錐形束CT在鼻咽癌調強放射治療中擺位誤差對危及器官及靶區劑量分布的影響研究

玉貴永 鄒良群 阮國柱

鼻咽癌為臨床較常見的惡性腫瘤疾病之一，目前主要是予以三維適形調強放射治療[1]。然而，在治療過程中由于藥物劑量梯度相對陡峭，加之高劑量區和靶區緊密聯系，對擺位精確度有著極高的要求[2]。因此，在對鼻咽癌患者進行調強放射治療過程中，由于擺位誤差會導致腫瘤及其周圍的正常組織所接受的放射藥物劑量出現一定的偏差，應引起臨床重視[3]。有研究報道顯示，在鼻咽癌患者調強放射治療中存在的擺位誤差會對臨床放射治療的質量產生嚴重影響，不利于患者預后，嚴重威脅著患者的生命健康安全[4]。鑒于此，本研究分析了鼻咽癌患者調強放射治療的錐形束計算機斷層攝影(cone-beam computed tomography，CBCT)中擺位誤差與危及器官及靶區劑量分布，以期為臨床鼻咽癌的調強放射治療提供可靠的指導數據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2015年2月至2017年2月于桂林醫學院附屬醫院接受治療的60例鼻咽癌患者的病歷資料，其中男性38例，女性22例，年齡34～74歲，平均年齡(58.3±8.5)歲。所有患者均知情并簽署同意書，且經醫院倫理委員會批準。

1.2 納入與排除標準

(1)納入標準：①所有患者均經病理診斷確診為鼻咽癌；②均接受三維適形調強放射治療；③具有完整的臨床影像學資料[5-6]。

(2)排除標準：①有其他類型的惡性腫瘤者；②已接受過手術治療者；③無法耐受放射治療者；④病歷資料數據缺失者。

1.3 儀器與材料

采用E-clipe治療計劃系統、Trilogy機載影像系統的CBCT圖像采集和處理平臺及UNIQUE直線加速器(均購自美國瓦里安公司)；16排螺旋大孔徑放射治療專用計算機斷層掃描模擬掃描機(美國GE公司)。

1.4 治療方法

(1)所有患者接受放射治療前均取仰臥位，采用頭墊保證患者的術式，隨后通過頭頸肩固定架和熱塑膜等進行固定處理。然后再采用CT模擬掃描機進行CT模擬定位處理，放置好三維激光燈位置，并于面膜上進行標記，保證激光“+”字與“+”子線相重合，并據此為參照點，構建坐標系，予以螺旋CT掃描處理。其中掃描范圍從頭頂露空層至鎖骨頭部，圖像分辨率設為512×512，掃描層厚為2.8 mm，待掃描完成后將所獲取的圖像傳送至E-clipe治療計劃系統中，由放射治療物理師將靶區輸入至系統中，進而制定一套合理的治療方案。此外，在CT圖像以及在線錐形束CT圖像手動配準方面，由于鼻咽癌患者的病灶與周邊骨性結構存在緊密的聯系，因此通常選擇其周邊骨性結構作為CT圖像以及CBCT圖像手動配準參考體系。將鼻咽部的翼突和鼻中隔，以及第1～6頸椎前緣的中點用于骨性標志，配準時，翼突及鼻中隔表示頭部，C1～3表示上頸部，C4～6表示下頸部，明確3個不同的擺放區域的擺放誤差情況。

(2)以Sliding window方式進行調強照射，第1階段劑量為56～60 Gy，復查CT，將縮野加量到鼻咽部劑量70～78 Gy，其中位劑量為70 Gy。對頸部存在淋巴結腫大的患者，設置劑量為60～70 Gy。對頸部無淋巴結腫大的患者，給予預防照射劑量為56 Gy。

1.5 觀察與評價指標

(1)靶區定義。根據國際輻射單位與測量委員會(Internation Commission on Radiation Units and Measurements，ICRU)50號和62號文件原則勾畫靶區和重要器官：腫瘤靶區(gross tumor volume，GTV)中GTVnx為原發腫瘤大體瘤體積；GTVnd為轉移淋巴結大體腫瘤體積。臨床靶區(clinical target volume，CTV)中CTV1為原發灶臨床靶體積；CTV2為含原發灶的臨床靶體積和全部鼻咽腔的預防照射區。計劃靶區(planing target volume，PTV)對應個靶區外擴。GTVDx為X%體積受照劑量。

(2)采用瓦里安專用的分析軟件，得到其分別在X(左右)方位、Y(頭腳)方位以及Z(腹背)方位上的擺位誤差，并觀察鼻咽癌調強放射治療中擺位誤差對放射治療劑量的分布影響情況；觀察危及器官與靶區劑量分布情況。

1.6 統計學方法

數據使用SPSS 20.0軟件實施檢測，計數資料予以x2檢驗，計量資料以±s)表示，采用t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 擺位誤差對放射治療劑量的影響分析

在擺位誤差中，GTVnxD95、GTVndD95、CTV2D95、PTV2D95、PTVndD955區域的實際劑量相較同靶區計劃劑量低，差異有統計學意義(t=2.481，t=8.654，t=2.419，t=5.294，t=3.157；P＜0.05)，見表1。

表1 擺位誤差對放射治療劑量影響分析(%，±s)

表1 擺位誤差對放射治療劑量影響分析(%，±s)

注：表中GTV為腫瘤靶區，GTVnx為原發腫瘤的大體瘤體積，GTVnd為轉移淋巴結的大體瘤體積，CTV2為含原發灶的臨床靶體積和全部鼻咽腔的預防照射區，PTV為計劃靶區，GTVDx為X%體積受照劑量。

劑量觀測區域GTVnxD95 GTVndD95 CTV2D95 PTV2D95 PTVndD95靶區實際劑量 -1.27±0.29 -3.32±0.64 -2.35±1.29 -2.50±0.44 -2.51±0.45靶區計劃劑量 -0.80±1.20 -2.61±1.15 -1.13±1.74 -1.36±0.93 -1.23±1.43 t值 2.481 8.654 2.419 5.294 3.157 P值 0.029 0.000 0.032 0.000 0.000項目

2.2 CBCT中擺位誤差分析

在60例鼻咽癌患者調強放射治療的CBCT中擺位誤差值在X方位為(-0.50±1.32)mm，在Y方位為(-0.22±2.55)mm，在Z方位為(-0.54±1.18)mm，其中在Y方位的誤差最大，在X方位的誤差最小，見表2。

表2 60例鼻咽癌患者經調強放射治療CBCT中擺位誤差結果分析(mm)

2.3 危及器官與靶區劑量分布

在60例鼻咽癌患者經調強放射治療的危及器官與靶區劑量分布均出現不同程度的異常，其中劑量分布變化范圍按照從大到小的順序分別為右側眼晶狀體、左側眼晶狀體、腦干、頸部轉移淋巴結、脊髓以及鼻咽原發腫瘤。見表3。

表3 60例鼻咽癌患者調強放射治療危及器官與靶區劑量分布(Gy)

3 討論

有相關研究報道顯示，近年來鼻咽癌的發病率正呈逐年上升趨勢，嚴重影響患者生活質量[7-8]。目前，臨床上針對鼻咽癌患者主要是采用三維適形調強放射治療，該放射治療的優點在于可有效減少計劃靶區的范圍，同時縮小敏感組織體積，提高腫瘤靶區劑量，從而達到有效治療腫瘤的目的，臨床療效較為明顯[9]。然而，國內外不少研究報道顯示：鼻咽癌三維適形調強放射治療在實施過程中，通常存在不同程度的系統誤差和隨機誤差[10]。系統誤差主要是由模擬機、加速器以及外置激光燈誤差等因素所導致，而隨機誤差主要是由患者身軀的不自主運動、生理性呼吸運動以及技術員的擺位技術等多種因素導致[11-12]。有研究報道證實，擺位誤差的存在會導致在放射治療過程中患者各器官，以及靶區接受的實際放射治療藥物劑量與初始設計的放射治療藥物劑量存在顯著的差異，不利于患者疾病康復，從而對患者的生活質量造成嚴重影響[13-14]。由此，研究擺位誤差對調強放射治療藥物劑量分布的影響具有極其重要的意義。

本研究結果顯示，在擺位誤差中，GTVnxD95、GTVndD95、CTV2D95、PTV2D95、PTVndD955區域的實際劑量較相同靶區計劃劑量低，且其擺位誤差值結果與張云等[15]和井笛等[16]的研究報道相一致，表明鼻咽癌患者接受調強放射治療的過程中，擺位誤差的存在。而瓦里安直接加速器的機載影像系統主要是用于患者治療位置的修正等方面，其增加了驗證擺位時間，可對擺位誤差進行實時校正，從而為精確放射治療的劑量提供保障。有研究報道顯示，瓦里安直接加速器的機載影像系統具有圖像清晰，采集和配準簡便，自動優化程度較高以及患者吸收劑量較少等優勢，且能精確地計算出每次等中心的三維方向上的真實誤差值，并能清楚地顯示此刻照射范圍內所有組織以及器官的三維結構變化情況，從而有利于為糾正患者的擺位誤差，確保腫瘤及其周邊組織的放射治療藥物劑量[17-18]。此外，本研究還顯示，60例鼻咽癌患者調強放射治療的危及器官與靶區劑量分布均出現了一定程度的異?，F象，其中劑量分布變化范圍按照從大到小的順序分別為右側眼晶狀體、左側眼晶狀體、腦干、頸部轉移淋巴結、脊髓及鼻咽原發腫瘤。這符合列燦良等[19]和李明等[20]的研究報道，提示了在鼻咽癌調強放射治療中，如不進行擺位誤差的校正，可能導致腫瘤周圍正常組織器官的放射治療藥物過量，從而影響臨床治療效果，并對患者正常組織造成嚴重損害，不利于患者預后。

本研究采用了計劃系統對比擺位誤差后的劑量差異，結果所顯示的只是相對劑量的比較，并未考慮腫瘤靶區隨治療時間的逐漸延長靶體積逐漸變小的情況，從而可能導致研究結果存在一定的偏差。因此，在今后的研究中應制定更為完善的研究方案，以獲取更為準確、可靠的數據。

鼻咽癌患者接受調強放射治療時存在擺位誤差，而采用直接加速器的機載影像系統對患者CBCT圖像進行采集，并對擺位誤差進行實時校正，可有效減少系統誤差以及隨機誤差，同時有效提高擺位的精確度，進一步精確分布靶區與危及器官的劑量，從而保證臨床調強放射治療的質量，改善患者預后。