利用射野照相驗證片對胸部腫瘤放療擺位誤差的分析

郭小琳，王小虎，高力英，趙 林，劉志強

（甘肅腫瘤醫院，甘肅 蘭州 730050）

胸部腫瘤在全身惡性腫瘤中占相當的比例，尤其是肺癌和食道癌，確診時已屬于中、晚期，而放射治療是其主要的治療手段之一。三維適形、調強放射治療作為現代放射治療技術，進入“精確定位、精確計劃、精確治療”的時代，對照射野的準確性要求更高。而在放射治療執行過程中，每次治療擺位位置都會有所變化[1，2]，擺位所帶來的誤差不僅會導致部分靶區不能得到足夠的劑量，降低腫瘤局部控制率，還可能使高劑量區移至危及器官的區域內，造成嚴重的并發癥[1，3，4]。了解擺位誤差的大小與來源對減少擺位誤差和對確定照射野合適的外放邊界具有非常重要的意義[5]。故應用加速器雙曝光驗證裝置及Photoshop 軟件測量本院胸部腫瘤擺位誤差，為做放射治療計劃時選擇臨床靶區（CTV）到計劃靶區（PTV）外擴邊界的數值及為進一步提高放射治療的準確性提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

選取2010 年10 月至2013 年1 月在我科行三維適形、調強放射治療的胸部腫瘤患者30 例，年齡在45～81 歲，其中女性7 例，男性23 例，KPS≥70，包括中央型肺癌11 例，食道癌19例，均有上消化道X 線鋇餐片或CT 片及病理細胞檢查證實。有良好的自控能力。CT 模擬定位機，Simens-Primus 醫用直線加速器，并配備40 對多葉準直器，放射治療專用拍片車、體部熱塑料記憶面網和碳纖維底板及B 型號固定枕（簡稱“B 枕”），膠片，VIDAR 膠片掃描儀及Photoshop 圖像處理軟件、PLATO 8.0放射治療計劃系統。

1.2 方法

1.2.1 體位固定、CT 定位參考圖像的獲取 30 例胸部腫瘤患者均采用CT 模擬定位，患者仰臥于全碳纖維體架，雙手交叉抱肘置于顱頂，頭枕B 枕，有利于治療的舒適體位，熱塑體模覆蓋胸廓及肋弓骨凹凸成型固定。根據CT、X 線上消化道鋇餐片確定參考中心，調整激光線至腫瘤中心附近，按激光線在體模上

用紙質膠布粘貼3 個定位十字線，在體表畫體模位置線，用含有鉛絲的定位板按激光線標記身體兩側（左、右）和胸前3 個定位十字于體模上，給予CT 增強掃描，范圍為下頜水平至膈肌下2～3 cm，層厚為5 mm。為了減少呼吸運動的影響，掃描時囑咐患者平靜呼吸。CT 定位圖像通過網絡系統將數據傳輸到治療計劃系統，勾畫腫瘤體積（GTV）、CTV，外擴邊界暫定10 mm，計劃系統對定位CT 進行三維重建，通過計劃系統默認靶區中心點，即等中心點，由此為基礎自動重建，生成數字重建射線圖像（DRR）（正、側位）作為參考圖像，設計三維適形、調強放射治療計劃。

1.2.2 射野驗證圖像的采集 利用治療室的激光線、熱塑體模、碳纖維體架固定板等定位裝置，嚴格按照CT 模擬定位時相同體位進行擺位，每次治療擺位均按適形、調強治療等中心操作流程規范進行，采用加速器雙曝光照相技術驗證射野的準確性。將帶有中心坐標標記，大小8 cm×8 cm 的托板插入加速器托架槽中，驗證片采用雙藥膜面的普通X 線片裝入CAWO 型兆伏級暗盒中置于機架對側垂直于射線束，在機架0°、準直器0°，核對射野源皮距，射野大小40 cm×40 cm、劑量5 MU 完成第一次曝光；機架90°、準直器0°時，調入患者治療計劃并核對需驗證的射野現狀、大小、核對射野源皮距，劑量2 MU 完成第二次曝光。獲取圖像清晰、對比度好、能清楚顯示射野內外骨性解剖結構的射野驗證片（正、側位），也就是實際治療位置的圖像。首次、每周正常治療前拍攝一次。

1.2.3 測量擺位誤差 擺位誤差是將加速器拍攝的射野驗證圖像與DRR 骨性配準而獲得的空間位置偏差，實際治療位置由射野驗證片正、側位提供，治療參考位置是通過模擬定位CT 定位圖像為基礎，治療計劃系統產生DRR 正、側位提供。以DRR等中心處圖像大小為基準，必須先配準射野驗證片與DRR 的邊框，利用Photoshop 軟件處理圖像，調整兩幅圖像的灰度、大小、旋轉方向，使椎體、棘突的清晰度與對比度達到最佳，選擇在圖像上均能識別的骨性解剖標志作為參考點（氣管、隆突、胸椎、棘突），將射野驗證圖像與DRR 配準，分別測量射野驗證片正、側位片中心點與DRR 中心點3 個方向的位移值，患者左右方向為X 軸，頭腳方向為Y 軸，前后方向為Z 軸，通過正位圖像的配準獲取患者X 軸、Y 軸擺位誤差，側位圖像配準即可獲得患者在Y 軸、Z 軸擺位誤差，由于Y 軸的誤差分別是從正位、側位圖像配準而獲取的數據，故最終取二者的平均數。

1.2.4 統計分析 采用統計軟件SPSS15.0 對所測數據進行統計分析，根據同一患者不同次治療間個體的擺位誤差計算出該患者擺位誤差平均值和標準差，即個體的系統誤差和隨機誤差，對個體系統誤差和隨機誤差進行分析，驗證是否符合正態分布，再分別計算全組患者的個體系統誤差和隨機誤差的均數，也就是群體的系統誤差（∑）和隨機誤差（δ）。

2 結果

應用Stroom 公式2∑+0.7δ 來確定CTV 到PTV 外放范圍，分別計算X 軸、Y 軸、Z 軸的外擴數值。

30 例患者150 人次的射野位置驗證以DRR 為基準與射野驗證片核對胸椎、棘突，測定射野中心點的誤差數據，其結果如下：

（1）150 人次在X、Y、Z 軸上的誤差范圍分別為-9.1 mm～8.2 mm、-12.5 mm～13.4 mm、-11.8 mm～11.2 mm。

（2）150 人次治療的系統誤差、隨機誤差見表1。

表1 150 人次患者擺位誤差（mm）

（3）擺位擴邊值。Stroom 等采用DVH 和靶區覆蓋可能性分析指出：99%的CTV 受到95%的處方劑量，由2∑+0.7δ，計算CTV 到PTV 的擴邊大小，見表2。

表2 150 人次患者擺位擴邊（mm）

3 討論

3.1 射野位置驗證與擺位誤差的重要性

在適形、調強放射治療過程中，對靶區位置的準確性要求很嚴，但在每次治療實施過程中，仍不可避免地存在擺位重復性的差異。位置偏差過大可能會導致靶區漏照和正常組織過量照射，就會影響腫瘤的局控率和器官的并發癥發生率；因此，能否降低放射治療中的擺位誤差是適形、調強治療成敗的關鍵。擺位誤差即實際治療位置與治療參考位置的差異，擺位誤差來源于分次治療擺位過程的系統誤差和隨機誤差[6]，影響因素包括器官的運動，患者的運動，體形的變異，皮膚標記點的不清楚等。從文獻統計的結果來看，擺位誤差發生的概率很高，有50%的射野擺位誤差超過了5 mm[7]，故必須進行位置驗證。應用雙曝光照相技術，可觀察到射野內外骨性結構，靶區及重要器官的保護情況；獲取胸部腫瘤放射治療擺位誤差，確定CTV 到PTV 外擴邊界，對提高擺位精確度有非常重要的意義。

3.2 擺位誤差及影響擺位誤差的相關因素

本文通過應用加速器雙曝光驗證技術對30 例胸部腫瘤患者共進行150 人次位置驗證，分析等中心擺位誤差的數據，分布呈正態分布，據誤差數據分布范圍及擺位擴邊值，結果顯示，患者CTV 到PTV 外擴數值，在左右為5.99 mm，頭腳為9.11 mm，前后為8.33 mm。由于呼吸運動的上、下移動影響骨性參考點（氣管、隆突）或射野中心點位置變化、女性乳房皮膚松弛易造成體模標記線移位的差異是影響Y 方向隨機誤差數據的因素；腹脹狀態、整個療程體重的變化引起胸廓的改變而造成體膜緊張或松弛，是影響Z、Y 方向隨機誤差數據的因素，有報道顯示這一差異可達10%以上[8]。胸部腫瘤擺位的誤差主要發生在Y 、Z 方向，當系統誤差增大時，隨機誤差也隨著增大，與Erridge[4]的結果基本相同，說明本結果的可靠性。放射治療的擺位貫穿患者的整個治療過程，是保證照射野位置準確性的重要環節，但胸部腫瘤患者存在呼吸運動、心臟搏動及肺不張、阻塞性肺炎的變化，都可影響靶區的位置變化，擺位誤差是不可避免的。為了減少擺位誤差我們可考慮采取以下辦法：（1）成型體模固定可以適當地限制呼吸運動，盡量囑咐患者采取平靜呼吸，減少靶區的移動幅度。（2）使用雙上肢手握桿固定裝置，防止因肢體與肩膀體位不固定引起皮膚的移位，皮膚體表標記線與體模的差異。（3）整個療程患者每周稱體重，體重增加、體模過緊或肥胖者可調整治療時間（控制飲食），或重新定位；若體模過松造成身體在體模內的移動，影響靶區的準確性，需重新設計治療計劃。（4）嚴格按適形等中心擺位技術操作流程擺位。擺位誤差是決定PTV 的重要因素之一，各醫院設備條件、人員素質和業務水平的差異，使得擺位誤差也存在著差異。因此各醫院根據本單位實際情況，測量并計算出本院的擺位誤差，適當放大CTV 到PTV 的邊界數值，以保證精確放療的實施。

3.3 加速器雙曝光驗證技術的推廣及應用前景

本研究利用加速器雙曝光拍攝驗證片對胸部腫瘤擺位誤差數據的測定與國內、外的研究數據比較接近[9]，它不僅可以提高擺位精確度，減少擺位的不確定性因素，確定合適的計劃靶區邊界，對提高腫瘤的局控率，減少對周圍正常組織的照射，減少并發癥具有非常重要的意義。隨著加速器設備及適形、調強放射治療技術的普及，對照射野靶區的準確性要求更高，而基層醫院在尚未配備驗證設備（EPID、IGRT），只能通過簡單的模擬定位機進行復位，難以準確測量出擺位誤差。加速器雙曝光拍攝照射野驗證技術具有技術成熟、操作簡單、結果可靠、費用低廉等優點，為更好地減少與糾正擺位誤差提供了可靠的依據和有效的方法，尤其在經濟欠發達的西部地區具有廣泛的應用前景，它的不足之處是在射野驗證片與DRR 的對比過程中，存在著骨性解剖標志勾畫不清楚，存在肉眼偏差而造成的誤差，影響了擺位誤差精度的測定。

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