調(diào)強(qiáng)放射治療的首次擺位誤差分析及應(yīng)用

任歡，肖澤民，田偉

常德市第一人民醫(yī)院腫瘤科 （湖南常德 415000）

調(diào)強(qiáng)放射治療可利用加速器的多葉光柵（multi-leave collimators，MLC）運(yùn)動(dòng)變化調(diào)制射線能量分布，使靶區(qū)的劑量分布高度適形，同時(shí)最大限度地降低周?chē)＝M織的劑量。這已逐漸成為放射治療的普及性技術(shù)。由于其劑量分布的高度精確性對(duì)靶區(qū)勾畫(huà)和擺位誤差的要求越來(lái)越高，所以臨床上為了有效減少各種因素造成的靶區(qū)位置變化，會(huì)在臨床靶體積（clinical target volume，CTV）外擴(kuò)一定的邊界值形成計(jì)劃靶體積（planning target volume，PTV）[1]；而利用錐形束CT（cone beam CT，CBCT）進(jìn)行圖像引導(dǎo)放射治療能夠有效地糾正擺位誤差，減小誤差帶來(lái)的影響，從而提高放射治療的精確性[2]。各放射治療單位的設(shè)備技術(shù)、擺位水平、質(zhì)控流程均存在一定的差異，本研究回顧性分析2019年全年在我院腫瘤科瓦里安直線加速器上行調(diào)強(qiáng)放射治療的患者的首次擺位誤差數(shù)據(jù)，分析各部位擺位誤差形成的原因，并計(jì)算出CTV 的外擴(kuò)邊界值，作為臨床參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2019年1—12月在我院腫瘤科瓦里安直線加速器上行調(diào)強(qiáng)放射治療的腫瘤患者432例。（1）頭頸部腫瘤患者130例（頭頸組），男95例，女35例；年齡14～78歲，中位年齡53歲；鼻咽癌82例，腦膠質(zhì)瘤及腦膜瘤19例，舌癌17例，下咽癌及喉癌9例，甲狀腺癌及腮腺癌3例。（2）胸腹部腫瘤患者94例（胸腹組），男72例，女22例；年齡42～80歲，中位年齡63歲；肺癌60例，食管癌17例，胸腺瘤7例，肝癌5例，胃癌5例。（3）盆腔腫瘤患者208例（盆腔組），男35例，女173例；年齡27～87歲，中位年齡55歲；宮頸癌156例，結(jié)直腸癌46例，膀胱癌2例，前列腺癌4例。

1.2 設(shè)備材料

Varian 公司Trilogy 直線加速器[ 帶機(jī)載影像系統(tǒng)（OBI），能夠?qū)嵤〤BCT]；Siemens 公司AS40大孔徑模擬定位CT；Varian 公司Eclipse 治療計(jì)劃系統(tǒng)；深圳騰飛宇熱塑膜及定位體架。

1.3 模擬定位

患者均采取仰臥位，頭頸組使用頭頸肩架+塑料頭枕+頭頸熱塑膜固定，胸腹組使用定位體架+真空墊+熱塑體膜固定，盆腔組使用腳部真空墊固定；將患者固定于模擬定位CT 平板床上，利用外置三維激光系統(tǒng)確定其等中心位置，并在體表貼上鉛點(diǎn)做好體表標(biāo)記；掃描層厚頭頸組為3 mm，胸腹組為5 mm，盆腔組為5 mm，將獲取的CT 影像傳輸至Eclipse 治療計(jì)劃系統(tǒng)。

1.4 靶區(qū)的確認(rèn)及治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)

由主治醫(yī)師根據(jù)臨床資料結(jié)合患者的影像學(xué)資料在定位CT 圖像上勾畫(huà)靶區(qū)和危及器官，在副主任醫(yī)師或以上級(jí)別醫(yī)師對(duì)其確認(rèn)后由物理師設(shè)計(jì)調(diào)強(qiáng)放射治療計(jì)劃；頭頸組及盆腔組使用容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)技術(shù)，胸腹組多使用固定野調(diào)強(qiáng)技術(shù)；由副主任醫(yī)師或以上級(jí)別醫(yī)師和物理師對(duì)最終調(diào)強(qiáng)計(jì)劃共同評(píng)價(jià)、審核、確認(rèn)后傳輸至直線加速器準(zhǔn)備治療。

1.5 首次治療獲取的CBCT 圖像及擺位誤差數(shù)據(jù)

首次擺位由主治醫(yī)師、兩名技師和物理師共同參與，體位要求和CT 定位時(shí)完全一致，兩名技師根據(jù)三維激光燈及患者體表標(biāo)記位置擺位；頭部掃描條件為100 kV/80 mA/25 mAs，體部掃描條件為125 kV/80 mA/13 mAs，將掃描采集的圖像與計(jì)劃系統(tǒng)傳輸至直線加速器的圖像進(jìn)行匹配，配準(zhǔn)方法采用自動(dòng)加手動(dòng)法，先利用計(jì)算機(jī)骨性配準(zhǔn)的方法自動(dòng)配準(zhǔn)得出3個(gè)方向和1個(gè)旋轉(zhuǎn)角度的擺位誤差數(shù)據(jù)，再由主治醫(yī)師和物理師根據(jù)配準(zhǔn)結(jié)果從橫斷面、矢狀面、冠狀面逐層分析配準(zhǔn)效果并結(jié)合手動(dòng)微調(diào)，評(píng)判是否滿(mǎn)足臨床要求，再給予調(diào)整，糾正床值，實(shí)施治療。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS Statistics 26統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)CBCT 配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行分析，擺位誤差取所得數(shù)據(jù)的絕對(duì)值，用∑±σ（mm）表示，均值（∑）代表治療過(guò)程中的系統(tǒng)誤差，標(biāo)準(zhǔn)差（σ）代表隨機(jī)誤差，根據(jù)Van Herk[3-4]經(jīng)典公式邊界值M=2.5∑+0.7σ 計(jì)算CTV 外擴(kuò)邊界值。

2 結(jié)果

圖像配準(zhǔn)完成后，可得出每例患者首次擺位3個(gè)方向的平移誤差和1個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)誤差，且頭頸組各方向上的誤差均較小，但旋轉(zhuǎn)誤差較大，見(jiàn)表1。

表1 3組擺位誤差結(jié)果分析

3 討論

治療實(shí)施是調(diào)強(qiáng)放射治療流程的最后一步，準(zhǔn)確無(wú)誤的擺位及及時(shí)地分析和糾正擺位誤差，可有效提高靶區(qū)劑量的準(zhǔn)確性，減少危及器官的受量，提高放射治療的療效[5]。但在實(shí)際的臨床工作中，放射治療技師執(zhí)行擺位操作的專(zhuān)業(yè)水平[6]、患者的配合程度、體內(nèi)器官組織的非自主運(yùn)動(dòng)、體表標(biāo)記的準(zhǔn)確性均是直接影響擺位誤差的關(guān)鍵因素，形成隨機(jī)誤差σ；此外，CT 定位機(jī)和直線加速器等設(shè)備的質(zhì)量控制、圖像傳輸和計(jì)劃設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的誤差會(huì)對(duì)CBCT 掃描的圖像配準(zhǔn)結(jié)果產(chǎn)生間接影響，導(dǎo)致形成系統(tǒng)誤差∑。

本研究對(duì)432例患者的首次擺位誤差結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析：（1）腹背、頭腳、左右3個(gè)平移方向的擺位誤差均是頭頸組最小，且出現(xiàn)誤差＞3 mm 的例數(shù)最少，說(shuō)明頭頸部腫瘤因受解剖結(jié)構(gòu)的限制，器官運(yùn)動(dòng)位移小，外輪廓線明顯、易固定，使用頭頸肩熱塑膜固定效果好，但頭頸組擺位誤差的方向性較為明顯，根據(jù)正負(fù)方向分析，誤差在背側(cè)、頭側(cè)、右側(cè)方向所占比例明顯稍高，物理師在做直線加速器及定位裝置等設(shè)備的質(zhì)量控制時(shí)應(yīng)密切關(guān)注其規(guī)律，考慮是否來(lái)源于系統(tǒng)誤差，放射治療技師在擺位時(shí)應(yīng)注意和患者進(jìn)行良好的溝通，使其積極配合調(diào)整體位；（2）計(jì)算結(jié)果顯示，頭頸組在腹背、頭腳、左右3個(gè)方向的CTV 外擴(kuò)邊界值建議分別為3.7 mm、5.0 mm、2.0 mm，該范圍與楊波等[7]的研究結(jié)果（5 mm、5 mm、5 mm）比較略小，與馬翔等[8]的研究結(jié)果（3 mm、3 mm、2 mm）比較頭腳方向稍大，頭頸部旋轉(zhuǎn)方向誤差明顯大于體部的原因與頭頸部解剖結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，有學(xué)者研究了不同頸部固定方式可有效減小頭頸部擺位誤差，包括旋轉(zhuǎn)誤差[9-10]；（3）胸腹組在定位體架上使用真空墊+熱塑膜的方法固定，且在患者身體兩側(cè)皮膚體表做好十字線輔助擺位，將患者皮膚標(biāo)記線與激光燈對(duì)好后再固定熱塑膜，根據(jù)熱塑膜上的標(biāo)記線與等中心位置對(duì)好，胸腹腔內(nèi)由于臟器較多，心臟搏動(dòng)、呼吸運(yùn)動(dòng)、胃腸蠕動(dòng)等均可影響患者的擺位誤差，且患者雙手上舉握桿也可能帶來(lái)皮膚的牽拉而影響皮膚標(biāo)記線的位置，從而影響擺位的準(zhǔn)確性，根據(jù)計(jì)算結(jié)果推薦在胸腹部腫瘤靶區(qū)勾畫(huà)時(shí)腹背、頭腳、左右3個(gè)方向的CTV 外擴(kuò)邊界值分別為4.7 mm、7.4 mm、4.7 mm，并充分重視頭腳方向的誤差，該結(jié)果與戚濤等[11]的研究結(jié)果相似；（4）盆腔組接受調(diào)強(qiáng)放射治療時(shí)受膀胱、直腸的充盈狀態(tài)影響較大[12]，圖像進(jìn)行骨性配準(zhǔn)后需要醫(yī)師、物理師更多的參與評(píng)估靶區(qū)及周?chē)匾Y(jié)構(gòu)的誤差影響情況，根據(jù)個(gè)體差異適時(shí)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，目前較多使用的各方向上CTV 外擴(kuò)邊界值5 mm 可能過(guò)于保守，根據(jù)本研究回顧的擺位誤差結(jié)果，推薦在腹背、頭腳、左右3個(gè)方向上分別使用6.1 mm、5.6 mm、6.0 mm 的CTV 外擴(kuò)邊界值，該誤差結(jié)果低于Patni 等[13]的研究結(jié)果。

本研究回顧性分析了2019全年在我院瓦里安直線加速器上接受調(diào)強(qiáng)放射治療的432例患者的首次擺位誤差，未考慮調(diào)強(qiáng)放射治療分次間的誤差影響，但根據(jù)倪曉雷等[14]的研究，首次擺位誤差與分次間未見(jiàn)明顯差異。在患者分組上，將腦膠質(zhì)瘤等單純頭部腫瘤患者與鼻咽癌等頭頸部腫瘤患者歸為頭頸組，肺癌等胸部腫瘤患者和胃癌等腹部腫瘤患者歸為胸腹組，以上單純以患者腫瘤部位分類(lèi)過(guò)于粗略，可以在體位固定和定位方式上，進(jìn)一步探尋更加優(yōu)良的固定方式，如頭頸部腫瘤患者可考慮發(fā)泡膠或個(gè)體化頭枕，胸腹部腫瘤患者可考慮4D-CT 和呼吸門(mén)控技術(shù)，盆腔腫瘤患者也可考慮使用熱塑膜，下一步工作應(yīng)根據(jù)不同的病種進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和細(xì)分，或選擇不同的固定方式進(jìn)行對(duì)照研究，統(tǒng)計(jì)并計(jì)算出各病種的擺位誤差及CTV 外擴(kuò)邊界值，供臨床靶區(qū)勾畫(huà)參考。從放射治療定位到實(shí)施治療的整個(gè)流程中，放射治療醫(yī)師、物理師、技師、護(hù)士應(yīng)各盡其責(zé)并全力配合，共同提高本部門(mén)的質(zhì)量控制水平，最大限度地降低系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，為腫瘤患者帶來(lái)高質(zhì)量的精準(zhǔn)治療。