乳腺癌放療中鉛絲標(biāo)記偽影對(duì)劑量學(xué)的影響及探討

李益坤，劉 海，杭霞瑜，田曉云

乳腺癌放療中鉛絲標(biāo)記偽影對(duì)劑量學(xué)的影響及探討

李益坤，劉 海，杭霞瑜，田曉云

目的：比較Eclipse放療計(jì)劃，研究鉛絲標(biāo)記金屬偽影對(duì)劑量分布帶來的影響，真實(shí)反映靶區(qū)劑量的分布情況。方法：給應(yīng)用鉛絲標(biāo)記法的10例乳腺癌保乳術(shù)后患者制訂2套治療計(jì)劃，分為偽影組與修正組，前者對(duì)偽影CT值不作修正，后者修正。處方劑量為計(jì)劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）50 Gy/25 F，腫瘤靶區(qū)（gross tumor volume，GTV）同步加量至60 Gy/25 F。在同一通量圖所生成的相同治療參數(shù)下，比較2組治療靶區(qū)及患側(cè)肺組織劑量來評(píng)估鉛絲偽影帶來的影響。結(jié)果：相同治療參數(shù)下，偽影組對(duì)比修正組，GTV接受處方劑量60 Gy的體積分別為：（95.00± 0.00）%，（95.95±0.70）%（t=9.28，P=0.00）；PTV接受處方劑量50 Gy的體積分別為：（95.52±0.75）%，（96.30±0.35）%（t= 8.50，P=0.00）；患側(cè)肺組織V20分別為：（24.88±2.26）%，（24.97±2.25）%（t=11.01，P=0.00）；患側(cè)肺組織平均劑量分別為：（1554.12±159.13）cGy，（1561.22±161.75）cGy（t=4.76，P=0.01）。比較差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，修正組不論靶區(qū)與正常器官均受到比偽影組更高的受照劑量。結(jié)論：乳腺癌放療定位中鉛絲標(biāo)記所產(chǎn)生的偽影，在未作CT值修正的情況下會(huì)導(dǎo)致實(shí)際受照劑量與計(jì)算劑量產(chǎn)生偏差，造成患者受照劑量升高，故在臨床使用中應(yīng)謹(jǐn)慎使用鉛絲標(biāo)記法，或采用其他低密度標(biāo)記物定位方式代替。

乳腺癌；金屬偽影；劑量分布；CT值

0 引言

目前，國內(nèi)41.6%的醫(yī)院開展了乳腺癌改良根治術(shù)后放療[1]。70%～80%的乳腺癌患者需要接受術(shù)后放療[2]，通過放療可使局部控制率及長(zhǎng)期生存率達(dá)到與改良根治術(shù)相似的療效[3]。在臨床乳腺癌放療定位中，往往采用乳腺托架或真空負(fù)壓墊進(jìn)行體位固定[4]，并用鉛絲標(biāo)記出乳腺輪廓及手術(shù)疤痕，放療多采用4～5野調(diào)強(qiáng)技術(shù)[5-6]。由于鉛絲標(biāo)記在CT影像中易產(chǎn)生較為復(fù)雜的偽影，改變了原解剖體素的CT值，而計(jì)劃系統(tǒng)須依據(jù)CT值-密度曲線轉(zhuǎn)換為電子密度進(jìn)行劑量校準(zhǔn)運(yùn)算[7]，因此鉛絲標(biāo)記偽影對(duì)劑量準(zhǔn)確性的影響不容忽視。

1 材料及方法

1.1 臨床資料

隨機(jī)選取10例乳腺癌保乳術(shù)后患者，左右側(cè)各5例，滿足放療體位的要求。年齡31～53歲，中位年齡44歲，卡氏評(píng)分（Karnofsky performance score，KPS≥70。

1.2 體位固定及CT掃描

所有患者均取仰臥位平躺于真空負(fù)壓墊上，雙手抱頭置于額前。訓(xùn)練患者平靜呼吸，分別在患者的皮膚及真空墊上做好定位標(biāo)記點(diǎn)，用鉛絲標(biāo)記出乳腺及手術(shù)疤痕的位置。行CT模擬定位掃描，掃描范圍為環(huán)狀軟骨至肝臟下緣，層厚5 mm，定位影像經(jīng)DICOM接口傳輸至治療計(jì)劃系統(tǒng)。

1.3 靶區(qū)勾畫

參考國際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)（ICRU）第50、62、83號(hào)報(bào)告勾畫出腫瘤靶區(qū)（gross tumor volume，GTV）及臨床靶區(qū)（clinical target volume，CTV），外放生成計(jì)劃靶區(qū)（planning target volume，PTV），鄰近皮膚側(cè)靶區(qū)收至皮膚下1 mm，并勾畫肺組織、心臟及健側(cè)乳腺。由于在實(shí)際治療時(shí)已移除鉛絲，因此須勾畫出放置于體表的鉛絲輪廓并定義其CT值為-1 000 HU。同樣勾畫出影像中由鉛絲所產(chǎn)生的偽影，偽影CT值不作修正的治療計(jì)劃定義為偽影組，CT值作出修正的治療計(jì)劃為修正組，修正值取解剖位置中偽影周邊正常乳腺CT值。

1.4 計(jì)劃設(shè)計(jì)

治療計(jì)劃系統(tǒng)為瓦里安Eclipse，采用4～5野SlidingWindow調(diào)強(qiáng)技術(shù)，處方劑量均為PTV 50 Gy/25 F、GTV同步加量至60 Gy/25 F。治療計(jì)劃優(yōu)化通量圖確定后，生成MLC多葉光柵運(yùn)動(dòng)序列并鎖定MLC規(guī)劃，分別對(duì)2組治療計(jì)劃進(jìn)行劑量計(jì)算，所有偽影組的劑量均定義至95%靶區(qū)體積達(dá)到處方劑量的要求，調(diào)整修正組MLC規(guī)劃、MU數(shù)據(jù)，使之與偽影組數(shù)據(jù)一致。

1.5 計(jì)劃比較

對(duì)2組治療計(jì)劃的靶區(qū)及危及器官進(jìn)行劑量學(xué)分析比較，包括GTV、PTV接受處方劑量的體積、患側(cè)肺組織劑量體積V20及平均劑量等。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

利用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)定量數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)間的配對(duì)t檢驗(yàn)，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

修正組相比于偽影組，GTV處方劑量體積、PTV處方劑量體積、患側(cè)肺組織劑量體積V20與平均劑量均有所提升，比較差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，數(shù)據(jù)見表1。修正組靶區(qū)與正常器官均受到比偽影組更高的劑量照射，表明實(shí)際治療中患者接受到比放射治療計(jì)劃系統(tǒng)（treatment planning system，TPS）（未進(jìn)行CT值修正）計(jì)算結(jié)果更高劑量的照射。

表1 修正組與偽影組的劑量學(xué)比較（±s）

表1 修正組與偽影組的劑量學(xué)比較（±s）

患側(cè)肺平均劑量/ cGy偽影組 95.00±0.00 95.52±0.75 24.88±2.26 1 554.12±159.13修正組 95.95±0.70 96.30±0.35 24.97±2.25 1 561.22±161.75 t值 9.28 8.50 11.01 4.76 P值 0.00 0.00 00.00 0.01組別 GTV處方劑量體積/% PTV處方劑量體積/%患側(cè)肺組織劑量體積V20/%

3 討論

乳腺癌的發(fā)病率排在女性癌癥發(fā)病率的第二位，發(fā)病年齡日趨年輕化，患者對(duì)治療效果及生活質(zhì)量、女性特征保留的要求越來越高，因此乳腺癌保乳術(shù)后放射治療成為常規(guī)治療手段之一。放療定位中，CT的kV級(jí)射線經(jīng)過金屬時(shí)產(chǎn)生散射作用，散射較強(qiáng)[8]，導(dǎo)致產(chǎn)生金屬偽影，改變了相應(yīng)解剖位置中原始組織的CT值。這種改變不僅具有金屬偽影帶來的CT值升高特征，也往往伴隨金屬物周圍組織CT值的降低，造成低密度空腔或斷裂，如圖1所示。在治療計(jì)劃系統(tǒng)劑量計(jì)算及優(yōu)化中，由于CT值參與相應(yīng)運(yùn)算，偽影將會(huì)導(dǎo)致劑量計(jì)算誤差，影響劑量準(zhǔn)確性。本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)乳腺癌保乳術(shù)后2組放療計(jì)劃劑量分布的分析比對(duì)，證實(shí)了金屬偽影會(huì)導(dǎo)致實(shí)際受照劑量與計(jì)算劑量產(chǎn)生偏差，造成正常組織受照劑量升高。

圖1 CT影像中鉛絲標(biāo)記引起的偽影

某些科研單位對(duì)通過改變算法從而改善偽影的方法做了不同研究[9-11]，但并不能完全去除。為消除鉛絲或其他金屬偽影對(duì)治療計(jì)劃的影響，保證劑量的準(zhǔn)確性，在制訂治療計(jì)劃時(shí)應(yīng)盡可能對(duì)偽影作CT值修正。但金屬偽影發(fā)散的形狀及其波及范圍往往導(dǎo)致此項(xiàng)工作難以實(shí)施，因此建議臨床上定位時(shí)使用輸液導(dǎo)管等低密度物質(zhì)替代鉛絲或其他金屬標(biāo)記，在勾畫靶區(qū)時(shí)通過適當(dāng)調(diào)整影像窗寬窗位來顯示標(biāo)記物，這樣可以杜絕標(biāo)記偽影的產(chǎn)生。而對(duì)于患者掃描部位身體內(nèi)的金屬植入物所產(chǎn)生的偽影則應(yīng)盡可能作CT值修正，從而保證放療質(zhì)量。

[1]惠周光，張燁，張江鵠，等.2010年與2004年中國大陸地區(qū)乳腺癌改良根治術(shù)后放療現(xiàn)狀比較[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志，2012，21（4）：352-356.

[2]李建彬，王永勝，于金明，等.乳腺癌保乳微創(chuàng)治療學(xué)[M].長(zhǎng)春：吉林人民出版社，2006：258-260.

（????）（????）

[3]Nold R J，Himer S D.Factors influencing a women′s choice to breastconserving surgery versusmodified radical mastectomy[J].Am J Surg，2000，180（6）：413-418.

[4]曹鴻斌，任偉，于靚杰，等.乳腺癌放射治療真空墊固定擺位誤差分析及優(yōu)勢(shì)[J].中國癌癥雜志，2012，22（4）：283-286.

[5]曹遠(yuǎn)東，高恒東，孫新臣，等.乳腺癌保乳術(shù)后調(diào)強(qiáng)放療與常規(guī)放療的劑量學(xué)比較[J].醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報(bào)，2009，22（2）：161-164.

[6]劉桂紅，徐鈺梅，唐天友，等.左側(cè)乳腺癌保乳術(shù)后各種放療技術(shù)劑量學(xué)評(píng)價(jià)[J].徐州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，31（10）：666-669.

[7]倪昕曄，李曉亮，武艾芳，等.雙源CT單能譜成像技術(shù)在精確計(jì)算金屬植入物放療劑量中的應(yīng)用[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志，2013，22（5）：422-423.

[8]張懷文，王運(yùn)來，戴相昆，等.影像引導(dǎo)放療中常用CT設(shè)備影像質(zhì)量的比較分析[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2011，28（2）：2 523-2 528.

[9]李曉莉，馮衛(wèi)華，董誠，等.CT能譜成像技術(shù)減除金屬植入物偽影的定量實(shí)驗(yàn)研究[J].中華放射學(xué)雜志，2011，45（8）：736-739.

[10]余曉鍔，李嬋娟.基于插值方法去除CT圖像中的金屬偽影[J].中國組織工程研究與臨床康復(fù)，2008，12（44）：8 669-8 672.

[11]余曉鍔，李嬋娟，陳武凡.運(yùn)用混合插值法降低金屬偽影[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29（1）：29-30.

（收稿：2013-05-17 修回：2014-07-29）

Effect on dosimetry of wire mark artifact in breast cancer radiotherapy

LI Yi-kun,LIU Hai,HANG Xia-yu,TIAN Xiao-yun
(Department of Radiation Oncology,the 81st Hospital of the PLA,Nanjing 210002,China)

ObjectiveTo investigate the impact of artifacts caused by wire mark on radiation dose distribution of breast cancer by comparing the radiotherapy plan created in TPS Eclipse.MethodsTotally 10 cases of breast cancer patients with breast-conserving surgery were provided with two sets of treatment plans,and two groups of artifact and modification were formed,of which,the former did nothing to the artifacts while the latter had the artifacts corrected.The prescribed dose for PTV was 50 Gy/25 F,and that of GTV was 60 Gy/25 F.With the same therapeutic parameters from one flux plot,the impact of the wire mark artifacts was evaluated by comparing the doses for the PTV and affected lung.Results With the same therapeutic parameters and compared with the modification group,the artifact group had the GTV volumes with the dose of 60 Gy were(95.00±0.00)%,(95.95±0.70)%(t=9.28,P=0.00)respectively,and the PTV volumes with the dose of 50 Gy were (95.52±0.75)%,(96.30±0.35)% (t=8.50,P=0.00)respectively,the V20 for the affected lung were (24.88±2.26)%,(24.97±2.25)% (t=11.01，P=0.00)respectively,and the mean dose of the affected lung were (1554.12± 159.13)cGy,(1561.22±161.75)cGy (t=4.76，P=0.01).There were statistical differences between the two groups,and the modification group had the target area and normal organs with higher radiation doses than those of the artifact group. ConclusionWithout CT value correction,the artifacts of the wire mark in breast cancer radiotherapy may result in error between delivery dose and calculation dose,and it's suggested that the method of wire marking be used properly or other low density markers be employed instead.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（1）：77-78，81]

breast cancer;metal artifact;dose distribution;CT value

R318；R445

A

1003-8868（2015）01-0077-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.01.077

李益坤（1983—），男，物理師，主要從事腫瘤放射物理方面的研究工作，E-mail：lyk1225@163.com。

210002南京，解放軍81醫(yī)院全軍腫瘤中心放療科（李益坤，劉海，杭霞瑜，田曉云）

劉 海，E-mail：crazyfisher@126.com