應用錐形束CT研究IIB期宮頸癌放療擺位誤差

李杰慧

貴陽醫(yī)學院附屬醫(yī)院（貴州省腫瘤醫(yī)院腫瘤科），貴州貴陽 550000

應用錐形束CT研究IIB期宮頸癌放療擺位誤差

李杰慧

貴陽醫(yī)學院附屬醫(yī)院（貴州省腫瘤醫(yī)院腫瘤科），貴州貴陽 550000

目的 探討應用Synergy直線加速器配備的錐形束CT(CBCT)研究IIB期宮頸癌患者的調強放療擺位誤差，為初治IIB期宮頸癌CBCT引導的個體化放療計劃的設計提供相關依據。方法選取2013年12月—2014年7月該院采用CBCT圖像引導調強放療系統(tǒng)(IGRT)治療15例IIB期宮頸癌初治患者,每次治療時均通過CBCT影像技術，將掃描重建的三維X線容積影像（XVI）與計劃CT圖像的靶中心進行灰度自動配準，獲得患者調整前的線性及三維旋轉角度誤差。將這些誤差經六維床調整校正后再重復掃描配準，獲得調整后的誤差，分析擺位誤差變化的規(guī)律。結果 15例患者共獲得CBCT掃描840次。其中線性誤差（X軸、Y軸、Z軸）及三維旋轉角度誤差（u°、v°、w°）的(系統(tǒng)誤差±隨機誤差)分別為：調整前(-0.71±1.84)mm、(-0.48±2.64)mm、(-1.14±1.52)mm、(0.35±1.00)°、(-0.07±0.65)°、(-0.81±0.67)°；調整后(-0.29±0.65)mm、(0.59±0.69)mm、(-0.10±0.56) mm、(-0.04±0.52)°、(-0.04±0.41)°、(-0.12±0.48)°。調整前后的各線性誤差與三維旋轉角度誤差比較均有顯著性差異（P＜0.05）。結論IIB期宮頸癌患者放療時線性誤差Y軸方向最大、Z軸方向次之、X軸方向最小，而三維旋轉角度誤差u°最大，w°次之，v°最小。應用CBCT測定其擺位誤差，并實時校正調整,可提高放療精確性。

錐形束斷層掃描；擺位誤差；IIB期宮頸癌；圖像引導調強放療

對IIB期宮頸癌患者，放療是目前主要的治療手段。目前宮頸癌放療主要的體外照射技術包括:常規(guī)放療和精確放療,其中精確放療又包括三維適形放療(3D-CRT),調強放療(IMRT)以及圖像引導調強放療(image-guided radiotherapy,IGRT)。三維適形及調強放療技術以靜態(tài)CT為基礎圖像，所產生的高度適形靶區(qū)形狀的劑量分布只是解決靜止靶區(qū)的劑量適形。而每次治療中的擺位誤差將可能導致腫瘤靶區(qū)劑量不足進而出現(xiàn)局部控制率下降、復發(fā)率上升，或者周圍正常組織內出現(xiàn)高劑量區(qū)造成嚴重放療并發(fā)癥[1]。以IGRT技術引導放療，對擺位誤差進行實時在線校正調整,可以提高放療的精確性,保護周圍正常組織。該研究選取2013年12月—2014年7月收治的15例IIB期宮頸癌患者作為對象應用Synergy直線加速器配備的KV級X線錐形束CT裝置（CBCT）和X線容積影像(XVI)實現(xiàn)圖像引導放療技術(IGRT)，實時在線糾正及分析IIB期宮頸癌放療中的擺位誤差變化情況，為初治IIB期宮頸癌CBCT引導下個體化放療計劃的設計提供相關依據，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇貴州省腫瘤醫(yī)院腫瘤科共15例經病理學確診宮頸癌并FIGO分期為IIB期的初治患者。應用Synergy直線加速器配備的KV-CBCT和XVI進行調強放療，入組患者年齡29～61歲，中位年齡44歲，KPS評分均≥70分。

1.2 模擬定位和CT掃描

患者CT模擬定位前要求排空直腸及膀胱，在定位前1 h口服溫開水800 mL并且憋尿使膀胱充盈，采用頭先進仰臥位，碳纖底板加體部U型熱塑成型膜固定腹部及盆腔，雙手上舉至頭頂，交叉互抱對側手肘。用三維激光燈在擺位患者體表及體膜上做標記，并用鉛點做正前面及兩側中心體表標志，然后螺旋CT掃描機以5 mm的層厚獲取增強掃描圖像，掃描上界胸椎10～11椎間隙，下界:股骨上下1/2交界處。掃描后將圖像傳輸到Oncentra治療計劃系統(tǒng)進行放療設計。掃描時對直腸充盈程度的變化，目前還沒有統(tǒng)一的處理建議,通常認為只有在CT掃描時發(fā)現(xiàn)直腸過度擴張時需要排空直腸后重新進行定位。

1.3 勾畫靶區(qū)及危及器官

目前臨床上IIB期宮頸癌放療靶區(qū)勾畫多參考RTOG推薦的宮頸癌盆腔調強放療臨床靶區(qū)勾畫共識[2]，CTV應該包括全部宮頸、全部宮體、宮旁以及髂總、骸內、髂外、閉孔淋巴引流區(qū)。對于陰道，若無受侵，勾畫上段1/2；若上段受侵，包括上2/3段；若廣泛浸潤，則包括全陰道。靶區(qū)勾畫后在Oncentra治療計劃系統(tǒng)進行放療設計，完成后將外照射調強放射治療計劃及定位螺旋CT圖像傳輸至Synergy直線加速器及X線容積影像(XVI)。

1.4 CBCT掃描

在患者每次擺位前要求排空直腸及膀胱，在擺位前1 h口服溫開水800 mL并且憋尿使膀胱充盈。治療前應用Synergy直線加速器配備的KV-CBCT進行掃描，獲取圖像約650幀。所用參數為Filter：F0；FOV：M20射野準直器；KV:100～120 KV，旋轉掃描角度182°～260°開始,至100°～180°結束。將獲取的CBCT三維重建的容積圖像與定位CT圖像自動灰度配準，配準框包括全部靶區(qū)，得到調整前擺位誤差，包括線性誤差（X軸、Y軸、Z軸）和圍繞3個軸線的三維旋轉角度誤差（u°、v°、w°）。X軸、Y軸、Z軸分別代表身體的左右、頭腳和前后方向，u°、v°、w°分別代表繞X軸、繞Y軸、繞Z軸方向。將擺位誤差輸入6自由度自動化移動治療床，在線進行等中心調整校正。再次掃描CBCT圖像與定位CT圖像匹配，獲得調整后線性和三維旋轉方向。收集所有病例每次治療時的各方向調整前后擺位誤差，對其進行統(tǒng)計分析。

1．5 統(tǒng)計方法

用SPSS18.0統(tǒng)計軟件進行數據分析計算所有患者各方向調整前后擺位誤差的均值(m)和標準差(sd)，用均值描述治療過程中的系統(tǒng)誤差，而標準差表示其隨機誤差[3]，誤差分析對正態(tài)性分布的用配對t檢驗比較兩組間參數差異，非正態(tài)性分布的用Wilcoxon秩和檢驗，檢驗水準α=0.05。

2 結果

2．1調整前后CBCT掃描情況

15例患者共獲取調整前后CBCT掃描840次，調整前擺位誤差中線性誤差＞5 mm的X軸2次、Y軸10次、Z軸1次。三維旋轉角度＞3°的u°角度4次，其中線性誤差Y軸方向最大、Z軸方向次之、X軸方向最小，而三維旋轉角度誤差u°最大，w°次之，v°最小。上述誤差經六維床調整后再次進行CBCT掃描配準，所得線性誤差均＜5 mm，三維旋轉角度均＜3°。

2．2調整前后的各線性誤差與三維旋轉角度誤差分析及比較

對各方向調整前后線性誤差（X軸、Y軸、Z軸）和圍繞3個軸線的三維旋轉角度誤差（u°、v°、w°）的均值(m)和標準差(sd)，即系統(tǒng)誤差與隨機誤差的分布及對比情況見表1。對表1中的調整前后的各線性誤差與三維旋轉角度誤差屬正態(tài)性分布，采用配對t檢驗比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。從表1的15例患者840次調整前后擺位誤差分布及對比情況中可以看出，調整后的線性誤差與三維旋轉角度誤差較調整前明顯減小。

表1 15例患者840次調整前后擺位誤差分布及對比情況（m±sd）

3 討論

對無手術指征的初治IIB期宮頸癌患者，放療作為有效的主要治療手段應用于臨床。目前相關研究表明CBCT引導下的IGRT放療技術在盆腔放療中的應用，可能會有助于降低擺位誤差，進而縮小放療PTV靶區(qū)的范圍，提高放療的劑量及精確性，保護危及器官[1]。

擺位誤差(setup margin,SM)的概念由ICRU-62報告提出，是指相對于治療設備而言,患者靶區(qū)與照射野的位置關系中的所有不確定因素的總和。擺位誤差的主要來源為分次放療過程中產生的系統(tǒng)誤差和隨機誤差。擺位誤差的大小反應了放射治療過程中的精確性和重復性，是影響放射治療精確度的重要因素。該研究中使用CBCT、XVI及6自由度自動化移動治療床分析及實時在線校正調整15例初治IIB期宮頸癌患者放療中的擺位誤差，共進行CBCT掃描840次，實現(xiàn)圖像引導放療技術(IGRT)。這些CBCT數據結果表明即便使用碳纖底板加體部U型熱塑成型膜固定腹部及盆腔，在放療過程中仍存在較大的擺位誤差。其中線性誤差Y軸方向擺位誤差最大，Z軸方向次之，X軸方向擺位誤差最小。而三維旋轉角度誤差偏移絕大部分的旋轉誤差小于3°，其中u°最大，w°次之，v°最小。這一結果與高坤等[4]研究結果一致。

而該研究所得的X方向擺位誤差較Y、Z方向的擺位誤差小，可能與患者采取仰臥位及體部U型熱塑成型膜固定腹部及盆腔，限制其左右運動有關。所有誤差中Y軸方向線性誤差與u°三維旋轉角度誤差均較大可能與宮頸癌放療時的腫瘤瘤體的消退、頭腳方向的開放及靶區(qū)為非球形的長形靶區(qū)[5]等有關。對比調整前后擺位誤差的分布情況以及（m±sd），結果顯示患者分次間的擺位誤差顯著減小。 IGRT技術引導放療，對線性誤差和三維旋轉角度誤差進行實時在線校正調整，可以大大縮小系統(tǒng)誤差和隨機誤差,從而縮小放療靶區(qū)的范圍,提高放療的精確性,更好的保護了周圍正常組織[6-7]。同時，該研究數據中還發(fā)現(xiàn)調整后CBCT掃描匹配仍存在輕微的擺位誤差，這可能與機器精確度、糾正過程中器官的運動移位、病人自主和不自主活動及重心偏移引起體位改變等因素有關[8]。此外,從該研究表1中的標準差(sd)來看，隨機誤差對放療精確性的影響同樣不容小視。考慮到隨機誤差的形成主要與人為因素有關，故患者每次擺位應采取盡量保持患者自身體位的重復性、提高技術員的操作水平等有關措施，減少隨機誤差，提高放療的精確性。總之，初治IIB期宮頸癌根治術后放療中的擺位誤差是存在的，應用CBCT實施圖像引導放療技術(IGRT)可在線實時糾正各方向的擺位誤差可有效提高放療的精確度，更好的保護周圍正常組織。

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R4

A

1674-0742（2014）11（a）－0192-03

李杰慧（1979.6-），女，四川人，碩士，主治醫(yī)師，研究方向：乳腺腫瘤及婦科腫瘤方向。