基于IGRT技術的直腸癌俯臥位擺位誤差及外放邊界的研究

徐玉云 俞海東 林國峰 楊和忠

(梅州市人民醫院放療科 梅州 514000)

直腸癌輔助放療擺位中應用ORFIT 架固定可以有效減少小腸和膀胱受射線照射的劑量體積，但俯臥體位舒適性較差，這也對日常擺位提出了更高的要求，如何進一步減少擺位誤差，提高治療的精準度，減少危及器官的受照射體積是目前研究的熱點。圖像引導放療(IGRT)是目前先進的放射治療技術，其優勢在于它將放療加速器和和圖像引導裝置合二為一，通過放療前行錐形束Ct掃描與計劃CT進行對比，可在線較正擺位誤差，同時精確測量出擺位誤差數值,根據Van Herk等推導的擺位擴邊公式外放邊界=2.5Σ+0.7σ，推算出物理師在制定計劃時對CTV外放的MPTV值，盡可能以最窄的MPTV保證覆蓋腫瘤靶區，控制腫瘤的同時，減少危及器官的照射體積，降低了治療的毒副反應，改善患者的生存質量。

1 資料與方法

1.1 病例選擇

選取我中心應用醫科達Synergy直線加速器行IGRT(圖像引導調強放)的直腸癌患者29例， 均采用俯臥位，熱塑定位膜聯合ORFIT架固定。

1.2 設備及技術

醫科達Synergy直線加速器行圖像引導調強放療，并采集CBCT圖像；圖像匹配功能由Synergy系統的XVI系統軟件完成；Klarity ORFIT架聯合熱塑膜固定擺位技術。

1.3 計劃CT圖像的采集

患者模擬機下定位，并行前面及兩側等中心體表標記。然后螺旋CT掃描機以3 mm的層厚獲取CT圖像，并將掃描CT圖像傳輸到計劃系統，臨床醫師進行靶區勾畫，物理師完成放療計劃設計。計劃設計完成后，將計劃CT圖像及患者的治療中心信息傳輸至醫科達Synergy的X線容積影像(X-ray volume image，XVI)圖像配準系統，作為圖像配準參考圖像。

1.4 CBCT圖像的獲取

在Synergy加速器下應用120kv級錐形束CT(CBCT)獲取XVl圖像，旋轉掃描角度CW, 180°至180°。掃描劑量22mGy，每位患者從首次放療開始，連續3次行治療前CBCT掃描，后續治療期間不定期行CBCT掃描7次。

1.5 圖像匹配及擺位誤差校正

圖像匹配功能由Synergy系統的XVI系統軟件完成。所有病例圖像匹配均采用自動匹配中的灰度匹配。XVI影像與定位CT進行配準后，計算機即可自動確定此時三維方向上的擺位誤差。分別記錄患者線性方向上的左右x、頭腳y和前后z方向并對擺位誤差進行在線糾正。期間若發現擺位誤差大于5mm，或腫瘤靶區配準不滿意，反復配準仍然不能滿意糾正時，需要重新擺位，再次CBCT掃描，必要時重新定位CT掃描和制定放療計劃；若CBCT掃描發現連續多次擺位誤差呈同方向誤差時，可調整等中心標記點。

2 誤差分析及邊界計算

分次間的誤差產生主要因素是擺位誤差及形變產生的誤差，即每次治療前掃描前配準得出的誤差；分次間誤差又可分為系統誤差和隨機誤差。分別計算每例患者的平均誤差和標準差，患者的平均誤差以M表示，M的標準差就是系統擺位誤差，以 Σ表示；患者的標準差的平方根就是隨機系統誤差，以σ表示。結果顯示，采用俯臥位，熱塑定位膜聯合ORFIT架固定擺位技術的直腸癌患者左右x、頭腳y和前后z方向的擺位誤差數值分別為(0.20±0.06)cm、(0.27±0.10)cm、(0.19±0.07)cm。根據Van Herk等推導的擺位擴邊公式=2.5Σ+0.7σ，可推算出CTV至PTV的x、y、z軸方向上外擴邊界分別為0.56cm、0.75cm、0.53cm。數據采用SPSS16.0統計軟件進行分析，誤差分析采用F檢驗，P<0.05表示具有統計學意義。

序號x軸(左右方向)y軸(頭腳方向)z軸(前后方向)10.25±0.13-0.17±0.20-0.34±0.1220.38±0.21-0.15±0.22-0.41±0.163-0.22±0.29-0.05±0.24-0.36±0.184-0.12±0.200.10±0.40-0.40±0.165-0.01±0.23-0.39±0.37-0.43±0.086-0.18±0.220.08±0.37-0.18±0.117-0.23±0.100.03±0.22-0.22±0.348-0.40±0.08-0.20±0.33-0.15±0.249-0.10±0.11-0.20±0.30-0.18±0.1110-0.10±0.23-0.39±0.35-0.01±0.1511-0.37±0.230.00±0.35-0.01±0.2212-0.14±0.220.48±0.20-0.39±0.1313-0.11±0.240.07±0.51-0.04±0.1714-0.25±0.150.45±0.31-0.14±0.1015-0.35±0.150.27±0.30-0.34±0.2616-0.43±0.150.00±0.22-0.49±0.1217-0.12±0.17-0.24±0.19-0.03±0.1518-0.22±0.170.12±0.220.16±0.2119-0.11±0.19-0.22±0.44-0.15±0.1720 -0.40±0.160.32±0.25-0.13±0.1521-0.43±0.19-0.18±0.24-0.44±0.2222-0.48±0.20-0.11±0.40-0.13±0.1623-0.21±0.14-0.07±0.19-0.49±0.1424-0.31±0.340.14±0.61-0.23±0.4225-0.46±0.10-0.19±0.20-0.16±0.1426-0.26±0.31-0.08±0.26-0.08±0.18270.14±0.08-0.57±0.16-0.27±0.1028-0.24±0.15-0.16±0.160.06±0.0829-0.07±0.160.12±0.230.23±0.10

3 討論

隨著放射治療技術的快速發展，精準放療已經成為目前研究的熱點。由于放射治療過程中存在擺位誤差、靶區運動等不確定因素，為防止靶區遺漏，計劃設計時需要在臨床靶區CTV上外放一定邊界，形成計劃靶區PTV[1～2]。Van Herk等[3]推導的擺位擴邊公式=2.5Σ+0.7σ，其外擴邊界MPTV靶區滿足90%群體患者的臨床靶區，劑量至少達到95%的處方劑量。在盆腔腫瘤中，分次內擺位誤差較分次間擺位重復性及誤差較小[4]。吳君心等[5～6]對盆腔腫瘤放射治療分次間及分次內的擺位誤差進行研究發現，在線糾正擺位誤差后，與計劃 CT 相比仍存在輕微誤差， 但較首次擺位后的降低，統計結果有顯著性意義(P<0.05)。本研究僅對分次間擺位誤差進行分析研究，結果左右x、頭腳y和前后z方向的擺位誤差數值分別為(0.20±0.06)cm、(0.27±0.10)cm、(0.19±0.07)cm。頭腳方向擺位誤差較大，左右及上下方向大致相同。根據擴邊公式推算出CTV至PTV的x、y、z軸方向上外擴邊界分別為0.56cm、0.75cm、0.53cm 。

臨床放療中擺位誤差及臨床靶區外放邊界受多種因素影響，直腸及膀胱的充盈度的不同(即分次內誤差)也是導致靶區位移的重要因素之一。為此，放療前腸道排空，B超監測尿量盡可能保證內靶區的一致性是此研究的前提。受設備、人員、時間等條件限制，無法行放療前尿量監測，參與入組人員均排空尿量后飲水500ml，2h后實施放療，盡可能保證每次膀胱充盈度的一致。隨著放療劑量的增加，直腸腫瘤的退縮，使得充盈擴張的直腸體積逐漸縮小，腫瘤靶區也將隨之變化，精確的放療實施則要求重新CT掃描，勾畫靶區，重新制定放療計劃。

由于每個治療中心采用的技術及設備存在差異,所以各治療中心應有自己的關于各種腫瘤治療的擺位誤差數據。IGRT技術的發展，使得放療的擺位誤差得到很大程度的糾正， 通過對我中心放療中ORFIT 架固定的俯臥位直腸癌患者進行擺位誤差分析研究,得出合理的CTV外放邊界值，在不遺漏靶區的同時盡可能減少正常器官照射劑量和體積，提高治療精準度，以進一步降低毒副反應，改善患者的生存質量。