乳腺癌保乳術后調強放射治療不同配準方法擺位精度的臨床研究△

艾秀清，王雪，唐成瓊，劉浩，陳春麗，曹耀峰，劉江平，王義海#

新疆醫科大學第三臨床醫學院附屬腫瘤醫院1乳腺放療科，2放射物理技術科，烏魯木齊830011

乳腺癌是嚴重危害女性健康的惡性腫瘤，乳腺癌的手術正朝著切除范圍不斷縮小的方向發展，早期浸潤性乳腺癌的治療策略從先前的根治術和改良根治術為主逐漸向乳房保留為主過渡。多項隨機分組研究結果已證實，對于早期乳腺癌患者，保乳手術與改良根治術具有相似的局部控制率和長期生存率，且保乳手術具有更好的美容效果，因此成為越來越多早期乳腺癌患者的首選。乳腺癌保乳術后全乳放療的模式日益增多，調強放射治療（intensity-modulated radiotherapy，IMRT）是近年來逐漸普及且較為典型的一種放療模式[1-2]。但在IMRT的過程中，靶區位移是需要重點考慮的因素，可在一定程度上對全乳IMRT的劑量體積參數產生影響，而且增加腫瘤靶區邊界時，易導致正常組織的受照射劑量隨之增加。圖像引導放療（image-guided radiation therapy，IGRT）已在乳腺癌保乳術后放療中得到普及。IGRT是一種新型的、通過一系列影像系統進行靶區定位和患者擺位的腫瘤放療技術。準確擺位是開展精確放療的重要保證，擺位誤差會造成靶區劑量的變化。針對這一情況，錐形束計算機斷層掃描（cone-beam computer tomography，CBCT）進行了改善，逐漸在放療中得到了推廣，在這一技術的引導下，腫瘤患者的擺位誤差可以得到有效校正，從而降低外擴邊界的范圍，在放療中具有重要意義[3-6]。本研究對CBCT引導下乳腺癌保乳術后IMRT不同配準方法的擺位精度進行分析和研究，現報道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2017年10月至2018年4月新疆醫科大學第三臨床醫學院附屬腫瘤醫院收治的50例乳腺癌保乳術后患者。納入標準：①經病理檢查確診為原發性乳腺癌；②接受乳腺癌保乳術，且術后需行全乳精確放療；③TNM分期為I～Ⅱ期；④患者雙側上肢上舉和外展功能良好，能滿足手臂支撐與握桿要求。排除標準：①合并通氣功能障礙；②合并慢性心肺疾病。50例患者的年齡為25～82歲，中位年齡為53歲；26例為左側乳腺癌，24例為右側乳腺癌。所有患者均實施全乳IMRT，分別采用自動灰度配準、自動骨性標志配準和自動灰度配準結合手動骨性標志配準的方法，對第一次放療前及每周一次的CBCT引導下圖像與原計劃計算機斷層掃描（CT）圖像進行配準，收集獲取的擺位數據。本研究經醫院倫理委員會審批通過，所有患者及家屬均對本研究知情并簽署知情同意書。

1.2 定位方式

首先，患者仰臥于乳腺托架上，上舉患側上肢，呈外展狀，確保同側乳腺可充分暴露后，三維激光線對準于患者體中線及左右體側處，同時放置定位參考鉛點，并對乳腺托架數值進行記錄。然后，以大孔徑CT作為輔助工具，完成螺旋掃描，將層厚設置為5 mm，圖像分辨率設置為1024×1024。針對靶區范圍進行掃描后，利用計算機網絡將圖像數據傳送至Varian Eclipse 11.0治療計劃系統，由副主任醫師進行靶區勾畫，主任醫師進行靶區修改及確認。

1.3 計劃設計

選取Varian Eclipse 11.0系統的6MV-X線，使95%等劑量線盡量全部包繞計劃靶區，行IMRT計劃設計，盡量使治療計劃中心與定位中心一致，各器官滿足以下條件：心臟V25＜10%，V30＜5%；雙肺V20＜14%；患側肺V30＜10%，V20＜25%；計劃靶區體積（planning target volume，PTV）D95=50 Gy，V53.50＜10%，V55＜5%；健側乳腺 Dmax＜8 Gy，且 Dmean＜1 Gy。給予患者IMRT 25次，靶區總劑量為50 Gy，每次2 Gy，每日1次，每周治療5次。

1.4 掃描與圖像配準

將治療計劃傳輸至Varian Clinac Trilogy Rapid ARC加速器4 DTC OBI工作站。放療計劃實施前，由2位放療師、1位臨床醫師及1位物理師共同進入機房進行擺位驗證，根據相關標準執行操作，擺位誤差在允許±5 mm內，采集CBCT圖像，將重建好的CBCT圖像與計劃CT圖像通過自動灰度配準、自動骨性標志配準、自動灰度配準結合手動骨性標志配準的方式進行圖像配準，之后每周拍攝一次驗證圖像進行對比驗證，共150組數據。記錄每次X（左右方向）、Y（頭腳方向）、Z（腹背方向）的位移值。

1.5 觀察指標

比較自動灰度配準、自動骨性標志配準、自動灰度配準結合手動骨性標志配準方法在X、Y、Z方向上的擺位誤差情況。

1.6 統計學分析

采用SPSS 20.0軟件-對數據進行統計分析，計量資料以均數±標準差（x±s）表示，組間比較采用配對樣本t檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

自動灰度配準在X方向上的擺位誤差小于自動骨性標志配準，差異有統計學意義（t=2.100，P＜0.05）；自動灰度配準和自動骨性標志配準在Y、Z方向上的擺位誤差比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）。自動灰度配準在X、Y方向上的擺位誤差均大于自動灰度配準結合手動骨性標志配準，差異均有統計學意義（t=3.306、2.339，P＜0.05）；自動灰度配準與自動灰度配準結合手動骨性標志配準在Z方向上的擺位誤差比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。自動骨性標志配準在X、Y方向上的擺位誤差均大于自動灰度配準結合手動骨性標志配準，差異均有統計學意義（t=3.777、3.016，P＜0.05）；自動骨性標志配準與自動灰度配準結合手動骨性標志配準在Z方向上的擺位誤差比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。（表1）

表1 3種不同配準方法在 X、 Y、 Z方向上的擺位誤差（mm， ±s）

表1 3種不同配準方法在 X、 Y、 Z方向上的擺位誤差（mm， ±s）

注：a與自動灰度配準比較，P＜0.05；b與自動骨性標志配準比較，P＜0.05

配準方法自動灰度配準自動骨性標志配準自動灰度配準結合手動骨性標志配準1.04±0.55 1.80±0.86a 0.28±0.07a b 2.51±0.18 2.78±0.78 0.64±0.39a b 1.50±0.50 1.52±0.18 1.58±0.21 X方向擺位誤差Y方向擺位誤差Z方向擺位誤差

3 討論

準確擺位是開展精確放療的重要保證，擺位誤差會造成靶區劑量的變化[7-8]。擺位造成的誤差包括定位系統的掃描誤差、機械誤差及加速器的機械誤差等，具有規律性和重復性，對某一患者來說在整個治療過程中是恒定的。對于乳腺癌保乳術患者而言，放療具有重要的治療價值[9-13]。乳腺癌保乳術患者進行全乳放療的過程中，IMRI是占據主導地位的一種模式，但擺位誤差、乳腺體積形狀改變等因素可對乳腺靶區位移產生影響。針對上述弊端，臨床上考慮到CBCT三維影像的優勢，將其應用于乳腺癌放療前的擺位驗證中，為放療精準性的提升及正常組織的保護提供了重要幫助[14-16]。

乳腺癌保乳術后IMRI隨機誤差中，尤以擺位誤差為甚，在選擇不同配準方法的情況下，擺位誤差也受到一定影響。不同配準方法下的擺位誤差亦有不同，本研究中采用自動灰度配準、自動骨性標志配準、自動灰度配準結合手動骨性標志配準等方法，優勢在于速度較快、耗時較短，適用于周邊骨性組織相對豐富的區域。自動灰度配準是通過配準框內所有圖像的不同灰階來進行計算，計算對象通常為CBCT圖像及計劃圖像的重合情況，同時，這一配準方法還可用于旋轉誤差的糾正。本研究結果顯示，自動灰度配準在X方向上的擺位誤差小于自動骨性標志配準，差異有統計學意義（P＜0.05），說明在乳腺癌保乳術后選擇配準方法時，自動灰度配準在左右方向上的誤差低于自動骨性標志配準。自動灰度配準在X、Y方向上的擺位誤差均大于自動灰度配準結合手動骨性標志配準，差異均有統計學意義（P＜0.05）；自動骨性標志配準在X、Y方向上的擺位誤差均大于自動灰度配準結合手動骨性標志配準，差異均有統計學意義（P＜0.05）。說明自動灰度配準結合手動骨性標志配準在左右、頭腳方向上的配準精度和穩定性優于自動灰度配準及自動骨性標志配準。基于乳腺部位軟組織豐富而骨性組織相對缺乏的特性，本研究團隊建議，在進行CBCT驗證時可將自動灰度配準方法作為首選方案，結合周圍骨性組織手動調整效果更佳。由于乳腺屬于非剛性器官，因此在行CBCT時，患者應配合指導，將乳腺組織充分暴露于放射野內，同時也可有效地確保乳腺組織的形態緊張度。在放療過程中，也應充分對肌肉張力、皮膚脂肪厚度等因素予以足夠重視，防止對擺位誤差產生不良影響。

乳腺癌保乳術后擺位誤差的減少途徑越來越多，CBCT即為其中較為典型的一種方法。在今后乳腺癌保乳術后放療中，可考慮將CBCT作為可行的圖像引導方案，對于提高配準精度、減少擺位誤差均具有重要意義。同時，還應充分結合靶區外界的情況，選取合適的時機進行復位，并重新進行CT掃描，擬定治療計劃，以確保治療效果的最優化。