胸中段食道癌調(diào)強放射治療真空墊與體膜加真空墊的擺位誤差比較

陳秀杯 石麗婉 吳瓊

胸中段食道癌調(diào)強放射治療真空墊與體膜加真空墊的擺位誤差比較

陳秀杯 石麗婉 吳瓊

【摘要】目的 應(yīng)用千伏級錐形束CT（KV-CBCT）比較胸中段食道癌患者使用真空墊與體膜加真空墊兩種固定技術(shù)的擺位誤差。方法 選取40例患者隨機分為兩組，各20例。一組使用真空墊固定技術(shù)，另一組使用體膜加真空墊固定技術(shù)。應(yīng)用KV-CBCT于放療實施前對40例胸中段食道癌患者進行掃描，并在線將重建的三維圖像與計劃CT掃描圖像匹配，獲得左右（X）腹背（Y）頭腳（Z）三個方向擺位誤差并進行分析。結(jié)果 根據(jù)Van Herk公式（PTV＝2.5 ∑＋0.7 δ）計算得到各方向的CTV-PTV外放邊界值，熱塑體膜加真空墊固定組左右（X）、腹背（Y）、頭腳（Z）分別1.60 mm、1.27 mm 、1.74 mm，真空墊固定組左右（X）、腹背（Y）、頭腳（Z）分別2.47 mm、4.07 mm 、3.67 mm。結(jié)論 胸部腫瘤患者由于呼吸動度、胸廓變化、手臂上舉牽拉等因素造成擺位誤差，使用體膜加真空墊固定技術(shù)可減少擺位誤差，從而提高擺位治療精度。

【關(guān)鍵詞】千伏級錐形束；胸中段食道癌；擺位誤差；真空墊；體膜

我國是食管癌的高發(fā)國家，每年新發(fā)病例超過15萬人，占世界各國食管癌年新發(fā)病例總數(shù)一半以上[1]，其死亡率列居我國惡性腫瘤第4位。在我國，大多數(shù)食管癌患者被確診時已為中晚期，80%以上患者需行放射治療。因此，放射治療是食管癌的重要治療手段。研究表明[2]，在放射治療計劃的執(zhí)行過程中，患者實際治療體位與計劃體位存在著不同程度的差異，即擺位誤差。影響擺位誤差因素很多，其中患者體位固定就是其中之一。

2　材料與方法

2.1 設(shè)備

（1）Varian 23 EX直線加速器。（2）Varian機載的影像系統(tǒng)（On-board Imager，OBI）。（3）Varian Eclipse 11三維適型治療計劃系統(tǒng)（TPS）。（4）GE Lightspeed RT 16排螺旋CT模擬機。

2.2 臨床資料

選取2013年10月～2014年12月到我院就診的胸中段食道癌患者挑選40例作為研究對象。入組標準：（1）胸中段食道癌患者。（2）能配合技術(shù)員擺位，并且堅持掃CBCT整個過程。剔除標準：（1）脊柱嚴重畸形或活動受限者。（2）治療過程中真空墊漏氣或體膜松緊程度發(fā)生變化，需二次定位者。（3）男、女患者不超過標準體重。

2.3 制膜和定位階段

使用真空墊，患者仰臥于人體真空固定袋，與患者進行交談，使其放松，調(diào)整體位使其矢狀面與床面垂直，冠狀面與床面平行，并要求患者雙手交叉抱肘置頭頂，統(tǒng)一標明左手在上，右手在下，按照身體的形狀進行抽氣固定。使用體膜加真空墊一組，將真空墊放在一塊有機玻璃板上，體位同前。將低溫體膜放到75℃恒溫箱加熱，待體膜變透明軟化后取出，吸去水珠后迅速置于患者身上，兩側(cè)邊框固定于底座的有機玻璃板上，用手輕壓體膜使其于胸闊的輪廓緊貼，待其充分冷卻后方可解除固定。計劃CT掃描采用80 cm大孔徑16排螺旋CT掃描機（GE lightspeed RT）。掃描范圍為第7頸椎至腰1下緣，層厚5 cm，層距5 cm。將獲得的患者CT圖象傳輸至（Varian Eclipse 11）放療計劃設(shè)計系統(tǒng)，進行逆向計劃設(shè)計，經(jīng)計劃系統(tǒng)將計劃CT圖象傳輸至Image工作站，作為與患者KV-CBCT圖像融合的參考圖像。

表1 兩組擺位誤差比較（±s）mm（絕對值）

表1 兩組擺位誤差比較（±s）mm（絕對值）

分組 　　左右方向（X軸） 　　腹背方向（Y軸） 　　頭腳方向（Z軸）真空墊組 　2.44±1.73 　2.92±2.47 　2.90±2.11體膜加真空墊組 　1.36±1.08 　1.48±0.89 　2.77±1.56 t 　1.28 　3.30 　0.41 P 　0.205 　0.001 　0.68真空墊組PTV 　2.47 　4.07 　3.67體膜加真空墊組PTV 　1.60 　1.27 　1.74

2.4 治療階段和圖像配準方法

首次擺位由醫(yī)生、物理師、技術(shù)員共同完成。先對定位中心1（我科統(tǒng)一標示為1），患者身上的“+”字激光線與真空墊上的“+”字激光線完全重和后，物理師按醫(yī)生治療計劃要求做出一個治療中心，根據(jù)物理師作出的參數(shù)，移動治療床，獲得一個治療的參考點，然后進行CBCT掃描，并在線將重建的三維圖像與計劃CT掃描圖像匹配，圖像匹配符合要求后，移動治療床，在真空墊上貼上醫(yī)用膠布，利用激光燈“+”中心線，在患者身上一前、兩側(cè)畫線并延長到真空墊上，標上數(shù)字2（作為治療中心）。體膜加真空墊的首次擺位也是同樣過程，不同的是，最后定位中心（1號線）和治療中心（2號線）的激光“+”字線標在體膜上。以后患者每次治療擺位，都是先對1號線的“+”字激光線完全重合后，將治療床移到2號線的“+”字激光線重合后，方可進行治療。本研究40例患者根據(jù)嚴格的復位后，使加速器機架角位于182°，設(shè)置掃描模式為全束模式，掃描角度為自182°逆時針旋轉(zhuǎn)至178°，時間25 s，圖像重建距陣設(shè)為512×512，重建層厚2.5 mm。本研究采用自動加手動圖像配準法。腫瘤靠近椎體選擇骨性配準、靠近肺尖選擇肺尖配準。圖像配準符合要求后，OBI系統(tǒng)自動計算出左右（X軸）、腹背（Y軸）、和頭腳（Z軸）三個方向的平移誤差，記錄每次誤差值。

2.5 統(tǒng)計學方法

用SPSS19.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算，計量資料以（均數(shù)±標準差）（±s）表示，采用t檢驗，P＜0.05，差異具有統(tǒng)計學意義。

3　結(jié)果

20例患者行CBCT掃描200次，通過OBI影像系統(tǒng)配準后，在X軸（左右）、Y軸（腹背）、Z軸（頭腳）分別計算得出200個擺位誤差。見表1。腹背方向真空墊與體模加真空墊組擺位誤差比較，P＜0.05，差異具有統(tǒng)計學意義。左右和頭腳方向兩組，P ＞0.05，差異不具有統(tǒng)計學意義。采用Van Herk等[3]提出的PTV外放公式：PTV＝2.5 Σ＋0.7 σ，求得能保證90%群體患者，最小的CTV累積劑量至少達到95%的處方劑量的CTV-PTV外放間距。根據(jù)PTV外放公式計算PTV外放邊界大小。

4　討論

KV級CBCT能夠清楚顯示軟組織等結(jié)構(gòu)，也可以觀察到腫瘤以及周圍正常組織在治療過程中的體積變化及位置移動等。Wawkins等[4]的研究結(jié)果表明，CBCT測量擺位誤差比較精確，而EPID（電子射野影像裝置）低估了實際的擺位誤差。Hunt等[5]認為與傳統(tǒng)常規(guī)放療相比，擺位誤差對精確放療的影響更大，治療計劃設(shè)計出的劑量分布僅是一種理想模型，由于擺位誤差的存在，實際治療中的劑量分布與之有較大的差距。通過對20例使用真空墊固定和20例使用體膜加真空墊固定的患者擺位誤差的測量分析，認為Y軸方向上體模加真空墊優(yōu)于真空墊，P＜0.05，差異具有統(tǒng)計學意義，從擺位擴邊PTV＝2.5 Σ＋0.7 σ計算PTV，真空墊組PTV（X軸）、（Y軸）、（Z軸）分別是2.47 ㎜、4.07㎜、3.67 ㎜，體膜加真空墊PTV（X軸）、（Y軸）、（Z軸）分別是1.60 ㎜、1.27 ㎜、1.74 ㎜，表明體模加真空墊組對腫瘤位移的控制好于真空墊固定組。體模加真空墊固定體位使其左右、腹背、頭腳方向保持了一定的穩(wěn)定性，由于患者身體的前部并沒有受到限制，即患者呼吸的幅度難以控制，導致腹背方向擺位誤差較大。因此，在制定胸段食管癌放射治療計劃時，應(yīng)結(jié)合本單位擺位誤差的實際情況和靶區(qū)與危及器官的位置關(guān)系來決定CTV-PTV的外擴邊界。

參考文獻

[1] 蔣國梁. 現(xiàn)代腫瘤放射治療學[M]. 上海：上?？茖W技術(shù)出版社，2003：525-534.

[2] Nelson C, Starkschall G, Balter P，et al. Assessment of lung tumormotion and setup uncertainties using implanted fiducials [J]. Int J RadiatOncol Biol Phys，2007，67（3）：915-923.

[3] Van Herk M, Remeijer P, Lebesque JV. Inclusion of geometric uncertainties in treatment plan evaluation [J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys，2002，52（5）：1407-1422.

[4] Wawkins MA,Aitken A,Hansen VN,et al.Set-up errors in radiotherapy for esophageal cancers-is electronic portal imaging or conebeam more accurate? [J]. Radiother Oncol，2011，98（2）：249-254.

[5] Hunt MA，Kutcher GJ，Burman C，et a1．The effect of setup uncertainties on the treatment of nasclpharynx cancer[J]．Int J Radiat Oncol Biol Phys，1993（27）：437-447．

作者單位：361002廈門大學附屬第一醫(yī)院

Comparison of Setup Errors for Fixed Technology Between Vacuum Pad With Membrane Plus Vacuum Pad in Thoracic Esophageal Carcinoma

CHEN Xiubei SHI Liwan WU Qiong the First Affiliated Hospital of Xiamen University Department of Radiotherapy, Xiamen 361002, China

[Abstract]Objective To evaluate setup errors using kilovoltage cone beam computed tomograph ( KV-CBCT ) for thoracic esophageal carcinoma patients treated by the fixed technology of using vacuum pad and membrane plus vacuum pad. Methods Retrospective study has been carried out for 40 patients, which were separated into two groups. A group of 20 patients were fixed with vacuum pad; another group of 20 patients were fixed with the membrane plus vacuum pad. Before radiotherapy, 40 patients of thoracic esophageal carcinoma were scanned by KV-CBCT, and the reconstructed 3 D images and plan CT scan image were matched online, and then get and analyze the setup errors of three directions of left-right ( X ), ventral-dorsal ( Y ), cranial-caudal ( Z ). Results The margins required for CTV-PTV were calculated according to the Van Herk formula ( PTV=2.5 ∑+0.7 δ), The thermoplastic membrane plus vacuum pad fixed groups of left-right ( X ), ventral-dorsal ( Y ), cranial-caudal ( Z ) respectively 1.60 mm, 1.27 mm, 1.74 mm; Fixed vacuum pad group of left-right ( X ), ventral-dorsal ( Y ), cranial-caudal ( Z ) were 2.47 mm, 4.07 mm, 3.67 mm. Conclusions The thoracic esophageal carcinoma patients due to respiratory movements, thoracic changes, and arm lift factors caused setup errors, using membrane plus fixed vacuum pad technology can reduce the setup errors, so as to improve the setup accuracy of therapy.

[Key words]KV-CBCT, Thoracic esophageal carcinoma, Setup error, Vacuum pad, Membrane

doi：10.3969/j.issn.1674-9308.2015.23.084

【文章編號】1674-9308（2015）23-0116-02

【文獻標識碼】B

【中圖分類號】R735