鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療擺位不同配準(zhǔn)方式對(duì)實(shí)際劑量學(xué)的影響

中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射治療科，廣東廣州510080

引言

放射治療是鼻咽癌治療的主要治療手段，其中調(diào)強(qiáng)放療成為主流技術(shù)[1-2]。調(diào)強(qiáng)技術(shù)具有精確定位、精確設(shè)計(jì)、精確治療的“三精”特點(diǎn)，精確的擺位是精準(zhǔn)治療的基礎(chǔ)，所以我們應(yīng)該重視調(diào)強(qiáng)放療擺位的質(zhì)量控制[3]。鼻咽癌放療常采用頭頸肩熱塑膜聯(lián)合真空墊固定技術(shù)，在治療過程中，不少研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，采用頭部與頸部?jī)煞N配準(zhǔn)框?qū)φ`差結(jié)果影響存在差異[4-6]，然而，其究竟引起多少劑量變化，還沒引起足夠重視。本文重點(diǎn)探討鼻咽癌頭部與頸部的不同擺位配準(zhǔn)框?qū)┝糠植嫉挠绊憽?/p>

1 材料與方法

1.1 臨床資料

選取中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院2019年8月至2020年2月治療的鼻咽癌患者20例，所有患者均為首次放療，采用頭頸肩熱塑膜聯(lián)合真空墊固定。其中，男14例，女6例，年齡25～68歲，中位年齡48歲，分期T1-4N1-2M0。兩組患者一般臨床資料無明顯差異。所有患者充分理解治療及數(shù)據(jù)采集過程，同意參與數(shù)據(jù)采集，并均簽署知情同意書。

1.2 計(jì)劃設(shè)計(jì)

1.2.1 CT定位

所有患者均采用頭頸肩熱塑模聯(lián)合真空墊方式固定體位，采用Philips Big-Bore Brilliance16排大孔徑螺旋CT模擬定位機(jī)下進(jìn)行頭頸部CT掃描，層厚3mm，F(xiàn)OV直徑600mm，平掃加增強(qiáng)掃描。掃描范圍為額竇上緣至鎖骨關(guān)節(jié)下3cm。CT圖像通過Aria局域網(wǎng)傳輸。

1.2.2 計(jì)劃設(shè)計(jì)

結(jié)合美國(guó)腫瘤放射治療協(xié)作組0225共識(shí)，逐層勾畫原發(fā)大體腫瘤體積（Gross Target Volume，GTV）和頸部淋巴轉(zhuǎn)移大體腫瘤體積（GTVnd，分為GTVnd L和GTVnd R）。原發(fā)灶臨床靶區(qū)包括鼻咽腔、鼻腔上頜竇后部、翼腭窩、部分后組篩竇、咽旁間隙、顱底和部分椎體。計(jì)劃靶區(qū)（Plan Target Volume，PTV）在各靶區(qū)基礎(chǔ)上外擴(kuò)5 mm。危及器官（Organs at Risk，OAR）包括：腦干、脊髓、雙側(cè)腮腺、視神經(jīng)、晶體等。分別對(duì)靶區(qū)和危及器官設(shè)定劑量約束。處方劑量：PGTV nx68.1～70.29 Gy，PGTVnd61～68 Gy，PTV1 為 60～63 Gy，PTV2為54～56Gy。危及器官限量：腦干≤58Gy，脊髓≤45Gy，50%腮腺體積≤30，晶體8 Gy。視交叉≤54 Gy，顳頜關(guān)節(jié)≤60 Gy。所有計(jì)劃在Eclipse 13.0 TPS進(jìn)行靶區(qū)勾畫和計(jì)劃設(shè)計(jì)，采用容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)（Volumetric Modulated Arc Therapy，VMAT）技術(shù)，選擇6 MV光子線，雙弧治療。因處方劑量存在差異，按照PTV/PGTV進(jìn)行歸一，98%的體積滿足處方劑量。所有患者在Varian Novalis TX直線加速器治療。

1.3 圖像配準(zhǔn)

運(yùn)用直線加速器自帶OBI系統(tǒng)，每周進(jìn)行一次錐形束CT（Cone beam CT，CBCT）圖像采集?；仡櫺苑治鯟BCT圖像，將CBCT圖像與定位CT圖像配準(zhǔn)，采用骨性配準(zhǔn)為主與手動(dòng)微調(diào)為輔的方法。鼻咽癌靶區(qū)勾畫區(qū)域包括鼻咽腔至部分椎體區(qū)域，由于頸部存在較大的生理活動(dòng)度，使用頭頸肩熱塑膜聯(lián)合真空墊的固定方式，不能保證每次治療頭部和頸部固定效果一致，整體配準(zhǔn)方式不能同時(shí)滿足頭部和頸部的準(zhǔn)確配準(zhǔn)，故本文設(shè)置三種不同的配準(zhǔn)框范圍，分別獲得整體配準(zhǔn)誤差、頭部配準(zhǔn)誤差、頸部配準(zhǔn)誤差。頭部配準(zhǔn)框：左右方向?yàn)閮啥饩?，頭腳方向?yàn)檠劭粝戮壷溜B底，前后方向?yàn)楸羌馓幹琳砉呛缶?。頸部配準(zhǔn)框：頭腳方向?yàn)轱B底至第7頸椎中間，其余方向與頭部范圍相同。整體配準(zhǔn)框?yàn)轭^部聯(lián)合頸部配準(zhǔn)框如圖1所示。若整體配準(zhǔn)時(shí)，頭部與頸部差別較大，以頭部靶區(qū)為主。本研究不考慮旋轉(zhuǎn)誤差，用x、y、z分別表示患者左右、頭腳、前后方向的平移誤差。

圖1 配準(zhǔn)框示意圖

1.4 配準(zhǔn)誤差對(duì)劑量的影響

復(fù)制患者原始治療計(jì)劃，僅根據(jù)配準(zhǔn)誤差值對(duì)中心點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行偏移，重新計(jì)算劑量得到包含配準(zhǔn)誤差的模擬計(jì)劃。通過比較模擬計(jì)劃與原始計(jì)劃的DVH圖，獲得靶區(qū)和危及器官劑量變化情況，讀取數(shù)據(jù)包括，靶區(qū)：腫瘤靶區(qū)，GTVnx、GTVnd L、GTVnd R的98%體積劑量D98%；計(jì)劃靶區(qū)：PTV1和PTV2的95%體積劑量D95%。危及器官：腦干的最大劑量Dmax；左右腮腺（Parotid）、左右晶體（Lens）的 50%的體積劑量D50%。與原始計(jì)劃對(duì)比，得到劑量學(xué)變化，結(jié)果以劑量相對(duì)偏差值表述，即：劑量相對(duì)偏差值=（模擬計(jì)劃劑量-原始計(jì)劃劑量）/原始計(jì)劃劑量×100%。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

本研究誤差數(shù)據(jù)使用Microsoft Office Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，采用SPSS 19.0計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，本文數(shù)據(jù)量>50，故采用Kolmogorov–Smirnov test（K-S檢驗(yàn)）進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)，采用獨(dú)立t檢驗(yàn)比較不同配準(zhǔn)誤差及不同劑量相對(duì)偏差值的影響。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

20例患者總共進(jìn)行132次CBCT，得到396組配準(zhǔn)誤差，重新計(jì)算劑量，得到396個(gè)模擬計(jì)劃。模擬計(jì)劃劑量與原始計(jì)劃劑量的比值，得到劑量相對(duì)偏差值。

2.1 配準(zhǔn)誤差結(jié)果

為消除配準(zhǔn)誤差正負(fù)抵消對(duì)結(jié)果的影響，以絕對(duì)值形式進(jìn)行比較。比較整體和頭部配準(zhǔn)誤差，發(fā)現(xiàn)兩者差異不大，不具統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。整體和頸部對(duì)比，頸部誤差略大，x、y、z三個(gè)方向分別為（0.16±1.26）mm 和（0.06±1.74）mm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.016）；（0.29±1.31）mm 和（0.55±1.71）mm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.005）；（-0.33±1.62）mm 和（0.26±2.15）mm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.001），見表1。

2.2 靶區(qū)劑量相對(duì)偏差

靶區(qū)劑量相對(duì)偏差與配準(zhǔn)誤差相似。整體和頭部對(duì)比，差異不大，不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。而對(duì)于整體和頸部，靶區(qū)劑量相對(duì)偏差值GTVnx-D98%、GTVndL-D98%、GTVndR-D98%、PTV1-D95%、PTV2-D95%分別為（-1.95±1.53）%和（-2.94±2.56）%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.001）;（-1.89±1.68）%和（-3.09±2.77）%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.001）；（-2.27±2.79）%和（-3.63±4.48）%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.048）；（-1.20±1.32）%和（-1.59±1.72）%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.046）；（-1.74±3.24）%和（-2.01±2.19）%，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.815），見表 2。

表1 20例患者的配準(zhǔn)誤差（±s，mm）

表1 20例患者的配準(zhǔn)誤差（±s，mm）

組別 部位 相對(duì)偏差 t值 P值整體 0.16±1.26 x 頭部 0.14±1.33 0.095 0.767頸部 0.06±1.74 0.526 0.016整體 0.29±1.31 y 頭部 0.30±1.28 -0.048 0.594頸部 0.55±1.71 -1.374 0.005整體 -0.33±1.62 z 頭部 -0.46±1.56 0.657 0.401頸部 0.26±2.15 -2.491 0.001

表2 20例患者的靶區(qū)劑量相對(duì)偏差（±s，%）

表2 20例患者的靶區(qū)劑量相對(duì)偏差（±s，%）

組別 部位 相對(duì)偏差 t值 P值整體 -1.95±1.53 GTVnx-D98% 頭部 -1.87±1.73 -0.402 0.298頸部 -2.94±2.56 3.819 0.001整體 -1.89±1.68 GTVnd L-D98% 頭部 -1.95±1.93 0.269 0.125頸部 -3.09±2.77 4.257 0.001整體 -2.27±2.79 GTVnd R-D98% 頭部 -2.42±3.67 0.374 0.216頸部 -3.63±4.48 2.957 0.001整體 -1.20±1.32 PTV1-D95% 頭部 -1.14±1.36 -0.36 0.866頸部 -1.59±1.72 2.102 0.031整體 -1.74±3.24 PTV2-D95% 頭部 -1.65±3.15 -0.239 0.997頸部 -2.01±2.19 0.758 0.815

2.3 危及器官劑量相對(duì)偏差值

配準(zhǔn)誤差對(duì)危及器官影響不一。其中Lens L-Dmean、Lens R-Dmean、Parotid L-Dmean、Parotid R-Dmean整體和頸部劑量相對(duì)偏差值分別為（1.92±7.34）%和（5.24±10.95）%、（1.74±8.79）%和 （6.68±14.47）%、（1.02±5.79）%和 （1.33±8.93）%、（0.93±5.83）%和 （0.60±8.54）%（P=0.001、P=0.001、P=0.005、P=0.001）,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。其他危及器官的相對(duì)偏差值，沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（表3）。

表3 20例患者的危及器官劑量相對(duì)偏差（±s，%）

表3 20例患者的危及器官劑量相對(duì)偏差（±s，%）

組別 部位 相對(duì)偏差 t值 P值整體 3.24±7.88 Brain Stem-D2% 頭部 3.20±11.60 0.037 0.684頸部 2.50±8.17 0.749 0.408整體 1.91±7.34 Lens L-Dmean 頭部 1.85±14.37 1.464 0.465頸部 5.24±10.95 -2.838 0.001整體 1.74±8.79 Lens R-Dmean 頭部 1.14±12.97 0.431 0.776頸部 6.68±14.47 -3.284 0.001整體 1.02±5.79 Parotid L-Dmean 頭部 0.29±10.78 1.201 0.416頸部 1.33±8.93 -0.333 0.005整體 0.93±5.83 Parotid R-Dmean 頭部 1.67±10.78 0.677 0.163頸部 0.60±8.54 -1.664 0.001

如圖2所示，靶區(qū)劑劑量相對(duì)偏差值的分布頻率看，絕大部分靶區(qū)劑量下降，其中，整體和頭部分布較集中，趨勢(shì)較一致。以GTVnx-D98%為例，整體變化在±3%以內(nèi)的占81.2%，±5%以內(nèi)占93.4%；頭部為80.3%、93.9%；而頸部為65.9%、85.6%，下降幅度大。

圖2 靶區(qū)劑量相對(duì)偏差值分布頻率統(tǒng)計(jì)

3 討論

鼻咽癌放療普遍采用頭頸肩熱塑膜聯(lián)合真空墊固定，針對(duì)該固定技術(shù)的擺位誤差已有不少研究[7-8]。陸維等[9]用CBCT對(duì)整體誤差研究，顯示x、y、z軸的擺位誤差分別是（0.44±1.87）、（0.43±1.70）、（0.54±1.77）mm。然而，鼻咽癌頸部淋巴轉(zhuǎn)移率極高，初診患者有70%已出現(xiàn)頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[10]。腫瘤靶區(qū)不僅包括鼻咽原發(fā)腫瘤區(qū)域，還要包括咽后淋巴結(jié)和所有頸部轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，同時(shí)需要考慮腦干等危及器官。頸部的誤差與脊髓、腦干的受量密切相關(guān)，關(guān)注頸部擺位精度具有重要意義。林承光等[11]同樣使用頭頸肩熱塑膜聯(lián)合真空墊，對(duì)比頭部與頸部擺位誤差，發(fā)現(xiàn)在 x、y、z軸上，頭部為（1.05±0.87）、（1.23±1.05）、（1.17±1.55）mm；頸部為（2.44±2.24）、（2.05±1.42）、（1.83±1.53）mm，均具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.001、P=0.001、P=0.001）。頸部系統(tǒng)誤差是頭部的 2.33、1.67、1.56 倍，隨機(jī)誤差是2.57、1.34、0.99倍。頸部誤差明顯大于頭部和整體誤差，固定效果不佳。許森奎等[12]報(bào)道使用個(gè)體化發(fā)泡膠，整體與頸部的誤差分別為（-0.44±0.87）、（0.18±1.06）、（-0.13 ±0.72）mm和（-0.07±1.58）、（0.04±2.11）、（-0.03±1.31）mm，平均值由于誤差方向的正負(fù)抵消，相差不大，但隨機(jī)誤差頸部分別是整體的1.82、1.99、1.82倍，頸部固定效果并沒有得到改善。本研究中 x、y、z三個(gè)方向，整體配準(zhǔn)誤差為（0.16±1.26）、（0.29±1.31）、（-0.33±1.62）mm，頭部為 （0.14±1.33）、（0.30±1.28）、（-0.46±1.56）mm；頸部為（0.06±1.74）、（0.55±1.71）、（0.26±2.15）mm。整體配準(zhǔn)誤差和頭部配準(zhǔn)誤差相差不大，但整體和頸部存在差異且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與其他文獻(xiàn)報(bào)道相當(dāng)，頸部固定效果有待提高。

關(guān)于配準(zhǔn)誤差導(dǎo)致的靶區(qū)劑量學(xué)變化報(bào)道不多。吳潤(rùn)葉等[13]以整體誤差研究，對(duì)10例誤差為1.5 mm的患者重新計(jì)劃，發(fā)現(xiàn)GTVnx-D98%平均減少3.8 Gy，PTV1-D95%平均減少4.8 Gy。本研究進(jìn)一步對(duì)整體、頭部和頸部配準(zhǔn)誤差引起的劑量誤差分別定量計(jì)算，量化不同配準(zhǔn)誤差引起劑量變化。以GTVnx-D98%為例，整體的劑量相對(duì)偏差值為（-1.95±1.53）%，頭部為（-1.87±1.73）%，頸部為（-2.94±2.56）%。整體與頭部相差不大，而頸部劑量相對(duì)偏差值減少明顯，平均值是整體的1.51倍，方差是1.67倍。從靶區(qū)劑量相對(duì)偏差值分布來看，整體的靶區(qū)劑量相對(duì)偏差值在±3%的占GTVnx-D98%81.2% ，GTVnd L-D98%81% ，GTVnd R-D98%75% ，PTV1-D95%90.2%，PTV2-D95%89.4%；頭部分別占80.3%，74.2%，75.0%，90.9%，87.9%，頸部占 65.9%，64.4%，63.6%，86.4%，78.8%。頭部幾乎與整體一致，頸部的靶區(qū)劑量則普遍減少，且變化值大，與整體對(duì)比，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。ICRU24號(hào)報(bào)告指出，靶區(qū)照射劑量偏離5%可能造成原發(fā)灶失控或并發(fā)癥增加，頸部劑量分布明顯很難達(dá)到要求，急需改善。

造成頸部擺位誤差大的原因較多。除了頸部自身的圓筒形結(jié)構(gòu)和頸椎高度靈活性外，導(dǎo)致頸椎本身難以固定，可能還存在以下原因：①冬天患者衣物厚度變化大，造成衣物尤其是有領(lǐng)衣物對(duì)頸部的墊高作用變化大，技師可以叮囑患者從開始定位就穿無領(lǐng)薄上衣，治療時(shí)穿同一件或相同厚度衣物；②每位技師操作手法有略微差別，制作真空墊和熱塑膜過程中，有可能使患者頸部過仰，造成不舒適，后續(xù)擺位難以回到原來位置?？稍诙ㄎ粫r(shí)，利用激光定位系統(tǒng)觀察患者的俯仰程度，盡量使患者下頜骨與床面夾角小于90°，避免過仰。加強(qiáng)培訓(xùn)，盡量保持技師操作手法接近；③放療后期，一方面，患者出現(xiàn)喉嚨痛，皮膚干燥甚至爆裂的情況[14]，為避免頸部與頭頸肩熱塑膜碰觸引發(fā)疼痛，患者會(huì)不自覺避開頭頸肩熱塑膜引起改變體位。另一方面，由于喉嚨痛嚴(yán)重影響進(jìn)食，患者體重普遍下降，脂肪層變薄，患者體型發(fā)生變化[15]；為此只能早預(yù)防，囑咐患者加強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)，多吃高蛋白食物，多喝水，緩解喉嚨痛癥狀。預(yù)防急性皮膚反應(yīng)，適當(dāng)使用皮膚防護(hù)劑[16]；④由于頸部本身的靈活性，考慮引入口膠、咬合器等輔助固定器，減少下頜運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)頸部固定效果[17-19]；⑤由于頸部誤差較大，根據(jù)本單位實(shí)際情況，適當(dāng)增加頸部靶區(qū)PTV外擴(kuò)。本研究仍存在不足之處：①樣本量較少；②圖像配準(zhǔn)并沒有考慮旋轉(zhuǎn)誤差；③固定器制作、治療實(shí)施、影像配準(zhǔn)等并非全部由同一技術(shù)員完成，可能存在差異。

綜上所述，對(duì)于采用頭頸肩熱塑膜聯(lián)合真空墊固定的鼻咽癌放療患者，由于頸部固定效果不佳，對(duì)實(shí)際劑量分布造成明顯影響，需得到足夠重視。頭部配準(zhǔn)誤差結(jié)果和靶區(qū)劑量相對(duì)偏差都相差不大，在頸部與頭部誤差較大時(shí)，以頭部配準(zhǔn)誤差為準(zhǔn)。頸部與頭部誤差較大時(shí)，以頭部配準(zhǔn)誤差為準(zhǔn)。