呼吸運動對肺癌放療體位精度的影響

曹舜翔 應惟良

肺癌是最常見的惡性腫瘤之一，治療主要采用以手術為主的綜合治療。但由于種種原因，部分患者無法進行手術治療，放射治療便成為了這類患者的主要治療方法。在臨床放療中，肺癌患者的呼吸運動會對腫瘤的位置造成影響，因此往往造成體位誤差增大，嚴重影響其放療效果。我們定量研究了呼吸運動對肺癌放療體位的影響，現將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

臨床中隨機抽取40例肺癌患者，根據腫瘤位置分為2組，20例肺上葉腫瘤患者(A組)，20例肺下葉腫瘤患者(B組)，平均年齡56.9歲。所有患者均采用頭頸肩大面罩固定體位。

1.2 方法

首先囑患者以舒適的姿勢躺在治療床上，用頭頸肩大面罩進行體位固定。在患者吸氣末時進行CT掃描，CT圖像傳入計劃系統重建，臨床醫生在圖像上勾畫腫瘤后傳至模擬定位機。利用模擬定位機透視患者在均勻呼吸下不同階段腫瘤的變化。把每例患者的呼吸分為5個時相：a深度閉氣末時相、b中度閉氣時相、c自由時相、d中度吸氣時相、e深度吸氣末時相。在這5個時相下分別拍攝患者0°和90°時定位片。在每張定位片上選擇同一清晰骨性標記(如胸椎等)作為參考點，用計算機攜帶的測量工具測量骨性標記與腫瘤的距離，得到呼吸不同相位時腫瘤位置變化情況和肺體積的變化情況。把CT掃描時位置設為初始值，分別測量腫瘤上下、左右、前后3個方向位移大小。

1.3 統計學方法

配對樣本t檢驗，2組總體率的比較用χ2檢驗。

2 結果

2.1 2組的擺位誤差

2組患者腫瘤在呼吸不同階段3個方向的位移見表1。2組在左右方向的擺位誤差范圍分別為0.04～0.58 cm和0.08～0.62 cm，差異無統計學意義(t=0.58,P>0.05)；在頭腳方向上，A組與B組的擺位誤差分別為0.13～1.48 cm和0.25～2.24 cm，差異有統計學意義(t=3.46,P<0.0025)；在前后方向上，A組與B組的擺位誤差分別為0.09～0.82 cm和0.12～1.05 cm，差異有統計學意義(t=2.69,P<0.01)。

表1 2組患者腫瘤在呼吸不同階段3個方向的位移

2.2 2組資料計數統計情況

2組在頭腳方向移位0.50～1.00 cm的擺位分別占30%(6/20)和50%(10/20)，差異有統計學意義(χ2=7.67,P<0.025)。2組在前后方向和左右方向分布情況差異無統計意義(χ2=2.01,P>0.05;χ2=0.12,P>0.05)。見表2。

表2 2組患者在3個方向的位移統計情況/例

3 討論

現代放療已進入了精確放療階段，精確放療的核心是保證放療靶區的確定。雖然放療輔助設備可以減小擺位誤差和提高擺位的重復性，但是照射時患者內部器官仍然存在自主和不自主運動，這些運動均會導致靶區位移，從而造成劑量產生偏差。

在肺癌的放射治療中，臨床上存在較多因素影響體位誤差，如呼吸運動[1]、擺位誤差[2]、心臟和大血管搏動、患者的無意識移動等，這些最終都會造成靶區及周圍正常組織照射劑量與計劃劑量不一致，其中以呼吸運動的影響最為顯著。目前國內外為了定量研究呼吸運動對腫瘤位置的影響進行了一系列的研究。如本文所使用的普通X線模擬機透視[1]，這種方式僅能觀察膈肌運動，卻無法提供病灶在左右、腹背方向運動的詳細信息。因此本文在研究時先獲取了CT圖像，并在確定腫瘤位置后才能用模擬機對其腫瘤位置進行追蹤研究。Shimizu 等[3]應用 CT 研究呼吸運動對腫瘤的運動度，發現上葉肺腫瘤與下葉肺腫瘤受呼吸運動的影響是不同的，這與本文的結果是一致的。與模擬機相比，CT確定呼吸運動的影響存在呼吸運動偽影缺陷，從而影響腫瘤及周圍器官的形狀、位置、中心等幾何信息，不利于靶區的精準確定。同時該組[4]應用高速磁共振觀察正常呼吸時腫瘤上下、左右、前后的平均位移，從而指導確定確的安全邊界。但此方法存在圖像失真、耗時長等缺點。其實由于腫瘤的運動度與腫瘤的位置、大小、分期及膈肌的運動相關[5]，而這些參數完全取決了患者個人，在臨床上并不能完全用一些參數進行預測，故需要進行個體化評估。因此，對每個肺癌患者應該在獲得CT圖像后用模擬機對其呼吸運動進行初步地預判，在靶區勾畫時進行合理地外擴，從而使計劃與實際更為吻合，達到最佳治療效果。

[1] 李寶生,於文雪,尹 勇,等.應用模擬定位機對肺癌腫塊運動的研究〔J〕.東南大學學報(自然科學版),2002,32(4):590-593.

[2] 應惟良,曹舜翔.胸部放療靶區體位固定的臨床觀察〔J〕.實用癌癥雜志,2013,28(2):197-198.

[3] Shimizu S,Shirato H,Kagei K,et al.Impact of respiratory movement on the computed tomographic images of small lung tumors in three-dimensional (3D) radiotherapy〔J〕.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2000,46(5):1127-1133.

[4] Shimizu S，Shirato H，Aoyama H，et al.High-speed magnetic resonance imaging for four-dimensional treatment planning of conformal radiotherapy of moving body tumors〔J〕.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2000,48(2):471-474.

[5] Liu HH,Balter P,Tutt T,et al.Assessing respiration-induced tumor motion and internal target volume using four-dimensional computed tomography for radiotherapy of lung cancer〔J〕.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2007,68(2):531-540.