探討鼻咽癌調強計劃劑量分布和驗證通過率受擺位誤差的影響

俞海東，，，，

(梅州市人民醫院放射治療室，廣東 梅州 514031)

探討鼻咽癌調強計劃劑量分布和驗證通過率受擺位誤差的影響

俞海東，蔣振東，陳愛輝，馬天斌，張海強

(梅州市人民醫院放射治療室，廣東 梅州 514031)

目的在鼻咽癌放療中，通過錐形束計算機體層攝影術(CBCT)掃描得出擺位誤差，探討擺位誤差對鼻咽癌調強計劃劑量分布以及驗證計劃r通過率的影響。方法選取25例鼻咽癌患者，每例患者在治療期間進行10次CBCT掃描，共掃描250次。把掃描圖像與計劃CT圖像進行融合配準得出X、Y、Z等3個方向的擺位誤差，然后把擺位誤差數據分別模擬回計劃系統中的調強計劃和驗證計劃中。重新計算調強計劃分析腫瘤靶區和危及器官劑量的變化、重新計算驗證計劃并傳回Delta4三維劑量驗證軟件中，分析驗證計劃r通過率的變化。結果在X、Y、Z方向上的擺位誤差為(-0.05±1.23)mm、(-0.48±1.66)mm、(0.59±1.23)mm。計劃靶區的最大劑量(Dmax)比原計劃高(P<0.05)、靶區98%的體積劑量和平均劑量比原計劃低(P<0.05)。脊髓、腦干、視神經、視交叉、晶體再計劃的最大劑量和腮腺50%的體積劑量都比原計劃高(P<0.05)。驗證計劃各射野和總劑量的再r通過率比原r通過率低(P<0.05)。結論擺位誤差使鼻咽癌在放療中靶區劑量的減少和危及器官劑量的增加，造成治療增益比的下降。而使驗證計劃r通過率的降低也反映出其對實際治療的影響。因此放療前的擺位誤差校正是非常有必要的。

擺位誤差；錐形束計算機體層攝影術；劑量分布；驗證計劃；計劃r通過率

調強放療(intensity modulated radiation therapy,IMRT)可以通過對各個照射野的強度分布的調整在靶區得到足夠劑量的情況下使危危及器官得到適當的保護[1]。鼻咽癌是我國常見的惡性腫瘤之一，由于鼻咽位于頭顱中央，與顱底緊密相連，周圍有許多重要的組織器官，手術切除困難，放療是最主要的治療手段[2]。IMRT是目前治療鼻咽癌最主流的技術之一,但由于IMRT劑量梯度變化比較大，這就對放療前的擺位誤差和驗證提出了更高的要求。IMRT計劃執行過程中，與其他因素(如機架角度和機頭角度等)相比，患者的擺位誤差對劑量分布影響更明顯[3]。IMRT與適形放療相比，受擺位不確定性的影響更大，需要采取更多的措施去校正擺位誤差[4]。本文通過應用醫科達SynergyTMS直線加速器機載的錐形束計算機體層攝影術(cone beam computer tomography，CBCT)對鼻咽癌患者進行圖像引導放療，把掃描得出的擺位誤差數據模擬回原計劃和驗證計劃中，分析患者放療期間擺位誤差對原計劃劑量分布和驗證計劃r通過率的影響。探討鼻咽癌IMRT應用圖像引導在線校準擺位誤差的必要性。

1 資料與方法

1.1臨床資料選取2014年11月至2015年12月在我院進行IMRT的25例鼻咽癌患者。年齡20～66歲，中位年齡50歲。其中男16例，女9例。T1期6例、T2期12例、T3期7例。

1.2體位固定和掃描方法患者采用仰臥位，雙手自然放置在身體兩側，頭枕于專屬頭墊上。在模擬定位機下，通過透射觀察患者體位。當雙側眼眶在同一水平面，鼻中隔、頸椎、胸椎在一條直線上，機架分別轉至±90°，左右外耳孔重合時，用頭頸肩熱塑膜進行體位固定。在模擬定位機的激光定位系統下，用鉛點標出左右兩側和中間的三個參考點。應用螺旋CT機，電壓120 kV、電流120 mA、層距3 mm，掃描范圍為頭頂到鎖骨頭下2 cm(包括整個頭頸肩部)進行掃描，把掃描后的CT圖像通過網絡傳到Pinnacle 9.8治療計劃系統。

1.3靶區勾畫和計劃制定由臨床醫生在患者每層CT圖像上勾畫出鼻咽原發灶和陽性淋巴結(GTV)、亞臨床病灶(CTV1)、預防照射區域(CTV2)、結合本單位鼻咽癌擺位誤差相應的外擴成計劃靶區(PTV)，分別定義為PGTV、PCTV1、PCTV2。根據ICRU83號報告勾畫危及器官。

1.4計劃設計使用Pinnacle9.8治療計劃系統，采用6 MV X射線，射野入射角度為0°、40°、80°、120°、160°、200°、240°、280°、320°。根據處方條件逆向生成IMRT計劃。處方劑量分別PGTV 70 Gy/30次、PCTV1 66 Gy/30次、PCTV2 60 Gy/30次。危及器官限量：脊髓最大劑量(Dmax)≤45 Gy、腦干Dmax≤54 Gy、視神經Dmax≤54 Gy、視交叉Dmax≤54 Gy、晶體Dmax≤9 Gy、腮腺50%的體積劑量(D50)≤30 Gy。

1.5圖像配準采用醫科達SynergyTMS直線加速器，每例患者治療期間先連續采集5次CBCT，然后每周采集1次(共5次)，共采集10次CBCT圖像。25例患者共掃描了250次。把掃描得到的CT圖像與計劃CT圖像采用骨配準方式進行配準，通過配準軟件得出X、Y、Z等3個方向上的擺位誤差。經過臨床醫生和物理師分析確認后對患者通過移動治療床糾正擺位誤差后進行治療。把得出的擺位誤差模擬回原調強計劃和驗證計劃中重新計算劑量分布。

1.6觀察指標PGTV、PCTV1、PCTV2分別選取Dmax、平均劑量(Dmean)、98%的體積劑量(D98)。脊髓、腦干、視神經、視交叉、晶體選取Dmax、腮腺選取D50、各射野的r通過率、各射野合成的總劑量r通過率。(注：r通過率采用3%的絕對劑量偏差和3 mm距離偏差的標準)

2 結果

2.1擺位誤差25例鼻咽癌IMRT患者在X、Y、Z等3個方向上的擺位誤差見表1。

表1 25例鼻咽癌患者擺位誤差結果 mm

2.2靶區劑量的影響25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對靶區劑量的影響見表2～4。

表2 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對靶區PGTV劑量的影響 cGy

注：計劃差別=[(再計劃-原計劃)/原計劃]×100%

表3 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對靶區PCTV1劑量的影響 cGy

注：計劃差別=[(再計劃-原計劃)/原計劃]×100%

表4 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對靶區PCTV2劑量的影響 cGy

注：計劃差別=[(再計劃-原計劃)/原計劃]×100%

2.3危及器官的影響25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對危及器官的影響見表5、6。

3 討論

擺位誤差是影響放療精度的重要因素，即使是固定較好的頭頸部腫瘤也難以避免[5]。有研究[6]指出CBCT測定等中心位移的隨機誤差頭頸部腫瘤<2 mm。我院采用CBCT對25例鼻咽癌患者進行的250次掃描得出X、Y、Z等3個方向的隨機誤差為1.23 mm、1.66 mm、1.23 mm，基本與上述報道一致。

表5 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對危及器官的影響 cGy

注：計劃差別=[(再計劃-原計劃)/原計劃]×100%

表6 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對危及器官的影響 cGy

注：計劃差別=[(再計劃-原計劃)/原計劃]×100%

2.4r通過率影響25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對驗證計劃各個射野和總劑量r通過率的影響見表7、8。

表7 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對驗證計劃各個射野r通過率的影響 %

注：通過率差別=[(再通過率-原通過率)/原通過率]×100%

表8 25例鼻咽癌IMRT患者擺位誤差對驗證計劃各個射野和總劑載量r通過率的影響 %

注：通過率差別=[(再通過率-原通過率)/原通過率]×100%

有研究[7-8]表明在鼻咽癌放療中，擺位誤差雖能保證在2 mm以內，但如不校正誤差，對腫瘤靶區劑量和正常器官所受劑量也將受到不同程度影響。也有研究[9]表明擺位平移誤差2、3 mm或旋轉誤差3°以上即可使靶區照射劑量降低(漏照)和周邊的正常器官照射劑量升高(誤照)，其中周圍正常器官的誤照比靶區漏照更為明顯。當系統誤差為2 mm時，并沒有發生劑量不足超過3%的情況，而當系統誤差為5 mm時，劑量不足超過3%的機會明顯增加[10]。而當劑量改變3%～5%的可使腫瘤放療的有效下降及正常組織并發癥的發生率增加[11-13]。本文通過把CBCT掃描得出的擺位誤差數據模擬回計劃系統中重新計算靶區和危及器官的劑量分布，分析出再計劃靶區PGTV、PCT1、PCTV2的D98和Dmean都比原計劃的低，其中PCTV2的D98差別達到-1.34%。而靶區Dmax都比原計劃高，其中差別最大的PCTV1的Dmax為0.34%。再計劃危及器官的照射劑量都比原計劃的高，其中左側視神經、右側視神經、左側晶體、右側晶體、視交叉的最大劑量Dmax都比原計劃大5%以上。脊髓、腦干、左側腮腺、右側腮腺分別比原計劃大1.87%、3.54%、2.36%、1.89%。以上數據可以看出危及器官照射劑量升高的差別比靶區照射劑量降低的差別明顯，體積較小的危及器官照射劑量升高的差別比體積較大的危及器官更明顯，也可以得出擺位誤差降低了靶區的低劑量區劑量、提高了靶區高劑量區和危及器官的劑量，這就容易造成治療增益比的降低。

在驗證計劃r通過率方面，孫曉歡等[14]指出擺位誤差對鼻咽癌患者和宮頸癌患者的VMAT計劃的劑量學驗證有較大影響，誤差越大通過率越低。徐建[15]采用MapCHECK進行劑量驗證得出X、Y軸上擺位誤差與驗證通過率有正相關性，某種程度說明臨床治療中也存在相同規律。本文通過CBCT掃描得出的擺位誤差數據模擬回驗證計劃中，然后把重新計算的驗證計劃傳輸回Delta4軟件中，通過與實際測量的劑量進行比對，得出各個射野和射野合成總劑量的r通過率。分析得出再驗證計劃的各個射野和總劑量的r通過率都比原r通過率低，其中差別最大的為入射方向為160o的射野比原r通過率差-0.91%。總劑量的r通過率差別比各射野的r通過率都低，為-0.13%。r通過率的降低也可反應出擺位誤差對實際治療的影響。

本文采用鼻咽癌IMRT分次間的擺位誤差，在計劃系統中靜態的分析其對腫瘤靶體積、危及器官、驗證計劃r通過率的影響。但在實際治療過程中，患者身體旋轉、危及器官的運動、腫瘤靶區的縮小等都會對腫瘤靶體積和危及器官的受量產生影響，這些都是需要進一步探討和研究的。

總之，雖然鼻咽癌在放療中的擺位誤差較小，但是其對腫瘤靶體積和危及器官的影響不能忽略。應用CBCT等先進的圖象引導系統可以有效降低擺位誤差，提高放療精度。

[1] 胡彧.放射治療物理學[M].北京:原子能出版社,2010:464.

[2] 崔念基,盧泰祥,鄧小武.實用臨床放射腫瘤學[M].廣州:中山大學出版社,2005:263.

[3] XING L,LIN Z,DONALDSON SS,et al.Dosimetric effects of patient displacement and collimator and gantry angle misalignment on intensity modulated radiation therapy[J].Radiother Oncol,2000,56(1):97-108.

[4] VAN HERK M.Errors and margins in radiotherapy[J].Semin Radiat Oncol,2004，14(1):52-64.

[5] KAM MK,CHAU RM,SUEN J,et al.Intensity-modulated radiotherapy in nasopharyngeal carcinoma: dosimetric advantage over conventional plans and feasibility of dose escalation[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2003,56(1):145-157.

[6] HURKMANS CW,REMEIJER P,LEBESQUE JV,et al.Set-up verification using portal imaging; review of current clinical practice[J].Radiother Oncol,2001，58(2):105-120.

[7] 胡逸民.腫瘤放射物理學[M].北京:原子能出版社,1999：594.

[8] 張文君.鼻咽癌調強放療中擺位誤差對劑量分布的影響綜合分析[J].現代腫瘤醫學,2014,22 (12):2970-2971.

[9] 潘建基,潘才住,陳傳本,等.擺位系統誤差對鼻咽癌調強放療劑量的影響[J].中華放射腫瘤學雜志,2009,16(5):394-396.

[10]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[J].中國癌癥雜志,2008,18(8):620-625.

[11]DUTREIX J,TUBIANA M,DUTREIX A.An approach to the interpretation of clinical data on the tumour control probability-dose relationship[J].Radiother Oncol,1988,11(3):239-248.

[12]DISCHE S,SAUNDERS MI,WILLIAMS C,et al.Precision in reporting the dose given in a course of radiotherapy[J].Radiother Oncol,1993,29(3):287-293.

[13]CHEN C,FEI Z,CHEN L,et al.Will weight loss cause significant dosimetric changes of target volumes and organs at risk innasopharyngeal carcinoma treated with intensity-modulated radiation therapy? [J].Med Dosim,2014,39(1):34-37.

[14]孫曉歡,譚麗娜,馬奎,等.擺位誤差對VMAT計劃劑量學驗證的影響[J].中華放射腫瘤學雜志,2014,23(6):513-515.

[15]徐建.擺位誤差與MapCHECk調強治療計劃驗證通過率相關性研究[J].醫療裝備,2015,28(3):25-27.

俞海東(1982-)，男，學士，主管技師，主要從事腫瘤放療工作。E-mail:cool-yhd@163.com

蔣振東(1976-)，男，學士，副主任技師，主要從事腫瘤放療工作。E-mail:jiangchenyu0512@163.com

10.3969/j.issn.1673-5412.2017.04.023

R739.63；R730.55

B

1673-5412(2017)04-0347-04

2016-03-12)