頭頸部腫瘤放射治療靶區(qū)PTV外擴邊界的研究

潘啟勇 鄧春濤

【摘要】

目的：應用千伏級錐形束CT（KV-CBCT）獲取擺位誤差數(shù)據(jù)并分析，確定頭頸部腫瘤放療靶區(qū)外擴邊界。方法：選取2018年6月到2019年9月間在本院進行頭頸部腫瘤放射治療的30例患者進行研究，患者放療期間，每周行CBCT掃描驗證，并記錄擺位誤差數(shù)據(jù)。根據(jù)Stroom等人推導的MPTV公式M=2.5∑+0.7σ推導外擴邊界。結果：頭頸部腫瘤的PTV外擴邊界 X（ 左-右方向），Y（頭-腳方向），Z（腹-背方向的分別為4mm，4mm，3mm。結論：CBCT為外擴PTV邊界提供重要的參考依據(jù)，可以提高放療的增益比，減少擺位的不確定性。

【關鍵詞】頭頸部腫瘤;放射治療;PTV;外擴邊界

【中圖分類號】 R395 ? ? ? ?【文獻標識碼】B ? ? 【文章編號】2095-6851（2020）06-122-01

人體的頭頸部存在眾多重要的器官，其調控著人體重要的生理功能，例如：視覺、嗅覺、聽覺以及呼吸功能等[1-2]。所以在放射治療期間，應盡可能增加腫瘤靶區(qū)的照射劑量，減少正常組織的照射劑量，從而提高放療的增益比[3-4]。由于放療中總會出現(xiàn)誤差，因此利用圖像引導放射治療確定靶區(qū)的邊界外擴范圍是十分必要的。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對象為本院2018年6月到2019年9月間接診的30例頭頸部腫瘤患者，所有患者均在本院確診為惡性腫瘤。其中男性17例，女性12例，患者年齡在35-64歲之間，平均年齡為45.24±1.4歲。所有患者的腫瘤類型包括：20例鼻咽癌患者、4例喉癌患者、2例松果體瘤患者、2例上頜竇癌患者、2例腦轉移瘤患者。

1.2 實驗設備

本研究使用的設備包括：（1）大孔徑CT模擬定位機;（2）治療計劃系統(tǒng);（3）加載KV級CBCT的醫(yī)科達直線加速器。

1.3 定位和計劃設計

患者取仰臥位，平臥于發(fā)泡膠上，雙手自然置于身體兩側。模擬技師利用激光燈擺直患者體位。在此過程中，囑咐患者身體必須保持靜止至發(fā)泡膠充分塑形硬化。取一塊頭頸肩熱塑膜充分浸泡于60度恒溫水箱中并使之充分透明軟化后取出，并用大毛巾吸干水分，迅速將其置于患者頭頸肩位置，兩人技師分別位于患者兩側均勻用力向兩邊牽拉與固定，并與患者體表緊貼塑形。等待15分鐘令其成功塑形硬化后，利用室內激光燈調整床的位置，把擬照射的大概靶區(qū)位置至于機器等中心位置，然后在熱塑膜表面按激光燈所示標好“十” 字線并貼置鉛點。在大孔徑CT掃描機下行頭頸部CT增強掃描，層間距5mm。掃描圖像傳至物理室計劃系統(tǒng)由物理師做計劃。待治療計劃完成后，患者開始實施放射治療。

1.4 治療計劃實施

患者放療期間，每周行CBCT掃描配準驗證，并記錄擺位誤差數(shù)據(jù)。配準過程是，放射治療師先利用激光燈擺直患者體位，激光燈“十”字與頭頸肩膜上“十”字重疊，確保體位跟首次模擬機定位的體位相一致，然后行CBCT掃描，所得圖像與CT圖像配準，得出當次的擺位數(shù)據(jù)，即患者左右方向（X軸）、頭腳方向（Y軸）、水平方向（Z軸）的數(shù)據(jù)。最后，校正擺位誤差，患者實施放療。

1.5 統(tǒng)計學分析

使用SPSS20.0統(tǒng)計學軟件計算3個方向上獲得的誤差數(shù)據(jù)。使用每次治療的擺位誤差數(shù)據(jù)相加，再除以總次數(shù)，得到平均值，其表示系統(tǒng)誤差∑，使用分次擺位誤差的標準差表示隨機誤差σ。最大、最小誤差值為整個研究過程中所有方向的最大誤差值和最小誤差值。確保CTV最少覆蓋95%的劑量，利用Stroom[5]計算公式為2∑+0.7σ。

2 結果

2.1 340次匹配不同方向誤差值

所有納入研究的患者均完成了其治療計劃，所有患者共進行了270次CBCT掃描，平均11次/人。不同維度方向的定位誤差值如表1。

? 2.2 不同方向的偏差情況?

數(shù)據(jù)表明，三維方向誤差（X，Y和Z軸）超過3 mm的頻率各為65、100和64次，占比各為19.1%、29.4%及18.8%。三維方向誤差（X，Y和Z軸）超過5mm的而頻率各為25、40及12次，占比各為7.4%、11.8%和3.5%。

3 討論

在放療的過程中，影響患者靶區(qū)的精確度主要有以下幾種情況：1.勾畫靶區(qū)時造成的誤差：臨床醫(yī)生對患者腫瘤靶區(qū)勾畫不夠準確所造成的誤差。其在整個放療過程中，僅僅出現(xiàn)一次。有研究報道甚至指出靶區(qū)勾畫誤差有可能是所有因素中影響最大的。2.靶區(qū)設計所造成的誤差： CTV外擴邊界、射野設置等因素造成此類誤差。避免和消除此類誤差的方法是QA以及物理師間互相核對計劃。3.器官運動所造成的誤差：腫瘤體積相對于骨性標記發(fā)生位移。其可發(fā)生于設計治療計劃時，也可在治療實施時產(chǎn)生。在采集CT圖像時，器官位置相對于實際位置是隨機的，所以有可能在治療時照射野可能會對準錯誤的位置。4.擺位誤差：定位室坐標或治療室坐標系與骨性標記之間的誤差其可發(fā)生于CT掃描前和治療前。上述幾種誤差單獨來說都不算大，但同時發(fā)生于同一方向時影響時非常大的，必須引起一定的重視。因此，即使標準的放療流程可以保證高度精度，但本放療單位仍然有必要對臨床應用中的誤差進行評估和修正。

靶區(qū)外擴值的大小受幾何位置不確定度的影響。原則上，靶區(qū)外擴值的選擇需要權衡并發(fā)癥風險和局控失敗風險。本文利用了Stroom等人推導的公式MPTV=2.5∑+0.7σ確定各軸PTV的外擴值，確保平均有90%的靶區(qū)體積在95%以上處方劑量的照射范圍內。與此同時，從其公式中也可以看出，系統(tǒng)誤差是隨機誤差的3倍上。因此，減低靶區(qū)外擴范圍最直接有效的是降低系統(tǒng)誤差。

本文計算的結果系統(tǒng)誤差（∑）為X軸-0.90mm，Y軸0.73mm，Z軸0.65mm， 隨機誤差（σ） X軸2.39mm，Y軸2.84mm，Z軸1.84mm。利用了Stroom等人推導的公式MPTV=2.5∑+0.7σ確定各軸PTV的外擴邊界范圍。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，得出的結果是頭頸部腫瘤的PTV X（ 左-右），Y（頭-腳），Z（腹-背）的外擴邊界為3.923mm，3.813mm，2.913.mm，取整數(shù)位4mm，4mm，3mm。羅翼等人各部位在 X、Y、Z 軸方向的擺位誤差分別為頭頸部（1.31±1.31）mm、（1.90±1.90）mm、（1.40±1.30）mm 取正態(tài)分布值得到CTV到PTV外放邊界值頭頸3.5 mm、5.0 mm、3.5 mm。李志聰?shù)热嗽谧笥?、上下和前后各方向的誤差分別為（0.004 6 ±0.087 5） cm，（0.048 3±0.0651） cm 和（0.0272 ±0.1373） cm;得到左右、上下和前后方向上外擴的邊界分別為 0.1 cm、0.4 cm、和 0.4 cm。陳座文等頭頸部x、y、z方向頭頸部（-0.1143±2.4748）mm、（0.2657±3.0729）mm、（0.0148±4.6231）mm，外擴邊界參數(shù)分別為1.09、0.62、2.42 mm。鄭祖安等影像引導復核顯示頭腳方向和前后方向分別為（-0.91±1.08）mm、（-0.41±1.43）mm、（0.15±1.09）mm。從這些數(shù)據(jù)可以看出，各個放療單位的最后的測量出來的幾何誤差值都是不一樣的，因而PTV的外擴邊界范圍是不一樣的。靶區(qū)幾何誤差的形成受到不同的固定裝置、不同的放射治療相關設備、不同的患者人群及不同的放射治療技術人員等因素的影響，許森奎、楊婧等學者表明，由于固定方法不同，CTV-PTV的間隙也存在明顯差異，該問題在國內外都沒有出現(xiàn)一個黃金標準。

綜上所述，測量定義符合本單位實際情況PTV的外擴邊界范圍具有十分重要的意義。CBCT的應用有助于測量符合本單位的PTV外擴范圍。

但本研究同樣存在不足之處，例如樣本量相對較小，且納入研究的患者僅為本地區(qū)的患者，受樣本來量和地域因素的影響，因此還需要后續(xù)樣本量更大的研究進一步證實。

參考文獻：

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[5] 牛道立 主譯，影像引導調強放射治療.天津：天津科技翻譯出版社，2012