系統擺位誤差對胰腺癌單弧VMAT劑量分布的影響

李丹明 孫濤? 穆慶霞 孫新臣

系統擺位誤差對胰腺癌單弧VMAT劑量分布的影響

李丹明 孫濤? 穆慶霞 孫新臣

目的 探討系統擺位誤差對胰腺癌單弧容積調強弧形放療（saVMAT）劑量分布的影響并確定臨床靶區（CTV）的外放邊界。方法 對9例局部晚期胰腺癌CTVs分別外擴0mm、1.5mm，3mm，5mm和10mm形成計劃靶區（PTVs）。在計劃系統（TPS）中移動等中心，模擬三維空間0mm、3mm、5 mm的擺位誤差，在不改變射野分布和權重的情況下，重新計算劑量分布，比較等中心移動前后PTVs劑量分布的變化。結果 V95%和V105%隨系統誤差的增大而增大，左右及腹背方向劑量變化較小，頭足方向上較大。當系統誤差＜3mm，PTVs的V95%隨著外放邊界的增大明顯增加，＞3mm后增加幅度較小； 對于V105%，當系統誤差＞5mm， V105%增加幅度較小。結論 胰腺癌單弧VMAT放療時，5mm的CTVs-PTVs的外放邊界應該是一個比較理想的值。

胰腺癌 單弧VMAT計劃 系統擺位誤差

容積旋轉調強放療（VMAT）是一種具有旋轉照射優點的動態放療方式，通過改變機架旋轉速度、多葉準直器（MLC）形狀、劑量率等實現劑量的疊加和調整。與常規靜態調強放療相比，VMAT的優勢在于增加了適形度，減少了危及器官劑量，能量傳輸時間及機器跳數。研究表明［1］，胰腺癌術后VMAT較IMRT計劃相比，腫瘤的劑量分布和危及器官的劑量參數均相似或提高，而機器跳數及雙側腎臟的受照劑量減少。本文的目的在于定量采用不同的PTVs邊界，模擬系統擺位誤差胰腺癌VMAT的臨床靶區（CTV）的劑量覆蓋，從而確定胰腺癌放療時的外放標準。

1 臨床資料

1.1 一般資料 2012年1月到2013年5月本院收治的胰腺癌患者9例，其中男3例，女6例；年齡50～62歲，平均年齡51.5歲。所有患者經病理檢查確診為導管腺癌，KPS≥80分，位于胰頭5例、胰頸4例。根據2010 美國癌癥聯合委員會（AJCC）分期，II期7例、III期2例。

1.2 方法 （1）同步化療：化療于放療前1 d開始，吉西他濱1.0g/m2，1次/周，持續靜脈滴注30min，連續5周；化療期間監測血常規、腫瘤標志物、大小便常規及肝腎功能變化。（2）靶區勾畫及劑量限制：所有患者均仰臥位，熱塑體膜固定，行增強CT掃描，5mm層厚。參考RTOG指南［2］勾畫CTVs和大體腫瘤體積（GTV），參考相關報道［3］，CTVs分別外擴0mm，1.5mm，3mm，5mm和10mm形成PTVs，處方劑量為50.4Gy/28次，危及器官的耐受劑量參考相關報道［4］，靶區劑量要求＞95%的處方劑量覆蓋整個PTVs。（3）saVMAT計劃［1］：saVMAT計劃由單弧組成，每弧360°旋轉，沿逆時針方向。

1.3 模擬系統誤差對劑量分布的影響 參考資料［5，6］，在TPS中移動等中心，模擬右，左，后，前，頭，腳方向上的擺位誤差，分別為0mm、3mm和5 mm。在不改變射野分布和權重情況下，重新計算劑量分布。旋轉誤差不在本次研究討論之列。

1.4 計劃評估 比較移動等中心前后PTVs的V95%、V105%的變化［3］，并觀察其受系統誤差影響的變化。

1.5 統計學處理 采用SPSS11.0軟件。對評估指標進行正態性分析，正態分布采用配對t檢驗， P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 胰腺癌saVAMT計劃CTVs-PTVs外放邊界與V95%和V105%的關系 見圖1。

圖1 胰腺癌saVAMT計劃CTVs-PTVs外放邊界與V95%和V105%的關系

2.2 胰腺癌患者不同系統誤差下不同外放邊界對PTVs劑量參數的影響 隨著系統誤差的增大，PTVs的V95%和V105%均隨之增大，當外放邊界＞5mm時，PTVs的V95%和V105%比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。從變化趨勢來看，在頭足方向上的劑量差異變化較左右和前后方向大。見表1。

表1 胰腺癌患者不同外放邊界對PTVs劑量參數的影響（x±s）

3 討論

研究表明，相對于適形放療，擺位誤差對調強計劃劑量的影響更大，即調強放療對擺位誤差更為敏感［6］。Samuelsson［7］等計算出隨機誤差分別為2mm和4mm時，頭頸部腫瘤危及器官的外放邊界為1.5mm和3.0mm，并確認為0.7*σ（隨機誤差）對于原發腫瘤的外放邊界是足夠的，而對預防性照射的CTV外放邊界是不足的。翟振宇等［8］認為，90%劑量點位置的減小值只和隨機誤差大小有關，頭頸部腫瘤和胸腹部腫瘤放療時需設置ITV到PTV的外放間距分別為1.2和1.5倍的隨機誤差，而與野大小、能量和深度和外放間距的關系不大。因此，放療期間，如果無重復性較高的固定設備和擺位誤差糾正方案，在“理想”和實際的saVMAT計劃之間的差別是相當大的。隨著擺位誤差的增加，腫瘤移出照射野外幾何體積的幾率明顯增加，正常組織受照射的劑量超過或低于預期。Hong［9］認為，每天的位置移動可能會使DVH圖中GTV和CTV的坡度變緩，如果20%的腫瘤體積處方劑量＜1%，就會使預期的腫瘤控制率（TCP）降低約11%。因此，采用2.5*Σ+0.7δ的外放邊界確保99%的CTV接受95%的處方劑量。Ali AN等［1］的研究表明：雙弧VMAT和7野IMRT的PTV最大劑量、平均劑量、適形指數相仿，但前者機器跳數僅為后者50%。同時，VMAT降低了左腎 V25%，右腎的V15%、V20%和V25%的受照射劑量，因此，胰腺癌的VMAT計劃較IMRT有更好劑量分布，其腫瘤邊緣的劑量梯度更為“陡峭”，計劃質量更高。

本資料結果顯示，V95%和V105%隨系統誤差的增大而增大，左右及腹背方向劑量變化較小，頭足方向上較大。當系統誤差＜3mm，PTVs的V95%隨著外放邊界的增大明顯增加，＞3mm， 隨著系統誤差的增大，V95%增加幅度較小，即擺位誤差的改變對PTVs影響較小。而對于PTVs的V105%，當擺位系統誤差＜5mm，其對V105%影響較大，但＞5mm后，隨著系統擺位誤差的增大，擺位誤差的改變對PTVs的V105%影響逐漸減小。作者認為對胰腺癌行saVMAT放療時，CTVs外放PTVs時，5mm的外放邊界應該是一個比較理想的值。

1 Ali AN, Dhabaan AH, Jarrio CS, et al. Dosimetric comparison of volumetric modulated arc therapy and intensity-modulated radiation therapy for pancreatic malignancies. Med Dosim,2012,37(3):271～275.

2 Goodman KA, Regine WF, Dawson LA,et al. Radiation Therapy Oncology Group consensus panel guidelines for the delineation of the clinical target volume in the postoperative treatment of pancreatic head cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys,2012,83(3):901～908.

3 Astreinidou E, Bel A, Raaijmakers CP, et al. Adequate margins for systematic set-up uncertainties in head-and-neck saVMAT. Int J Radiat Oncol Biol Phys,2005,61(3):938～944.

4 Brown MW, Ning H, Arora B, et al. A dosimetric analysis of dose escalation using two intensity-modulated radiation therapy techniques in locally advanced pancreatic carcinoma.Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2006,65(1):274～283.

5 王鑫,胡超蘇,應紅梅,等.擺位系統誤差對鼻咽癌放療劑量分布的影響. 中國癌癥雜志,2008,18(8):620～625.

6 李丹明,孫新臣,葛曉林,等.擺位誤差對胰腺癌同步推量調強計劃劑量分布的影響. 臨床腫瘤學雜志,2013,18 (11):1013～1018.

7 Samuelsson A,Mercke C,Johansson KA. Systematic set-up uncertainties for saVMATin the head and neck region: effect on dose distribution. Radiother Oncol, 2003,66(3):303～311.

8 翟振宇.擺位隨機誤差對劑量分布的影響.中華放射腫瘤學志,2008,17(4):312～315.

9 Hong TS, Tomé WA, Chappell RJ,et al. The impact of daily set-up variations on head-and-neck intensity-modulated radiation therapy.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2005,61(3):779～788.

210029 南京醫科大學第一附屬醫院放射治療科

*通訊作者