探討鼻咽癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃劑量分布和驗(yàn)證通過(guò)率受擺位誤差的影響

俞海東，，，，

(梅州市人民醫(yī)院放射治療室，廣東 梅州 514031)

探討鼻咽癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃劑量分布和驗(yàn)證通過(guò)率受擺位誤差的影響

俞海東，蔣振東，陳愛(ài)輝，馬天斌，張海強(qiáng)

(梅州市人民醫(yī)院放射治療室，廣東 梅州 514031)

目的在鼻咽癌放療中，通過(guò)錐形束計(jì)算機(jī)體層攝影術(shù)(CBCT)掃描得出擺位誤差，探討擺位誤差對(duì)鼻咽癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃劑量分布以及驗(yàn)證計(jì)劃r通過(guò)率的影響。方法選取25例鼻咽癌患者，每例患者在治療期間進(jìn)行10次CBCT掃描，共掃描250次。把掃描圖像與計(jì)劃CT圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)得出X、Y、Z等3個(gè)方向的擺位誤差，然后把擺位誤差數(shù)據(jù)分別模擬回計(jì)劃系統(tǒng)中的調(diào)強(qiáng)計(jì)劃和驗(yàn)證計(jì)劃中。重新計(jì)算調(diào)強(qiáng)計(jì)劃分析腫瘤靶區(qū)和危及器官劑量的變化、重新計(jì)算驗(yàn)證計(jì)劃并傳回Delta4三維劑量驗(yàn)證軟件中，分析驗(yàn)證計(jì)劃r通過(guò)率的變化。結(jié)果在X、Y、Z方向上的擺位誤差為(-0.05±1.23)mm、(-0.48±1.66)mm、(0.59±1.23)mm。計(jì)劃靶區(qū)的最大劑量(Dmax)比原計(jì)劃高(P<0.05)、靶區(qū)98%的體積劑量和平均劑量比原計(jì)劃低(P<0.05)。脊髓、腦干、視神經(jīng)、視交叉、晶體再計(jì)劃的最大劑量和腮腺50%的體積劑量都比原計(jì)劃高(P<0.05)。驗(yàn)證計(jì)劃各射野和總劑量的再r通過(guò)率比原r通過(guò)率低(P<0.05)。結(jié)論擺位誤差使鼻咽癌在放療中靶區(qū)劑量的減少和危及器官劑量的增加，造成治療增益比的下降。而使驗(yàn)證計(jì)劃r通過(guò)率的降低也反映出其對(duì)實(shí)際治療的影響。因此放療前的擺位誤差校正是非常有必要的。

擺位誤差；錐形束計(jì)算機(jī)體層攝影術(shù)；劑量分布；驗(yàn)證計(jì)劃；計(jì)劃r通過(guò)率

調(diào)強(qiáng)放療(intensity modulated radiation therapy,IMRT)可以通過(guò)對(duì)各個(gè)照射野的強(qiáng)度分布的調(diào)整在靶區(qū)得到足夠劑量的情況下使危危及器官得到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)[1]。鼻咽癌是我國(guó)常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，由于鼻咽位于頭顱中央，與顱底緊密相連，周?chē)性S多重要的組織器官，手術(shù)切除困難，放療是最主要的治療手段[2]。IMRT是目前治療鼻咽癌最主流的技術(shù)之一,但由于IMRT劑量梯度變化比較大，這就對(duì)放療前的擺位誤差和驗(yàn)證提出了更高的要求。IMRT計(jì)劃執(zhí)行過(guò)程中，與其他因素(如機(jī)架角度和機(jī)頭角度等)相比，患者的擺位誤差對(duì)劑量分布影響更明顯[3]。IMRT與適形放療相比，受擺位不確定性的影響更大，需要采取更多的措施去校正擺位誤差[4]。本文通過(guò)應(yīng)用醫(yī)科達(dá)SynergyTMS直線加速器機(jī)載的錐形束計(jì)算機(jī)體層攝影術(shù)(cone beam computer tomography，CBCT)對(duì)鼻咽癌患者進(jìn)行圖像引導(dǎo)放療，把掃描得出的擺位誤差數(shù)據(jù)模擬回原計(jì)劃和驗(yàn)證計(jì)劃中，分析患者放療期間擺位誤差對(duì)原計(jì)劃劑量分布和驗(yàn)證計(jì)劃r通過(guò)率的影響。探討鼻咽癌IMRT應(yīng)用圖像引導(dǎo)在線校準(zhǔn)擺位誤差的必要性。

1 資料與方法

1.1臨床資料選取2014年11月至2015年12月在我院進(jìn)行IMRT的25例鼻咽癌患者。年齡20～66歲，中位年齡50歲。其中男16例，女9例。T1期6例、T2期12例、T3期7例。

1.2體位固定和掃描方法患者采用仰臥位，雙手自然放置在身體兩側(cè)，頭枕于專(zhuān)屬頭墊上。在模擬定位機(jī)下，通過(guò)透射觀察患者體位。當(dāng)雙側(cè)眼眶在同一水平面，鼻中隔、頸椎、胸椎在一條直線上，機(jī)架分別轉(zhuǎn)至±90°，左右外耳孔重合時(shí)，用頭頸肩熱塑膜進(jìn)行體位固定。在模擬定位機(jī)的激光定位系統(tǒng)下，用鉛點(diǎn)標(biāo)出左右兩側(cè)和中間的三個(gè)參考點(diǎn)。應(yīng)用螺旋CT機(jī)，電壓120 kV、電流120 mA、層距3 mm，掃描范圍為頭頂?shù)芥i骨頭下2 cm(包括整個(gè)頭頸肩部)進(jìn)行掃描，把掃描后的CT圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳到Pinnacle 9.8治療計(jì)劃系統(tǒng)。

1.3靶區(qū)勾畫(huà)和計(jì)劃制定由臨床醫(yī)生在患者每層CT圖像上勾畫(huà)出鼻咽原發(fā)灶和陽(yáng)性淋巴結(jié)(GTV)、亞臨床病灶(CTV1)、預(yù)防照射區(qū)域(CTV2)、結(jié)合本單位鼻咽癌擺位誤差相應(yīng)的外擴(kuò)成計(jì)劃靶區(qū)(PTV)，分別定義為PGTV、PCTV1、PCTV2。根據(jù)ICRU83號(hào)報(bào)告勾畫(huà)危及器官。

1.4計(jì)劃設(shè)計(jì)使用Pinnacle9.8治療計(jì)劃系統(tǒng)，采用6 MV X射線，射野入射角度為0°、40°、80°、120°、160°、200°、240°、280°、320°。根據(jù)處方條件逆向生成IMRT計(jì)劃。處方劑量分別PGTV 70 Gy/30次、PCTV1 66 Gy/30次、PCTV2 60 Gy/30次。危及器官限量：脊髓最大劑量(Dmax)≤45 Gy、腦干Dmax≤54 Gy、視神經(jīng)Dmax≤54 Gy、視交叉Dmax≤54 Gy、晶體Dmax≤9 Gy、腮腺50%的體積劑量(D50)≤30 Gy。

1.5圖像配準(zhǔn)采用醫(yī)科達(dá)SynergyTMS直線加速器，每例患者治療期間先連續(xù)采集5次CBCT，然后每周采集1次(共5次)，共采集10次CBCT圖像。25例患者共掃描了250次。把掃描得到的CT圖像與計(jì)劃CT圖像采用骨配準(zhǔn)方式進(jìn)行配準(zhǔn)，通過(guò)配準(zhǔn)軟件得出X、Y、Z等3個(gè)方向上的擺位誤差。經(jīng)過(guò)臨床醫(yī)生和物理師分析確認(rèn)后對(duì)患者通過(guò)移動(dòng)治療床糾正擺位誤差后進(jìn)行治療。把得出的擺位誤差模擬回原調(diào)強(qiáng)計(jì)劃和驗(yàn)證計(jì)劃中重新計(jì)算劑量分布。

1.6觀察指標(biāo)PGTV、PCTV1、PCTV2分別選取Dmax、平均劑量(Dmean)、98%的體積劑量(D98)。脊髓、腦干、視神經(jīng)、視交叉、晶體選取Dmax、腮腺選取D50、各射野的r通過(guò)率、各射野合成的總劑量r通過(guò)率。(注：r通過(guò)率采用3%的絕對(duì)劑量偏差和3 mm距離偏差的標(biāo)準(zhǔn))

2 結(jié)果

2.1擺位誤差25例鼻咽癌IMRT患者在X、Y、Z等3個(gè)方向上的擺位誤差見(jiàn)表1。

表1 25例鼻咽癌患者擺位誤差結(jié)果 mm

2.2靶區(qū)劑量的影響25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對(duì)靶區(qū)劑量的影響見(jiàn)表2～4。

表2 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對(duì)靶區(qū)PGTV劑量的影響 cGy

注：計(jì)劃差別=[(再計(jì)劃-原計(jì)劃)/原計(jì)劃]×100%

表3 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對(duì)靶區(qū)PCTV1劑量的影響 cGy

注：計(jì)劃差別=[(再計(jì)劃-原計(jì)劃)/原計(jì)劃]×100%

表4 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對(duì)靶區(qū)PCTV2劑量的影響 cGy

注：計(jì)劃差別=[(再計(jì)劃-原計(jì)劃)/原計(jì)劃]×100%

2.3危及器官的影響25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對(duì)危及器官的影響見(jiàn)表5、6。

3 討論

擺位誤差是影響放療精度的重要因素，即使是固定較好的頭頸部腫瘤也難以避免[5]。有研究[6]指出CBCT測(cè)定等中心位移的隨機(jī)誤差頭頸部腫瘤<2 mm。我院采用CBCT對(duì)25例鼻咽癌患者進(jìn)行的250次掃描得出X、Y、Z等3個(gè)方向的隨機(jī)誤差為1.23 mm、1.66 mm、1.23 mm，基本與上述報(bào)道一致。

表5 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對(duì)危及器官的影響 cGy

注：計(jì)劃差別=[(再計(jì)劃-原計(jì)劃)/原計(jì)劃]×100%

表6 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對(duì)危及器官的影響 cGy

注：計(jì)劃差別=[(再計(jì)劃-原計(jì)劃)/原計(jì)劃]×100%

2.4r通過(guò)率影響25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對(duì)驗(yàn)證計(jì)劃各個(gè)射野和總劑量r通過(guò)率的影響見(jiàn)表7、8。

表7 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對(duì)驗(yàn)證計(jì)劃各個(gè)射野r通過(guò)率的影響 %

注：通過(guò)率差別=[(再通過(guò)率-原通過(guò)率)/原通過(guò)率]×100%

表8 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對(duì)驗(yàn)證計(jì)劃各個(gè)射野和總劑載量r通過(guò)率的影響 %

注：通過(guò)率差別=[(再通過(guò)率-原通過(guò)率)/原通過(guò)率]×100%

有研究[7-8]表明在鼻咽癌放療中，擺位誤差雖能保證在2 mm以?xún)?nèi)，但如不校正誤差，對(duì)腫瘤靶區(qū)劑量和正常器官所受劑量也將受到不同程度影響。也有研究[9]表明擺位平移誤差2、3 mm或旋轉(zhuǎn)誤差3°以上即可使靶區(qū)照射劑量降低(漏照)和周邊的正常器官照射劑量升高(誤照)，其中周?chē)Ｆ鞴俚恼`照比靶區(qū)漏照更為明顯。當(dāng)系統(tǒng)誤差為2 mm時(shí)，并沒(méi)有發(fā)生劑量不足超過(guò)3%的情況，而當(dāng)系統(tǒng)誤差為5 mm時(shí)，劑量不足超過(guò)3%的機(jī)會(huì)明顯增加[10]。而當(dāng)劑量改變3%～5%的可使腫瘤放療的有效下降及正常組織并發(fā)癥的發(fā)生率增加[11-13]。本文通過(guò)把CBCT掃描得出的擺位誤差數(shù)據(jù)模擬回計(jì)劃系統(tǒng)中重新計(jì)算靶區(qū)和危及器官的劑量分布，分析出再計(jì)劃靶區(qū)PGTV、PCT1、PCTV2的D98和Dmean都比原計(jì)劃的低，其中PCTV2的D98差別達(dá)到-1.34%。而靶區(qū)Dmax都比原計(jì)劃高，其中差別最大的PCTV1的Dmax為0.34%。再計(jì)劃危及器官的照射劑量都比原計(jì)劃的高，其中左側(cè)視神經(jīng)、右側(cè)視神經(jīng)、左側(cè)晶體、右側(cè)晶體、視交叉的最大劑量Dmax都比原計(jì)劃大5%以上。脊髓、腦干、左側(cè)腮腺、右側(cè)腮腺分別比原計(jì)劃大1.87%、3.54%、2.36%、1.89%。以上數(shù)據(jù)可以看出危及器官照射劑量升高的差別比靶區(qū)照射劑量降低的差別明顯，體積較小的危及器官照射劑量升高的差別比體積較大的危及器官更明顯，也可以得出擺位誤差降低了靶區(qū)的低劑量區(qū)劑量、提高了靶區(qū)高劑量區(qū)和危及器官的劑量，這就容易造成治療增益比的降低。

在驗(yàn)證計(jì)劃r通過(guò)率方面，孫曉歡等[14]指出擺位誤差對(duì)鼻咽癌患者和宮頸癌患者的VMAT計(jì)劃的劑量學(xué)驗(yàn)證有較大影響，誤差越大通過(guò)率越低。徐建[15]采用MapCHECK進(jìn)行劑量驗(yàn)證得出X、Y軸上擺位誤差與驗(yàn)證通過(guò)率有正相關(guān)性，某種程度說(shuō)明臨床治療中也存在相同規(guī)律。本文通過(guò)CBCT掃描得出的擺位誤差數(shù)據(jù)模擬回驗(yàn)證計(jì)劃中，然后把重新計(jì)算的驗(yàn)證計(jì)劃傳輸回Delta4軟件中，通過(guò)與實(shí)際測(cè)量的劑量進(jìn)行比對(duì)，得出各個(gè)射野和射野合成總劑量的r通過(guò)率。分析得出再驗(yàn)證計(jì)劃的各個(gè)射野和總劑量的r通過(guò)率都比原r通過(guò)率低，其中差別最大的為入射方向?yàn)?60o的射野比原r通過(guò)率差-0.91%?？倓┝康膔通過(guò)率差別比各射野的r通過(guò)率都低，為-0.13%。r通過(guò)率的降低也可反應(yīng)出擺位誤差對(duì)實(shí)際治療的影響。

本文采用鼻咽癌IMRT分次間的擺位誤差，在計(jì)劃系統(tǒng)中靜態(tài)的分析其對(duì)腫瘤靶體積、危及器官、驗(yàn)證計(jì)劃r通過(guò)率的影響。但在實(shí)際治療過(guò)程中，患者身體旋轉(zhuǎn)、危及器官的運(yùn)動(dòng)、腫瘤靶區(qū)的縮小等都會(huì)對(duì)腫瘤靶體積和危及器官的受量產(chǎn)生影響，這些都是需要進(jìn)一步探討和研究的。

總之，雖然鼻咽癌在放療中的擺位誤差較小，但是其對(duì)腫瘤靶體積和危及器官的影響不能忽略。應(yīng)用CBCT等先進(jìn)的圖象引導(dǎo)系統(tǒng)可以有效降低擺位誤差，提高放療精度。

[1] 胡彧.放射治療物理學(xué)[M].北京:原子能出版社,2010:464.

[2] 崔念基,盧泰祥,鄧小武.實(shí)用臨床放射腫瘤學(xué)[M].廣州:中山大學(xué)出版社,2005:263.

[3] XING L,LIN Z,DONALDSON SS,et al.Dosimetric effects of patient displacement and collimator and gantry angle misalignment on intensity modulated radiation therapy[J].Radiother Oncol,2000,56(1):97-108.

[4] VAN HERK M.Errors and margins in radiotherapy[J].Semin Radiat Oncol,2004，14(1):52-64.

[5] KAM MK,CHAU RM,SUEN J,et al.Intensity-modulated radiotherapy in nasopharyngeal carcinoma: dosimetric advantage over conventional plans and feasibility of dose escalation[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2003,56(1):145-157.

[6] HURKMANS CW,REMEIJER P,LEBESQUE JV,et al.Set-up verification using portal imaging; review of current clinical practice[J].Radiother Oncol,2001，58(2):105-120.

[7] 胡逸民.腫瘤放射物理學(xué)[M].北京:原子能出版社,1999：594.

[8] 張文君.鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療中擺位誤差對(duì)劑量分布的影響綜合分析[J].現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué),2014,22 (12):2970-2971.

[9] 潘建基,潘才住,陳傳本,等.擺位系統(tǒng)誤差對(duì)鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療劑量的影響[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2009,16(5):394-396.

[10]王鑫,胡超蘇,應(yīng)紅梅,等.擺位系統(tǒng)誤差對(duì)鼻咽癌放療劑量分布的影響[J].中國(guó)癌癥雜志,2008,18(8):620-625.

[11]DUTREIX J,TUBIANA M,DUTREIX A.An approach to the interpretation of clinical data on the tumour control probability-dose relationship[J].Radiother Oncol,1988,11(3):239-248.

[12]DISCHE S,SAUNDERS MI,WILLIAMS C,et al.Precision in reporting the dose given in a course of radiotherapy[J].Radiother Oncol,1993,29(3):287-293.

[13]CHEN C,FEI Z,CHEN L,et al.Will weight loss cause significant dosimetric changes of target volumes and organs at risk innasopharyngeal carcinoma treated with intensity-modulated radiation therapy? [J].Med Dosim,2014,39(1):34-37.

[14]孫曉歡,譚麗娜,馬奎,等.擺位誤差對(duì)VMAT計(jì)劃劑量學(xué)驗(yàn)證的影響[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2014,23(6):513-515.

[15]徐建.擺位誤差與MapCHECk調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃驗(yàn)證通過(guò)率相關(guān)性研究[J].醫(yī)療裝備,2015,28(3):25-27.

俞海東(1982-)，男，學(xué)士，主管技師，主要從事腫瘤放療工作。E-mail:cool-yhd@163.com

蔣振東(1976-)，男，學(xué)士，副主任技師，主要從事腫瘤放療工作。E-mail:jiangchenyu0512@163.com

10.3969/j.issn.1673-5412.2017.04.023

R739.63；R730.55

B

1673-5412(2017)04-0347-04

2016-03-12)