DRR圖像進(jìn)行融合比較，以確定第一次的EPID圖像的準(zhǔn)確性。將每周拍攝的EPID適時(shí)野圖像通過(guò)骨性標(biāo)志和氣管腔室與第一次的EPID圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)比較，即可測(cè)量出兩幅圖像在前后、左右及頭腳方向的重復(fù)性偏差。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

1125個(gè)誤差測(cè)定值均以各個(gè)方向的最大偏差作為該方向的擺位重復(fù)性偏差。各方向偏差之間的差異采用卡方檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

80例患者共拍攝1125幅圖像，測(cè)得前后、左右和頭腳三個(gè)方向共1125個(gè)誤差測(cè)定值。最大誤差范圍在 -3.5～4.0 mm，在前后、左右、頭腳三個(gè)方向誤差≤1 mm 的分別占 83.7%、91.7%、76.0%，1 mm ＜ 誤差≤2 mm 的分別占 13.9%、6.4%、19.2%，誤差 ＞2 mm 的分別占 2.4%、1.9%、4.8%，各方向間的重復(fù)性誤差經(jīng)卡方檢驗(yàn)具有顯著差異性，數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 各方向的重復(fù)性誤差測(cè)量數(shù)據(jù)表(例，%)

3 討論

放射治療的目標(biāo)是努力提高放射治療的增益比［3］，使靶體積得到足夠的劑量而周圍正常組織和器官得到充分的保護(hù)。鼻咽癌的臨床靶體積一般為凹形分布，中間是脊髓、腦干，周圍有腮腺、視神經(jīng)等諸多需要保護(hù)的危險(xiǎn)器官，因此被認(rèn)為最適合運(yùn)用調(diào)強(qiáng)放射治療［4］。也是基于以上鼻咽部及頸部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，因而實(shí)施放射治療時(shí)擺位的精確度對(duì)正常組織的保護(hù)，對(duì)腫瘤治療質(zhì)量的保證有重要意義［5］。在整個(gè)調(diào)強(qiáng)放療過(guò)程中，影響治療的誤差主要有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，系統(tǒng)誤差對(duì)于某一患者來(lái)說(shuō)幾乎是恒定不變的［6］，而隨機(jī)誤差的產(chǎn)生有很多不確定性。每次治療時(shí)患者的擺位位置會(huì)有所變化，而這種擺位的不精確性可能造成靶區(qū)漏照，也可能使高劑量區(qū)移到危險(xiǎn)器官的區(qū)域內(nèi)，造成嚴(yán)重并發(fā)癥和后遺癥。ICRU第24號(hào)報(bào)告指出［7］:靶區(qū)劑量偏離最佳位置±5%時(shí)，就有可能使原發(fā)腫瘤失控，加大局部失控的幾率或引起放射并發(fā)癥增加，而擺位誤差很可能會(huì)改變計(jì)劃設(shè)計(jì)所規(guī)定的靶區(qū)劑量的大小及劑量的分布。有學(xué)者研究指出若誤差＞1.5 mm，擺位誤差明顯降低了靶區(qū)劑量，98%大體腫瘤體積所接受的劑量平均減少3.8 Gy，原發(fā)灶靶體積平均減少4.8 Gy［8］。調(diào)強(qiáng)放療是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，需要幾十次的重復(fù)擺位，在設(shè)計(jì)放射治療計(jì)劃的過(guò)程中，擺位誤差是設(shè)定PTV外放邊界的主要因素［9-10］，因此對(duì)擺位誤差的測(cè)量用于糾正擺位偏差，提高每次擺位的重復(fù)性就顯得尤為重要。目前國(guó)內(nèi)外常用于擺位檢測(cè)和驗(yàn)證的圖像方式主要有以下幾種:由電子射野成像裝置(EPID)獲得的兆伏級(jí)X線片(MVDR)，附加的加速器機(jī)載X射線成像裝置獲得的千伏級(jí)X線片(KVDR)和錐形束電子計(jì)算機(jī)斷層圖像(CBCT)［11-12］，使用EPID的MVDR圖像配準(zhǔn)比CBCT具有更高的效率［13］。鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療過(guò)程中存在的擺位誤差，可以在EPID系統(tǒng)下進(jìn)行實(shí)時(shí)擺位誤差糾正［14］。通過(guò)好的體位固定方式和分次擺位適時(shí)野的重復(fù)性驗(yàn)證，可以調(diào)整、減少和糾正重復(fù)性誤差的出現(xiàn)，使其控制在可接受的范圍之內(nèi)。據(jù)Hurkmans等［9］總結(jié)了頭頸部腫瘤放射治療時(shí)的擺位誤差，理想的頭頸部腫瘤放療擺位誤差應(yīng)在2 mm以下，而每次擺位的的重復(fù)性誤差也是影響誤差控制在該范圍之內(nèi)的重要因素。運(yùn)用EPID圖像與TPS的DRR圖像之間進(jìn)行誤差比較有諸多報(bào)道，但因EPID圖像與DRR圖像在骨性標(biāo)志方面很難顯示一致，誤差的測(cè)定準(zhǔn)確性很難如人意。該研究運(yùn)用EPID圖像之間進(jìn)行擺位重復(fù)性誤差測(cè)量比較，因同為EPID圖像，故骨性標(biāo)志或氣管、腔室的勾畫(huà)更清晰，兩幅圖像具有更好的融合性和可比性，測(cè)量的誤差更準(zhǔn)確。有學(xué)者研究指出兩種不同的影像模式(CBCT與EPID)進(jìn)行擺位誤差的比對(duì)沒(méi)有差異性［15］，電子射野影像系統(tǒng)(EPID)能較好地測(cè)量鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療過(guò)程中的擺位重復(fù)性誤差，控制、縮小和減少擺位重復(fù)性誤差的出現(xiàn)，可降低系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，提高擺位精度［16］。

通過(guò)該研究可以確定影像驗(yàn)證系統(tǒng)(EPID)不僅在擺位誤差測(cè)量和適時(shí)野驗(yàn)證方面有著重要的作用和獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在及時(shí)測(cè)定鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療的擺位重復(fù)性誤差，對(duì)確定靶區(qū)的外擴(kuò)范圍中也具有十分重要的意義。

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