基于CTVision研究宮頸癌調強放療中擺位誤差對劑量分布的影響

中國人民解放軍第三零三醫院放療中心，廣西 南寧 530021

基于CTVision研究宮頸癌調強放療中擺位誤差對劑量分布的影響

甘曉根，徐子海，廖福錫

中國人民解放軍第三零三醫院放療中心，廣西 南寧 530021

目的通過測量宮頸癌調強放療中的擺位誤差，分析擺位誤差對腫瘤計劃靶體積（PTV）及危及器官受照劑量分布的影響。方法20例宮頸癌患者調強放療過程中每周1次行CTVision圖像引導掃描，其實時掃描圖像與計劃CT圖像融合配準獲得X、Y、Z方向上的擺位誤差，將上述誤差引入治療計劃系統重新計算得到PTV及危及器官的劑量分布參數并與原計劃行配對t檢驗。結果X、Y、Z方向上的擺位誤差分別為2.14、5.52、2.47 mm；再計劃的PTV 95%體積劑量（D95）和最小劑量（Dmin）明顯小于原計劃（P＜0.05）；再計劃膀胱和直腸接受45 Gy劑量體積（V45）明顯大于原計劃（P＜0.05）。結論擺位誤差導致PTV D95明顯不足，危及器官體積劑量均增加，因此宮頸癌放療過程中擺位誤差的在線糾正是必要的。

CTVision 圖像引導放療系統；宮頸癌；調強放療；擺位誤差；計劃靶體積；臨床靶體積

調強放療（Intensity-Modulated Radiation Therapy，IMRT）是一種三維適形放療技術，要求輻射野內劑量強度按一定要求進行調節，是目前放療的主要技術，已被廣泛應用于宮頸癌的治療[1]，但調強放療仍然不可避免地存在擺位誤差。大量研究表明宮頸癌根治性放療期間，臨床靶體積（Clinical Target Volume，CTV）及鄰近正常器官會產生明顯移動與變化[2]，這勢必會使IMRT優勢減弱。筆者應用CTVision圖像引導放療技術對20例宮頸癌調強放療患者放療分次間的擺位誤差及其對劑量分布的影響進行分析，探討宮頸癌IMRT擺位誤差在線校正的必要性。

1 CTVision

西門子高能直線加速器CTVision是一套完全集成的圖像引導放療（Image Guided Radiation Therapy，IGRT）系統，是目前全球最先進的腫瘤放射治療設備，代表了精確放射治療的主流發展方向。它利用快速、高對比度、高精度的導軌式CT掃描儀與數字化控制的醫用高能直線加速器一體化結合實現了圖像引導放療。

在CTVision系統中，CT利用滑動機架在并行高精度導軌上滑運，輕松、快速地對治療床上的患者進行診斷成像。掃描結束后，CT機架返回至停泊位，其他程序開始運行，放療也隨之啟動。

該系統利用共用治療床實現了直線加速器和診斷級CT在同一治療室的完美結合，無論是開展三維適形放療計劃還是調強放療計劃都可以在治療過程中引入CT圖像從而進行擺位誤差糾正，應用于宮頸癌的放療可以直觀的追蹤膀胱充盈和直腸擴張對于靶區位移的影響。

2 材料與方法

2.1 病例選擇

選取20例實施宮頸癌根治性IMRT患者，年齡46～62歲，中位年齡54歲，臨床分期為Ⅱb-Ⅲb期，卡氏評分≥70分,均有良好的依從性和自我控制能力。

2.2 儀器設備

西門子CTVision系統帶滑軌大孔徑SOMATOM Sensation Open CT掃描儀及其Adaptive Targetting形變配準軟件，西門子ONCOR直線加速器，Onentra Masten Plan3.3 Service計劃系統。

2.3 體位固定及掃描方法

患者仰臥位、雙手抱頭、盆腔部熱塑膜固定，西門子CTVision系統帶滑軌大孔徑SOMATOM Sensation Open CT掃描儀增強掃描，層厚及層間距均為3 mm，掃描范圍從第一腰椎至坐骨下緣3 cm，圖像數據網絡傳入Onentra Masten Plan3.3 Service計劃系統工作站。

2.4 勾畫輪廓及制定計劃

由主治以上醫師依據ICRU50號及ICRU62號報告在CT圖像上逐層勾畫出CTV及直腸、膀胱等危及器官，計劃靶體積（Planning Target Volume，PTV）由CTV外擴1 cm。處方劑量為50 Gy，共28次，使用Onentra Masten Plan3.3 Service計劃系統，采用6MV X線共面7野均分設計方法根據劑量限定條件逆向生成IMRT計劃。

2.5 圖像引導

應用西門子CTVision圖像引導系統在患者治療前行實時CT掃描，由醫師和物理師共同將實時CT圖像與計劃CT圖像進行最大共有信息化匹配分析，由Adaptive Targetting形變配準軟件計算出X、Y、Z軸方向的擺位誤差，治療前用治療床糾正擺位誤差滿足擺位要求后再進行治療。20例宮頸癌患者在治療期間每周行圖像引導1次，共掃描105次。在計劃系統上通過改變照射野等中心參數引入三維方向上擺位誤差數據，重新計算劑量。

2.6 觀察指標

PTV 95%體積劑量（D95）、最大劑量（Dmax）、最小劑量（Dmin）、平均劑量（Dmean）；直腸、膀胱接受45 Gy劑量體積（V45）。

2.7 統計方法

用SPSS13.0軟件對擺位誤差再計劃與原計劃結果行配對t檢驗，P ＜0.05為差異有統計學意義。

3 結果

3.1 20例宮頸癌患者擺位誤差

擺位誤差結果，見表1。

表1 20例宮頸癌患者擺位誤差結果

3.2 擺位誤差對PTV及危及器官劑量體積參數的影響

擺位誤差對PTV及危及器官劑量體積參數的影響結果，見表2和表3。

表2 20例宮頸癌患者擺位誤差對PTV的影響

表3 20例宮頸癌患者擺位誤差對危及器官V45的影響

4 討論

IMRT在宮頸癌放療中可使靶區接受高劑量照射的同時，還能有效減少盆腔正常組織受量，降低并發癥的發生率[3-4]。但治療中，擺位的重復性和鄰近正常器官的移動與變化，制約著放射治療精度的提高。研究表明，分次間誤差，即每次的擺位誤差體部可達5～40 mm[5]。圖像引導放療[6]是在三維適形和調強放療基礎上發展起來的又一新技術，它將放療機與影像設備相結合，在治療前采集相關影像學信息來確定靶區是否與治療前計劃靶區一致，從而校正患者擺位誤差、調整后續放療計劃或引導射線束實時照射[7]。

本文通過采集大量分次治療前CT圖像，評估宮頸癌調強放療中的擺位誤差，分析擺位誤差對腫瘤PTV及危及器官受照劑量的影響。本組數據表明治療過程中，宮頸癌的擺位誤差在三維方向的平均值分別是2.14、5.52、2.47 mm，其中頭腳方向的誤差最大，達到了5.52 mm。有報道指出[8]，膀胱和直腸的充盈程度是影響盆腔放療的重要因素，由于模擬定位與放療時膀胱及直腸的充盈程度不同，分次間頭腳方向誤差最大，左右方向由于肌肉及骨骼的限制，誤差相對較小。本文結果與此報道相似，提示在設計宮頸癌調強放療計劃時要注意三維方向，尤其是頭腳方向上的外擴范圍。將擺位誤差數據直接移接到計劃系統，在原計劃的CT圖像上按原有條件重新計劃，發現再計劃PTV D95和PTV Dmin明顯低于原計劃，直腸膀胱V45均明顯大于原計劃。龐皓文等[9]的研究也指出，宮頸癌調強放療中在修改計劃前分次間直腸V45平均值大于原始治療計劃，進一步說明了宮頸癌IMRT中擺位誤差在線校正的必要性和重要性。

本研究僅重點探討了宮頸癌調強放療中分次間的擺位誤差，在靜態條件下分析了擺位誤差對腫瘤靶體積及危及器官受照劑量的影響，沒有探討到分次間直腸、膀胱的充盈程度以及腫瘤靶體積的變化。在實際治療中，影響靶體積、直腸、膀胱的實際劑量因素比較多也比較復雜，這些因素之間體積與位置變化帶來的劑量變化，以及其相互之間的影響有待進一步探索與研究。

總之，IGRT的應用可以大大縮小宮頸癌在調強放療中的擺位誤差，CTVision作為在線圖像引導的放療工具，其在精確放療中有積極意義。

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[3] 姜書梅,王仁本．盆腔放療中放射性直腸損傷的預防[J]．中華腫瘤防治雜志,2008,15(3):235-238．

[4] Van de Bunt L,Van der Heide UA,Ketelaars M,et al．Conventional, conformal,and intensity-modulated radiation therapy treatment planning of external beam radiotherapy for cervical cancer:the impact of tumor regression[J]．Int J Radiat Oncol Biol Phys,2006,64(1):189-196．

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[6] 王詩琴,張書旭,余輝,等．鼻咽癌進行圖像引導放療時不同配準方法對體位校正的影響[J]．中國醫療設備,2010,25(4):77-79．

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[9] 龐皓文,邱杰,孫帥,等．宮頸癌調強放療中直腸體積與位置變化及對吸收劑量影響[J]．中華放射腫瘤學雜志,2012,21(3):258-261．

Study of the Influence of Set-up Errors on Dose Distribution of Intensity -modulated Radiation Therapy for Cervical Cancer Based on CTVision

GAN Xiao-gen, XU Zi-hai, LIAO Fu-xi
Radiotherapy Center, 303 Hospital of People's Liberation Army, Nanning Guangxi 530021, China

ObjectiveTo analyze the influence of set-up errors on dose distribution of tumor planning target volume (PTV) and organs at risk by measuring the set-up errors of intensity-modulated radiation therapy for cervical cancer.MethodsCTVision image guided scanning of 20 patients with cervical cancer was conducted once a week with a total of 5 times during IMRT. The set-up errors on X axis, Y axis and Z axis were obtained through the registration of real-time scanning images and planning CT images of CTVision image guided scanning. The dose distribution parameters of PTV and organs at risk were obtained based on the calculation of set-up errors data with treatment planning system. Then comparing these parameters with those of original plan by paired t-test.ResultsThe average values of set-up errors on X axis, Y axis and Z axis were 2.14, 5.52, 2.47 mm, respectively. The PTV 95% volume dose (D95) and PTV minimal dose of the replanning were lower than those of the original plan (P ＜0.05). The 45Gy dose volume (V45) received by bladder and rectum of the replanning were higher than those of the original plan(P ＜0.05).ConclusionThe obviously insufficient dose of PTV D95and increased dose of V45of the bladder and rectum were caused by setup errors, which indicated that the online adjustment of the setup errors is necessary during the intensity-modulated radiation therapy for cervical cancer.

CTVision image guided radiation therapy; cervical cancer; IMRT; set-up errors; planning target volume; clinical target volume

R815；R737.33

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2013.09.042

1674-1633(2013)09-0112-03

2013-03-06

2013-08-22

廣西科學研究與技術開發計劃課題（2011D39）。

作者郵箱：425647874@qq．com