應(yīng)用錐形束CBCT分析鼻咽癌患者調(diào)強放射治療的擺位誤差

陳秀杯　廖希一　林勤

[摘要] 目的 應(yīng)用千伏級錐形束KV-CBCT（Kilo-Volt Cone-Beam Computed Tomography）分析鼻咽癌調(diào)強放射治療時的擺位誤差，為鼻咽癌調(diào)強放射治療計劃設(shè)計時 CTV 外擴 PTV 邊界的大小提供參考。 方法 選取2014年6月—2015年12月該院收治的61例 IMRT 的鼻咽癌患者，治療過程中每周一次應(yīng)用 KV-CBCT 采集患者治療前的 CT 圖像，將所得圖像與定位 CT 圖像進行匹配，分別測定 X（左右）、Y（腹背）、Z（頭腳）軸3個方向的擺位誤差。結(jié)果 61例患者共掃描223次KV-CBCT，獲得223組擺位誤差結(jié)果，群體擺位誤差絕對值分別為X軸（1.50±1.28）mm，Y 軸（1.61±1.35）mm，Z 軸（1.63±1.47）mm；根據(jù)Van Herk公式（PTV =2.5∑+0.7δ）計算得到各方向的 CTV-PTV 外放邊界值 X、Y、Z 軸分別為2.56 mm、2.23 mm和2.94 mm。結(jié)論 應(yīng)用KV-CBCT影像系統(tǒng)可實時測量擺位誤差并在線進行糾正，縮小鼻咽癌放療過程中分次間的擺位誤差，為CTV-PTV外放邊界提供參考。

[關(guān)鍵詞] 鼻咽癌；KV-CBCT；調(diào)強放射治療；擺位誤差

[中圖分類號] R730.55 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742（2018）04（c）-0193-03

Setup Error in Intensity Modulated Radiotherapy for Patients with Nasopharyngeal Carcinoma by Cone-Beam Computed Tomography

CHEN Xiu-bei， LIAO Xi-yi， LIN Qin

Department of Radiotherapy， First Affiliated Hospital of Xiamen University， Xiamen， Fujian Province， 361003 China

[Abstract] Objective To analyze the setup errors by KV-CBCT （Kilo-Volt Cone-Beam Computed Tomography） in nasopharyngeal carcinoma treated with Intensity Modulated Radiotherapy to provide the reference for calculate safety margins of PTV with CTV. Methods 61 patients from June 2014 to December 2015 in our hospital with nasopharyngeal carcinoma who had received KV-CBCT and were treated with IMRT were selected. By matching the acquired images of KV-CBCT and localization of CT images， the setup errors of X-axis （left-right）， Y-axis （cranial-caudal） and Z-axis （ventral-dorsal） were respectively tested. Results 61 cases of patients received the 223 KV-CBCT scans.， and 223 setup errors were obtained， The overall setup errors were below （1.50 ±1.28） mm in X-axis， （1.61±1.35） mm in Y-axis and （1.63±1.47） mm in Z-axis； The margins required for CTV-PTV were calculated 2.56 mm， 2.23 mm and 2.94 mm， respectively， according to the Van Herk formula （PTV =2.5∑+0.7δ）. Conclusion The application of KV-CBCT imaging system on the margin of CTV-PTV can measure and reduce the setup errors by correcting online， which can reduce the intra-fractional setup errors， and provide the reference for calculating safety margins of PTV with CTV.

[Key words] Nasopharyngeal carcinoma （NPC）； KV-CBCT； Intensity Modulated Radiotherapy （IMRT）； Setup error

鼻咽癌是我國南方常見惡性腫瘤之一，其治療方法首選放射治療，特別是近20年來調(diào)強放射治療技術(shù)的應(yīng)用，鼻咽癌的局控率高達90%左右[1]。而適形調(diào)強放療IMRT（Intensity modulated radiation therapy）是三維適行的一種，與常規(guī)放射治療相比，精確度更高，在三維影像重建的基礎(chǔ)上、在三維治療計劃指導下，靶區(qū)內(nèi)的劑量能夠按照處方的要求分布，即高劑量區(qū)更好地包繞靶區(qū)，周圍組織的受照劑量更低，劑量梯度陡峭，因而它對擺位的精確性要求更高[2]。該研究選取2014年6月—2015年12月該院收治的61例患者為研究對象，現(xiàn)將研究結(jié)果報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

該院共收治的初治鼻咽癌IMRT患者61例，女性16例，男性45例，所有病例均經(jīng)病理確診為非角化型癌。

1.2 主要設(shè)備及材料

①瓦里安（Varian）23EX直線加速器；②Type-STM9個點固定的標準穿孔型（MT-APSD）頭頸肩熱塑面模；③Type-STM全碳素纖維頭頸肩擱板（20-CFHN-SUB2）。

1.3 體位固定方法

根據(jù)患者的胖瘦及頸部長短選擇合適的頭枕，取仰臥位，頭后仰，兩外耳孔距離床面相等，雙手置于體側(cè)，掌心朝內(nèi)，采用頭頸肩熱塑面膜固定體位，注意面膜與面部五官的服帖。

1.4 擺位

首次擺位由醫(yī)生、物理師、技術(shù)員共同參與。仔細核對治療單上各項參數(shù)，核對無誤后，交代病人治療的注意事項，以及配合治療的重要性。擺位要求按上述體位固定要求。通過激光定位線，先對計劃中心（定位中心線：我科統(tǒng)一標注為“1”線），三點激光重合后，根據(jù)治療計劃單數(shù)據(jù)移床至治療中心，然后進行KV-CBCT掃描。首次擺位患者掃描校正后，必須先進機房在面罩上貼膠布，按照激光十字線，畫好3個十字標示線，標記“2”線，作為治療對位標示線，并標示好中心源皮距，然后進行治療。分次間擺位，患者體位與模擬定位體位一致，先用激光對“1”線，三點激光重合后，移床對“2”線三點激光十字線重合后，核對中心源皮距與首次擺位標示中心源皮距是否一致，然后進行治療或KV-CBCT掃描。

1.5 圖像獲取與匹配

掃描參數(shù)為：旋轉(zhuǎn)掃描角度從22°逆時針旋轉(zhuǎn)至178°，時間25 ms，圖像重建矩陣設(shè)為512×512，重建層厚選取2.5 mm。掃描后的CBCT圖像與模擬定位掃描的CT圖像進行比對，先進行機器的自動比對，然后通過手動微調(diào)，主要先對頸椎及鼻尖，然后根據(jù)醫(yī)生勾畫的靶區(qū)進行比對，要求兩幅圖像盡量重合。計劃CT與KV-CBCT圖像匹配完成后計算機軟件即可自動得出擺位誤差。記錄每次CBCT掃描后各方向上的擺位誤差值。

1.6 統(tǒng)計方法

該研究對數(shù)據(jù)的處理采用SPSS 19.0統(tǒng)計學軟件進行處理。采用Van Herk等[3]提出的PTV外放公式：PTV=2.5Σ+0.7σ，求得能保證90%群體患者最小的CTV累積劑量至少達到95%的處方劑量的 CTV-PTV 外放間距。

2 結(jié)果

根據(jù) Stroom 等[4]的定義：用該患者每次擺位誤差的平均值表示個體系統(tǒng)誤差，用該患者每次擺位誤差的標準差表示個體隨機誤差，表1為 61例患者的個體擺位誤差的詳細情況。

3 討論

放射治療一般采用分次放療的方式，對于鼻咽癌患者而言，解剖結(jié)構(gòu)密集，同時存在較大的個體差異，正因如此，促進了更清淅的KV級X線圖像技術(shù)在放療體位校正中的應(yīng)用[5]。

分析的結(jié)果顯示：3個方向的總體擺位誤差均數(shù)±標準差（mean±SD）分別為X軸（1.50±1.28）mm、Y軸（1.61±1.35）mm、Z軸（1.63±1.47）mm，在放療過程中產(chǎn)生的偏差在2～3 mm，與國內(nèi)[6-7]一些鼻咽癌擺位誤差研究結(jié)果相接近，說明目前使用頭頸肩熱塑面罩固定體位，該放療中心放療設(shè)備的系統(tǒng)誤差和技師操作的隨機誤差在可接受范圍內(nèi)。從擺位誤差分布來看，分次間誤差主要集中在3 mm內(nèi)，雖然鼻咽癌放療擺位精確性較好，但在X、Y和Z軸 >5mm的次數(shù)分別是2（0.90%）、2（0.90%）、5（2.24%），這提醒個別患者存在較大偏移，在整個放療過程中，需要進行嚴格的質(zhì)量控制，以期減小誤差。由于本單位對每周掃一次KV-CBCT圖像，若某一方向誤差偏移超過5 mm有條件在線糾正，分析原因，重新擺位，誤差較大者則由主管醫(yī)生確定是否重新定位，以確保精確治療。該研究擺位誤差數(shù)據(jù)是未經(jīng)糾正的數(shù)據(jù)，而實際治療中，若進行CBCT掃描后，按照配準后的最佳坐標狀態(tài)進行放療，因而是誤差的極大值，為未行治療前KV-CBCT掃描的分次治療提供可靠的外放范圍的數(shù)據(jù)依據(jù)。

Van Herk等[3]推導的計算公式（PTV=2.5Σ+0.7δ），按此公式計算得到X（左右）、Y（腹背）、Z（頭腳）3個方向CTV-PTV外放邊界值分別為 2.56、2.23、2.94 mm，因此，建議該本放療中心鼻咽癌放射治療PTV在各個方向取3.0 mm。邢寶繼等[8]應(yīng)用KV-CBCT分析鼻咽癌調(diào)強放射治療的擺位誤差，對30 例患者共行168次KV-CBCT掃描，結(jié)論為X軸方向為 3.1 mm、Y 軸方向為3.3 mm、Z軸方向為3.4 mm，該研究結(jié)果外放邊界較其小。因此，對于鼻咽癌患者，基于KV-CBCT圖像分析的在線擺位校正能明顯減小擺位誤差，縮小了CTV外放，減少了周圍正常組織的照射劑量。

該研究的不足之處：由于患者的依從性等原因，61例患者未做到每例每周均進行一次KV-CBCT掃描，但是該研究的統(tǒng)計掃描次數(shù)達223次，應(yīng)該也能較客觀地說明我放療中心應(yīng)用Varian23EX 直線加速器針對鼻咽癌進行三維調(diào)強放射治療計劃設(shè)計時CTV外放3mm形成PTV是合適的；而且，使用的均是CBCT掃描配準后的原始數(shù)據(jù)，為沒有IGRT的放療單位提供了較可靠的CTV外擴到PTV邊界大小的數(shù)據(jù)。

[參考文獻]

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[8] 邢寶繼， 陳林， 郭汝濤， 等. 應(yīng)用KV-CBCT分析鼻咽癌調(diào)強放射治療的擺位誤差[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學進展，2014（35）：6953-6955，6959.

（收稿日期：2018-01-26）