錐形束CT在評(píng)價(jià)兩種宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療中的應(yīng)用

[天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院（國(guó)家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津腫瘤防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心），天津 300060]

錐形束CT在評(píng)價(jià)兩種宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療中的應(yīng)用

高曉飛，杜武，梁廣立，劉桂芝

[天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院（國(guó)家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津腫瘤防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市惡性腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心），天津 300060]

目的利用錐形束CT分析宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療兩種治療方法的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法將56例宮頸癌放療患者按固定體位方式和治療計(jì)劃分為兩組，常規(guī)組采用仰臥位體架和熱塑體膜固定，執(zhí)行靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃治療；觀察組采用俯臥位體架和熱塑體膜固定，執(zhí)行容積調(diào)強(qiáng)計(jì)劃治療；治療時(shí)每人每周第一次治療前均掃描錐形束CT，利用骨性標(biāo)記在線與計(jì)劃CT圖像匹配，記錄并分析兩組患者左右方向（X）、頭腳方向（Y）、前后方向（Z）擺位誤差；利用劑量體積直方圖分析兩組患者小腸、膀胱、直腸和股骨頭重要器官的受照劑量體積比。結(jié)果兩組患者共獲取280幅錐形束CT圖像，兩組患者在Y、Z軸擺位誤差比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（tY=2.336，PY=0.021；tZ=3.278，PZ=0.0004），X軸比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.573，P=0.290）；兩組在X軸旋轉(zhuǎn)誤差比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.134，P=0.029），Y、Z軸比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；觀察組在計(jì)劃總跳字和治療時(shí)間均優(yōu)于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=9.549和17.324，均P=0.000）；觀察組膀胱V50優(yōu)于常規(guī)組（P=0.031），在小腸、直腸、膀胱、左股骨頭的平均劑量Dmean＞常規(guī)組（P＜0.05），兩組其余比較無(wú)差異。結(jié)論采用錐形束CT技術(shù)對(duì)兩種宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療的體位擺放進(jìn)行指導(dǎo)，為提高放療精度提供影像學(xué)上的依據(jù)，具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。

宮頸癌；調(diào)強(qiáng)放療；錐形束CT；擺位誤差

放射治療是宮頸癌治療的主要方法之一，大約80%的宮頸癌患者需要接受體外、腔內(nèi)放療[1]。術(shù)后放療可降低腫瘤局部復(fù)發(fā)率，提高總生存率[2-3]。隨著放療技術(shù)的發(fā)展，調(diào)強(qiáng)放療（intensity modulated radiotherapy，IMRT）成為目前的主流技術(shù)，其具有保持靶區(qū)較高的適行度，大大減少靶區(qū)周圍重要組織和器官的受照劑量[4]；容積調(diào)強(qiáng)放療（volumetric modulated arc therapy，VMAT）是基于 IMRT 發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)放療技術(shù)，具有機(jī)架旋轉(zhuǎn)照射時(shí)多葉準(zhǔn)直器（multi-leaf collimator，MLC）不斷改變形狀，在較短時(shí)間內(nèi)完成治療的優(yōu)勢(shì)。在保持靶區(qū)勾畫高精準(zhǔn)時(shí)，治療位置精確與否為了放療成敗的關(guān)鍵。該實(shí)驗(yàn)利用瓦里安錐形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）分析宮頸癌放療不同固定方式的優(yōu)劣，并對(duì)其治療計(jì)劃的跳字、治療時(shí)間及重要器官相關(guān)劑量學(xué)進(jìn)行比較，分析宮頸癌不同調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年12月-2017年5月本科室宮頸癌術(shù)后放療患者56例。年齡43～67歲，中位年齡55歲；病理證實(shí)均為鱗癌；臨床分期為Ⅱb、Ⅲb期；隨機(jī)分為常規(guī)組和觀察組，每組各28例。常規(guī)組采用腹部仰臥體架和熱塑體膜固定，執(zhí)行靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃治療，觀察組采用俯臥位體架和熱塑體膜固定，執(zhí)行VMAT計(jì)劃治療；兩組患者均無(wú)放療史且卡氏功能狀態(tài)評(píng)分均＞70分；所有患者均完成治療。

1.2 設(shè)備及附屬材料

IX醫(yī)用電子直線加速器（美國(guó)VARIAN公司），大孔徑CT定位機(jī)（荷蘭飛利浦公司），仰臥體架，俯臥體架，熱塑體膜，激光定位燈，三維治療計(jì)劃系統(tǒng)。

1.3 CT定位及復(fù)位

兩組患者均為空腹，于定位前1 h飲用500 ml水充盈膀胱。常規(guī)組囑患者平躺于仰臥體架上，雙手抱肘置于額頭上；觀察組囑患者俯臥于俯臥體架上，使腹部置于凹陷槽內(nèi)，雙手抱肘置于體架前方；兩組患者均保持平靜呼吸，將熱熔好的體膜快速敷于患者腹部并固定卡扣，及時(shí)按壓體膜使之與身體輪廓一致，10 min冷卻后在體膜表面及體表標(biāo)記“+”字激光標(biāo)記，并在體膜表面“+”字處標(biāo)記“CT”、姓名、日期及卡扣型號(hào)等；兩組均行CT掃描，層厚5 mm，層距5 mm，掃描圖像傳至三維治療計(jì)劃系統(tǒng)。

復(fù)位時(shí)兩組患者按首次定位要求固定，按計(jì)劃調(diào)整激光線，在3個(gè)“+”字中心用鉛點(diǎn)標(biāo)記并掃描CT，按計(jì)劃等中心層面圖示及相關(guān)數(shù)據(jù)核野，確認(rèn)無(wú)誤后在體膜標(biāo)記“+”字激光線并標(biāo)記“A”（Approve）。

1.4 計(jì)劃設(shè)計(jì)及評(píng)估方法

常規(guī)組采用5野靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃；觀察組采用兩弧VMAT計(jì)劃，照射角度為181～179°和179～181°；兩組患者治療劑量為1.8 Gy/28次/50.4 Gy；射線均為6MV-X射線；危機(jī)器官劑量限值為：小腸V45＜195cc，V50＜5%；膀胱 V50＜50%；直腸 V50＜50%；股骨頭V50＜5%；其余正常組織或器官越低越好；重要器官評(píng)價(jià)參數(shù)：小腸（平均劑量Dmean、V50），直腸（平均劑量 Dmean、V50），膀胱（平均劑量 Dmean、V50），股骨頭（平均劑量 Dmean、V50）。

1.5 CBCT掃描及匹配

兩組患者均選用pelvic模式，掃描角度182°～178°，濾線器為Half-fan，重建層厚2 mm，掃描矩陣512×512；重建完成后在CBCT圖像和CT圖像重疊區(qū)域選取感興趣區(qū)（region of interest，ROI），匹配時(shí)醫(yī)生和技師采用骨性標(biāo)記自動(dòng)匹配，如匹配不佳可手動(dòng)匹配直至合格；記錄匹配合格后的擺位誤差及床旋轉(zhuǎn)角度。見(jiàn)附圖。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件，設(shè)定左右方向?yàn)閄軸，頭腳方向?yàn)閅軸，前后方向?yàn)閆軸，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，各組間數(shù)據(jù)的比較采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

附圖 兩組患者體位固定及靶區(qū)匹配圖

2 結(jié)果

2.1 兩組患者治療擺位誤差比較

兩組患者共獲取280幅CBCT圖像，匹配證實(shí)在X、Y、Z 3個(gè)方向均有不同程度的移動(dòng)，其中常規(guī)組在X、Z軸最大位移為7 mm，Y軸最大為5 mm；觀察組在X、Y、Z軸最大位移為5 mm；兩組患者在Y、Z軸擺位誤差比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），X軸比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表1。

2.2 兩組患者治療擺位旋轉(zhuǎn)誤差比較

常規(guī)組在Y軸最大旋轉(zhuǎn)誤差為5.6，觀察組最大旋轉(zhuǎn)誤差為3.9，兩組X、Z軸旋轉(zhuǎn)誤差均＜3.0；兩組患者在X軸旋轉(zhuǎn)誤差比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），Y、Z軸比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表2。

2.3 射野跳字和治療時(shí)間比較

常規(guī)組采用靜態(tài)5野IMRT計(jì)劃，最大照射跳字為1 092 MU，觀察組采用2野VMAT計(jì)劃，最大跳字為907 MU，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；治療時(shí)間觀察組少于常規(guī)組，治療效率高于常規(guī)組，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表3。

2.4 重要器官劑量學(xué)比較

靶區(qū)周圍重要器官的V50比較，小腸、直腸、左、右股骨頭兩組調(diào)強(qiáng)計(jì)劃差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），膀胱VMAT優(yōu)于IMRT（static），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（見(jiàn)表4）；在重要器官平均劑量比較時(shí)，VMAT組在小腸、直腸、膀胱、左股骨頭的Dmean＞IMRT組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），右股骨頭Dmean差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表5。

表1 兩組患者擺位誤差大小比較 （cm，±s）

表1 兩組患者擺位誤差大小比較 （cm，±s）

常規(guī)組 0.261±0.160 0.297±0.167 0.267±0.154觀察組 0.246±0.155 0.232±0.181 0.190±0.172 t值 0.573 2.336 3.278 P值 0.290 0.021 0.004

表2 兩組患者擺位旋轉(zhuǎn)誤差比較 （cm，±s）

表2 兩組患者擺位旋轉(zhuǎn)誤差比較 （cm，±s）

常規(guī)組 0.872±0.624 1.213±1.189 0.742±0.662觀察組 1.133±0.734 1.274±1.102 0.804±0.641 t值 2.134 0.282 0.524 P值 0.029 0.392 0.306

表3 兩組射野跳字和治療時(shí)間比較 （±s）

表3 兩組射野跳字和治療時(shí)間比較 （±s）

常規(guī)組 IMRT（static） 917.642±73.813 455.256±45.472觀察組 VMAT 715.824±83.938 271.223±33.367 t值 9.549 17.324 P值 0.000 0.000

表4 兩組治療計(jì)劃靶區(qū)周圍重要器官V50比較 （%，±s）

表4 兩組治療計(jì)劃靶區(qū)周圍重要器官V50比較 （%，±s）

常規(guī)組 6.493±2.554 45.284±9.601 40.251±5.324 0.632±0.651 0.432±0.291觀察組 5.871±1.932 42.072±7.584 36.031±7.433 0.452±0.274 0.431±0.243 t值 1.024 1.422 2.293 1.301 0.054 P值 0.173 0.102 0.031 0.120 0.479

表5 兩組治療計(jì)劃靶區(qū)周圍重要器官平均劑量Dmean比較 （Gy，±s）

表5 兩組治療計(jì)劃靶區(qū)周圍重要器官平均劑量Dmean比較 （Gy，±s）

常規(guī)組 25.201±2.204 46.321±1.843 44.121±1.603 15.522±2.283 14.702±1.931觀察組 20.403±3.081 42.071±2.083 39.511±3.562 12.103±3.551 13.421±3.543 t值 6.681 8.074 6.243 4.282 1.673 P值 0.000 0.000 0.000 0.003 0.073

3 討論

調(diào)強(qiáng)放療成為宮頸癌術(shù)后放療的主要方式之一，通過(guò)調(diào)整射野內(nèi)劑量強(qiáng)度分布，使其在三維方向上靶區(qū)劑量分布更均勻，實(shí)現(xiàn)靶區(qū)精確治療的目的。但技師擺位時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺位誤差，如果誤差超出允許范圍靶區(qū)就會(huì)出現(xiàn)漏照或少照，同時(shí)增加周圍危及器官的受照劑量，導(dǎo)致最終放療失敗[5-7]。宮頸位置毗鄰膀胱、小腸等重要器官，且對(duì)射線較敏感，放療過(guò)程中靶區(qū)位置容易受到呼吸運(yùn)動(dòng)、腸道蠕動(dòng)、膀胱充盈、皮膚牽拉或體表標(biāo)記清晰度等因素影響，因此，宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療對(duì)治療定位擺位精準(zhǔn)度的要求高，錐形束CT技術(shù)的臨床應(yīng)用可大大提高放療精度的驗(yàn)證。

盆腔腫瘤放療的可重復(fù)性和準(zhǔn)確性是盆腔腫瘤精確放射治療必要保證，適當(dāng)?shù)捏w位固定技術(shù)控制組織器官的運(yùn)動(dòng)移位，可提高靶區(qū)的放療精度[8]。因此體位固定成為影響宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療質(zhì)量好壞的重要因素之一，如何選擇恰當(dāng)?shù)捏w位固定方法成為必須考慮的問(wèn)題。本實(shí)驗(yàn)中觀察組患者采用俯臥體架與熱塑體膜固定可降低患者體位移動(dòng)，觀察組患者在Y、Z軸擺位誤差大于常規(guī)組，X軸擺位誤差比較無(wú)差異；與王多明等研究結(jié)果基本一致[9]。觀察組患者X軸旋轉(zhuǎn)誤差小于常規(guī)組，Y、Z軸旋轉(zhuǎn)誤差比較無(wú)差異。分析宮頸癌放療擺位誤差影響因素主要為：①體型偏胖的患者臀部、腹部脂肪多，肌肉較松弛，易使體表標(biāo)記移位；②治療時(shí)膀胱充盈程度大小不一致；③腸道內(nèi)容物多少不一致；④呼吸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致腹部運(yùn)動(dòng)幅度較大，對(duì)皮膚標(biāo)志牽拉移位；⑤身體不自主運(yùn)動(dòng)；⑥雙腿間距的變化等。以上因素的變化都能引起靶區(qū)位置發(fā)生改變，降低調(diào)強(qiáng)放療的精準(zhǔn)度，影響患者的放療效果。該實(shí)驗(yàn)中常規(guī)組仰臥體架固定時(shí)，患者臀部、腹部脂肪堆積較多，導(dǎo)致體表“＋”字標(biāo)記移動(dòng)變化大；觀察組采用俯臥體架與熱塑體膜固定患者體位，使患者腹部、腿部置于凹槽內(nèi)，減小了患者腹部脂肪、膀胱腸道內(nèi)容物、雙腿間距及腹式呼吸等因素影響，可降低患者Y、Z軸方向的體位移動(dòng)和X軸的旋轉(zhuǎn)誤差，提高擺位精度，因此俯臥體架聯(lián)合熱塑體模固定可以更好地限制患者不自主運(yùn)動(dòng)等導(dǎo)致的靶區(qū)位置偏移。

調(diào)強(qiáng)放療時(shí)患者以最短時(shí)間完成治療能更好地減少患者治療中體位移動(dòng)，提高靶區(qū)位置精確度；患者計(jì)劃跳字的縮減可以減少散射線的影響，減少二次致癌幾率[10-12]，同時(shí)要盡量降低周圍危及器官的受照劑量，減小副反應(yīng)的發(fā)生。該實(shí)驗(yàn)觀察組調(diào)強(qiáng)計(jì)劃總跳字小于常規(guī)組，同時(shí)觀察組治療時(shí)間少于常規(guī)組。在重要器官劑量學(xué)比較中，觀察組膀胱V50優(yōu)于常規(guī)組，在小腸、直腸、膀胱、左股骨頭的Dmean小于常規(guī)組。與COZZI等[13]研究基本一致。與常規(guī)組傳統(tǒng)靜態(tài)調(diào)強(qiáng)對(duì)比，觀察組患者采用VMAT計(jì)劃，優(yōu)勢(shì)在于兼顧控制多葉準(zhǔn)直器運(yùn)動(dòng)速度、機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度和劑量率，減少射野跳字，縮短治療時(shí)間，提高治療效率，進(jìn)而降低患者體位不自主移動(dòng)的發(fā)生幾率，提高了治療精準(zhǔn)度，同時(shí)保護(hù)周圍正常組織，減少小腸、股骨頭、直腸及膀胱等器官的受照體積和劑量，降低治療副反應(yīng)的發(fā)生。

綜上所述，采用錐形束CT技術(shù)對(duì)兩種宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療方式體位擺放進(jìn)行指導(dǎo)，顯示宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療采用俯臥體架與熱塑體膜固定能較好保持體位固定。采用容積調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃能在保證治療效果的前提下，大幅減少射野跳字和治療時(shí)間，減少患者治療中體位的變化，同時(shí)與靜態(tài)調(diào)強(qiáng)相比能較好的降低危及器官的受照劑量和受照體積。該技術(shù)對(duì)提高放療精度提供影像學(xué)上的依據(jù)，具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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Application of cone beam CT in the evaluation of two intensity modulated radiotherapy for cervical cancer

Xiao-fei Gao,Wu Du,Guang-li Liang,Gui-zhi Liu
[Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital(National Clinical Research Center for Cancer,Tianjin's Key Laboratory of Cancer Prevention and Therapy,Tianjin's Clinical Research Center for Cancer),Tianjin 300060,China]

ObjectiveTo analyze the clinical value in two intensity modulated radiotherapy ways for cervical cancer by cone beam CT.MethodsA total of 56 cases of cervical cancers were divided into two groups by fixed position and treatment planning.The supine body frame and thermoplastic film were used and static intensity-modulated plan was carried out in conventional group;observation group used prone position body frame and thermoplastic film and volumetric modulated arc therapy plan.The cone beam CT was scanned before the first treatment per week for each person.Set-up errors were recorded and analyzed in X,Y and Z axis;the dose volume ratio of the vital organs including small intestine,bladder,rectum and femoral head were analyzed with dose-volume histogram.ResultsA total of 280 cone beam CT images were acquired for the two groups,and set-up error in X,Y,Z was (0.261±0.160)/(0.246±0.155)cm,(0.297±0.167)/(0.232±0.181)cm and (0.267±0.154)/ (0.190±0.172)cm,respectively between the groups.The set-up errors in Y and Z axis were statistically significant between the groups(tY=2.336,PY=0.021;tZ=3.278,PZ=0.004),but there was no significant difference in X axis (t= 0.573,P=0.290).There was statistically significant for rotation error in X axis (t=2.134,P=0.029),but were no significant differences in Y and Z axis (P＞0.05).The total MU and treatment time of the observation group were better than those in the conventional group(t=9.549 and 17.324,P=0.000).The observation group is better than traditional group in bladder V50 (P=0.031).the Dmean of small intestine,rectum,bladder,and left femoral head in the observation group is lower than the conventional group (P＜0.01).ConclusionsApplication of cone beam CT technique in two intensity modulated radiation therapy for cervical cancer indicates a potential clinical value,which provides image basis for improving the accuracy of radiotherapy.

cervical cancer;intensity modulated radiotherapy;cone beam CT;set-up error

R737.33

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.30.018

1005-8982（2017）30-0098-05

2017-07-03

（王榮兵 編輯）