Halcyon醫(yī)用電子直線加速器對142例肺癌患者常規(guī)分割治療模式下靶區(qū)外放邊界的分析

徐浩然，孫顯松，王欣海，胡 克，邱 杰，張福泉

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院 放射治療科，北京 100730)

近幾年，惡性腫瘤發(fā)病率逐漸增高，已經(jīng)成為危害人類健康的第二大疾病。放射治療是治療惡性腫瘤的主要方式之一，占所有惡性腫瘤綜合治療的65%-75%。肺癌是指來源于支氣管黏液腺、細(xì)支氣管上皮及肺泡上皮的惡性腫瘤，臨床上就診的非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)中，早期僅占20%左右，中、晚期占70%以上，包括小細(xì)胞肺癌(small cell lung cancer，SCLC)，早期可選擇手術(shù)治療，中晚期患者多選用放療和化療等治療達(dá)到較好的局部控制率，提高患者生存率[1]。Halcyon是瓦里安公司一款應(yīng)用高劑量率的新型治療機，裝載錐形束CT(cone beam computed tomography，CBCT)圖像引導(dǎo)系統(tǒng)，每次治療前需進(jìn)行圖像引導(dǎo)，且基于第一次治療修正的擺位誤差應(yīng)用以后治療前擺位誤差的修正。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 研究對象：選取北京協(xié)和醫(yī)院放療科2019年5月至2020年8月142例肺癌患者，一般情況見表1，年齡42～84歲，中位年齡60歲，所有患者采用單次劑量低于3 Gy，每周治療5次的常規(guī)分割方式，總療程4～5周，選取每次患者治療前配準(zhǔn)圖像共計3 192組。

表1 142例肺癌患者病種分布和比例Table 1 Details of 142 patients with lung cancer

1.1.2 設(shè)備材料：瓦里安公司Halcyon加速器、Eclipse計劃系統(tǒng)、飛利浦公司Brilliance大孔徑CT、碳纖維一體板、低溫?zé)崴芫W(wǎng)狀體罩。

1.2 方法

1.2.1 CT模擬定位: 將低溫?zé)崴荏w膜放在恒溫水箱中，水溫控制為60 ℃，等待5 min，使低溫?zé)崴荏w膜全部柔軟，撈出后用干布將其擦干。在Brilliance CT床面上放置一體板，Lockbar放置于F3,患者仰臥于碳纖維一體板上，頭托放置D1,右臂在上左臂在下，雙手交叉手握握桿C處，使患者處于舒適的位置，待患者呼吸放松平穩(wěn)后， 在身上覆蓋低溫?zé)崴荏w罩塑形，CT床移動至碳纖維一體板刻度0位，依據(jù)激光燈指示位置，在低溫?zé)崴荏w罩上標(biāo)記十字中心。

1.2.2 CT模擬定位圖像采集: 依照激光中心定位后，采用飛利浦Brilliance大孔徑CT采集圖像，CT設(shè)置條件：管電壓120 kV、管電流100 mA、掃描厚度5 mm、圖像矩陣512×512，圖像掃描范圍為肺尖上緣5 cm至肝部下緣，將掃描圖像傳輸?shù)酵呃锇睧clipse計劃系統(tǒng)，進(jìn)行計劃設(shè)計[2]。

1.2.3 擺位誤差數(shù)據(jù)獲取: 每次在患者治療前應(yīng)用Halcyon加速器CBCT系統(tǒng)掃描，將CBCT圖像與CT定位圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，配準(zhǔn)以靶區(qū)為主，骨性標(biāo)記為輔，擺位誤差升降方向(vertical，VRT)、進(jìn)出方向(longitudinal，LNG)、左右方向(lateral，LAT)任意方向大于8 mm應(yīng)重新擺位再次確認(rèn)，并對擺位誤差進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1.2.4 誤差分析方法: 隨機抽取18例患者的CBCT圖像進(jìn)行觀察，分析出現(xiàn)誤差的原因。由于肺部在治療過程中是持續(xù)進(jìn)行呼吸運動的，實驗結(jié)果應(yīng)結(jié)合國際輻射單位與測量委員會(International Committee on Radiation Units and Measurements,ICRU)50號報告和ICRU62號報告進(jìn)行分析。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

獲取142例患者總療程中所有CBCT圖像共計3 192組，計算擺位誤差結(jié)果，其中升降方向(VRT)擺位誤差范圍為(0.07±1.59)mm，進(jìn)出方向(LNG)擺位誤差范圍為(-0.15±4.40)mm，左右方向(LAT)擺位誤差范圍為(0.08±3.50)mm；肺癌常規(guī)分割患者靶區(qū)外放范圍升降方向為1.29 mm，進(jìn)出方向為2.70 mm，左右方向為2.64 mm[4]。從結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)出和左右兩個方向靶區(qū)外放范圍較升降方向值偏大，通過對18例患者CBCT圖像分析，發(fā)現(xiàn)肺部呼吸運動時腫瘤在LNG和LAT兩個方向上位移較大，特別是肺下葉靠近膈肌肺組織移動度較大。考慮到患者治療是在自由呼吸下進(jìn)行的，肺部一直進(jìn)行規(guī)律的呼吸運動，應(yīng)將肺部呼吸運動產(chǎn)生的移動范圍考慮在內(nèi)，因此本實驗結(jié)果應(yīng)結(jié)合ICRU50號和ICRU62號報告(表2)，將肺部自由呼吸時平均移動范圍與本實驗結(jié)果相加[5]，校正后的靶區(qū)邊界外放結(jié)果為：VRT=3.69 mm，LNG=6.60 mm，LAT=5.04 mm。

表2 對20例肺癌患者用熒光記錄儀測得正常呼吸時靶區(qū)相對與一內(nèi)固定點(椎體)的移動范圍

3 討論

在入組患者試驗中，LNG和LAT方向有誤差范圍超出±8 mm現(xiàn)象，經(jīng)過觀察總結(jié)為以下3個方面原因：1)腫瘤體積變化，部分患者治療過程中對射線敏感，腫瘤體積縮小較快，導(dǎo)致圖像配準(zhǔn)時與定位時結(jié)果偏大；2)患者體型變化較大，致使體型與體罩不匹配；3)患者呼吸幅度與定位時不同。根據(jù)這3個方面，北京協(xié)和醫(yī)院放療科采取了如下措施：首先，讓患者躺在治療床上，等待其呼吸穩(wěn)定后再進(jìn)行擺位；其次，當(dāng)患者體型與體罩嚴(yán)重不合適、腫瘤縮小明顯時，及時重新定位，避免治療錯誤。提高肺癌患者放療精度不僅要通過精確的定位，準(zhǔn)確的靶區(qū)外放范圍，還要減少患者呼吸幅度過大和體型變化過快等一些影響隨機誤差的客觀因素。不同種類的加速器擁有自己的特性，加速器對擺位誤差的修正能力不同，例如，部分加速器加載了4維或6維床使其修正擺位誤差能力更強，因此針對相同的病種，不同加速器應(yīng)該有不同的靶區(qū)邊界外放值。

隨著放療設(shè)備的更新，照射范圍越來越精準(zhǔn)，單次照射劑量越來越高，精確放療已經(jīng)有堪比手術(shù)刀的功能，如何給予腫瘤部位準(zhǔn)確的照射提高效果，又保護(hù)正常組織器官免受影響，是本研究的目的，也是放療工作者越來越關(guān)注的問題。