等中心位置對腦轉(zhuǎn)移瘤分次立體定向放射治療驗證計劃通過率的影響

彭圣賢，劉悅（通信作者）

自貢市第一人民醫(yī)院 1 科教科，2 腫瘤科 （四川自貢 643000）

癌癥晚期患者往往伴隨著遠處轉(zhuǎn)移，腦轉(zhuǎn)移瘤作為顱內(nèi)惡性腫瘤中最常見的類型，占比超過50%[1]。放射治療是治療腦轉(zhuǎn)移瘤的一種重要方法，已被廣泛報道[2-4]。該技術(shù)手段主要包含全腦放射治療（whole brain radiotherapy，WBRT）、立體定向放射外科治療（stereotactic radiosurgery，SRS）、調(diào)強放射治療（intensity modulated radiotherapy，IMRT）[5]。WBRT 一直是腦轉(zhuǎn)移瘤治療的重要組成部分，采用該方法治療多發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤可延長患者的中位生存期（medium survival time，MST），但其照射范圍大，而腦功能區(qū)受到照射易引起認知功能障礙，嚴重影響患者姑息治療的生命質(zhì)量[6]。SRS 是通過立體定向技術(shù)將射線集中于病灶區(qū)域，給予單次大劑量照射，從而達到殺死腫瘤細胞的目的，然而對于腫瘤體積較大或危及器官毗鄰的病灶，SRS 的局部控制率不理想且會出現(xiàn)放射性腦壞死等不良事件。分次立體定向放射治療（fractionated stereotactic radiotherapy，F(xiàn)SRT）兼具SRS 劑量陡峭優(yōu)點和放射生物學優(yōu)勢，在一部分不適合SRS 治療的腫瘤中發(fā)揮著重要的作用[7]。FSRT 綜合了SRS 和常規(guī)分割放射治療的優(yōu)勢，現(xiàn)已被廣泛用于腦轉(zhuǎn)移瘤中[6]。FSRT 一般在無均整模式下以高劑量率精準出束，因此，臨床對FSRT 計劃質(zhì)控的要求更高，在治療前需要驗證其劑量通過率才能確保準確的誤差照射。Gamma 通過率分析是被普遍用于放射治療計劃驗證中的方法，隨著加速器非對稱準直技術(shù)的發(fā)展，計劃設(shè)計中射野等中心點的選擇會對劑量不確定性及劑量驗證通過率產(chǎn)生影響[8-9]。但臨床關(guān)于射野等中心位置對FSRT 驗證計劃通過率影響的報道較少，基于此，本研究選取不同位置的射野等中心點，探討等中心點選擇對非均整模式下腦轉(zhuǎn)移瘤FSRT 驗證計劃通過率的影響，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1—12月在我院腫瘤科行FSRT 的25例腦轉(zhuǎn)移瘤患者，其中男13例，女12例；年齡52～72歲，中位年齡60歲。本研究篩選數(shù)據(jù)均經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審批；腫瘤原發(fā)灶均經(jīng)病理證實，卡氏（Karnofsky，KPS）評分均＞70分。

1.2 定位與靶區(qū)勾畫

患者統(tǒng)一取仰臥位，使用頭頸肩熱塑膜及專用碳纖維板和枕頭固定；在CT 模擬定位機（Philips Precedence 16）下對患者行增強掃描[通過高壓注射器經(jīng)肘正中靜脈注射碘海醇注射液（上海司太立制藥有限公司，國藥準字H20203258，規(guī)格100 ml∶30 g），給藥量為2 ml/kg，速度為2 ml/s]，設(shè)置掃描層厚為3 mm，掃描范圍為顱頂至第3頸椎；待獲得CT 影像后，通過網(wǎng)絡(luò)將其傳輸至Varian Eclipse 放射治療計劃系統(tǒng)，由高年資醫(yī)師勾畫靶區(qū)和危及器官（包括腦干、正常腦組織、左右視神經(jīng)、晶狀體、視交叉）。

1.3 計劃設(shè)計

基于Eclipse v13.6放射治療計劃系統(tǒng)和Varian EDGE加速器對每例患者分別以兩個不同的等中心位置進行FSRT計劃設(shè)計，計劃均采用容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強放射治療（volumetric modulated arc therapy，VMAT）技術(shù)，進行順時針181°～179°、逆時針179°～181°照射，準直器角度為5°，網(wǎng)格分辨力為2.5 mm，劑量率為1 400 MU/min，60對多葉準直器（multi-leaf collimator，MLC）處方劑量為50 Gy/10 F。其中，第1個等中心選在計劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）中心，取名計劃P1；第2個等中心選在DICOM圖像中心，取名計劃P2。

1.4 驗證計劃設(shè)計及實施

使用Eclipse v13.6放射治療計劃系統(tǒng)創(chuàng)建P1、P2兩個計劃的三維劑量驗證計劃，即質(zhì)量保證（quality assurance，QA）計劃；將每個計劃的床值歸零，然后移植到驗證模體上，將所有射野置于同一驗證計劃中，完成各弧劑量計算；批準QA 計劃，并導出所有計劃且在德國PTW 公司的二維電離室矩陣OCTAVIUS Detector 729上執(zhí)行，該二維電離室矩陣單個電離室的截面積為5 mm×5 mm，相鄰電離室的距離為10 mm，且電離室配有專用加速器模體，模體中間有一空腔，放置二維電離室矩陣，此外，該設(shè)備配有矩陣藍牙角度儀，藍牙與模體連接，在加速器機架旋轉(zhuǎn)過程中通過藍牙帶動模體同時且同角度旋轉(zhuǎn)，模體通過數(shù)據(jù)線與機房外軟件通信。

測量前，進行設(shè)備預(yù)熱歸零消除本底影響，按照Gamma 分析法將導出的平面劑量分布與實際測量分布在VeriSoft V7.1軟件上進行分析處理；根據(jù)PTW 驗證軟件提供的兩種分析方法（Local dose 和Max dose），將條件分別設(shè)置為10% of Max dose 和5% of Max dose，閾值標準分別設(shè)置為3%/3 mm 和3%/2 mm，總結(jié)和統(tǒng)計P1、P2兩個驗證計劃的結(jié)果。

1.5 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計處理，經(jīng)檢驗本研究計量資料數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，以±s表示，兩個驗證計劃的通過率結(jié)果比較采用配對t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

Max dose 評價方法下的Gamma 通過率高于Local dose 評價方法下的Gamma 通過率，10% of Max dose 條件下的Gamma 通過率高于5% of Max dose 條件下的Gamma 通過率，3%/3 mm 閾值標準下的Gamma 通過率高于3%/2 mm 閾值標準下的Gamma 通過率，且以靶區(qū)中心為等中心的驗證計劃Gamma 通過率高于以DICOM 圖像中心為等中心的Gamma 通過率，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 不同分析條件下各組計劃的Gamma 通過率比較（%，±s）

表1 不同分析條件下各組計劃的Gamma 通過率比較（%，±s）

注：P1 為等中心為靶區(qū)中心的計劃，P2 為等中心為DICOM圖像中心的計劃

評價方法條件閾值P1 驗證通過率P2 驗證通過率P Local dose 10% of Max dose 3%/3 mm 96.21±1.57 92.01±1.34 ＜0.001 3%/2 mm 93.32±1.91 90.57±2.08 ＜0.001 5% of Max dose 3%/3 mm 90.57±2.11 87.59±2.29 ＜0.001 3%/2 mm 87.31±3.51 85.76±3.54 ＜0.001 Max dose10% of Max dose 3%/3 mm 98.35±1.93 93.01±2.01 ＜0.001 3%/2 mm 97.21±2.27 92.11±2.69 ＜0.001 5% of Max dose 3%/3 mm 95.98±2.53 90.89±2.87 ＜0.001 3%/2 mm 92.01±2.72 88.11±3.95 ＜0.001

3 討論

隨著放射治療技術(shù)的不斷發(fā)展，QA 在現(xiàn)代精準放射治療中的作用越來越重要。調(diào)強計劃在臨床治療前必須進行劑量學驗證，以此檢驗計劃系統(tǒng)計算劑量與驗證劑量之間的差異。通常情況下，設(shè)計計劃與驗證計劃的符合度越高，即Gamma 通過率越高，則該計劃的準確度越高，實際臨床投照劑量越準確。影響計劃質(zhì)量的因素有很多，如射野角度、計算網(wǎng)格分辨力、等中心位置、準直器角度及子野面積等均會影響計劃質(zhì)量及驗證通過率[9-13]。FSRT 高劑量率、高劑量梯度等特點決定了其比普通調(diào)強放射治療對驗證條件和驗證設(shè)備的要求更高，分析其可能產(chǎn)生的劑量誤差對精準放射治療具有重要的意義，基于此，本研究以靶區(qū)中心和DICOM 圖像中心為等中心分別制定了放射治療計劃，驗證等中心位置對腦轉(zhuǎn)移瘤FSRT 驗證計劃的影響。

二維電離室矩陣作為常用的QA 設(shè)備，操作簡單、準確度高，已被廣泛用于放射治療的劑量驗證中。PTW 矩陣設(shè)備及其分析軟件所組成的測量系統(tǒng)的能量響應(yīng)良好，且靈敏度高[14-16]。魯旭慰和趙婷[17]研究了等中心位置對鼻咽癌放射治療劑量的影響，發(fā)現(xiàn)可通過改變射野等中心位置來改善劑量分布。解傳濱等[11]研究了靜態(tài)調(diào)強放射治療射野等中心選擇對PTW 二維電離室矩陣驗證率的影響，發(fā)現(xiàn)等中心的選擇可直接影響驗證通過率，設(shè)計應(yīng)盡量選取靶區(qū)中心，本研究結(jié)論與其相似。本研究結(jié)果還顯示，Gamma 通過率與VeriSoft 軟件的評價方法有關(guān)，Max dose 評價方法下的Gamma 通過率高于Local dose 評價方法，因為Max dose 評價方法降低了點對點的比較誤差，所以提高了驗證通過率。此外，設(shè)定的條件不同或閾值不同，劑量驗證結(jié)果也不同，10% of Max dose 條件下的Gamma 通過率高于5% of Max dose 條件，3%/3 mm 閾值標準下的Gamma 通過率高于3%/2 mm，設(shè)定的條件越苛刻，驗證的結(jié)果越低。蔣社偉等[9]研究了等中心對食管癌動態(tài)調(diào)強放射治療劑量學的影響，發(fā)現(xiàn)等中心的選取對靶區(qū)和肺、心臟受量有影響，等中心選在靶區(qū)中心的計劃通過率高于等中心選在靶區(qū)兩側(cè)，本研究結(jié)論與其相似。本研究的不足是未比較不同等中心點對腦轉(zhuǎn)移瘤FSRT 靶區(qū)和危及器官劑量學的影響。

綜上所述，等中心的選擇會對驗證計劃通過率產(chǎn)生影響，在腦轉(zhuǎn)移瘤FSRT 驗證計劃質(zhì)控過程中，應(yīng)盡量將等中心選在靶區(qū)中心位置。