IGRT在肺上葉及下葉腫瘤放射治療中的應用

黃艷萍，張國軍，陳曉榮，馬彩花，尚 鈞，余文軍，詹文華

圖像引導放療技術(IGRT)的發展為肺癌精確放射治療提供了有力的保證，能提高放射治療的增益比[1]，減少放射治療期間靶區移動誤差和擺位誤差，測量和校正放療時腫瘤和正常組織移動幅度引起的位置誤差[2]，在臨床放射治療期間可發現位于不同位置的肺部腫瘤隨著呼吸運動其位置不同的變化[3-4]。本研究將肺部腫瘤以肺門為界分為肺上葉和肺下葉,應用IGRT技術測量并校正肺癌放射治療位置誤差，進而根據誤差值分別計算CTV‐PTV的外放邊界，為臨床醫師勾畫肺部腫瘤靶區提供一定的理論依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料:選取2019年1月-2020年2月我科收治經病理診斷明確且無遠處轉移的50例首次放射治療的肺癌患者，年齡35～70歲，其中鱗癌27例,腺癌13例,小細胞肺癌10例；以肺門為界劃分為肺上葉和肺下葉(解剖學中左肺為上、中、下葉，本研究肺上、中葉合稱為上葉，右肺為上、下葉)，肺上葉25例，肺下葉25例。

1.2 放射治療前的準備:所有入組患者行模擬CT定位的要求，采取仰臥位，雙手上舉右肘右臂在上環抱置于額頭。體表標記定位體線，碳纖維板和熱塑體膜固定，固定范圍上界為鎖骨水平，下屆至肋弓水平(因患者身高不同會有差異)，標記定位點，行增強CT掃描范圍自環甲膜水平至肝臟下緣，將定位圖像傳至Pinnacle計劃系統，勾畫腫瘤靶區和危及器官。調強放射治療計劃設計均采用6 MV X線調強放射治療，放療總劑量為60 Gy,單次劑量2 Gy,放療次數為30次，物理師計劃驗證通過后行放射治療。

1.3 IGRT及腫瘤位置誤差獲取:由兩位放射治療師共同擺位治療，周一至周五治療，每周一次 IGRT，均采用灰度配準與CT圖像匹配，記錄X、Y、Z軸的位置誤差值。

2 結果

2.1 位置誤差結果：肺上葉組、肺下葉組各獲取110次IGRT的數據，分別統計肺上葉組和肺下葉組X、Y、Z 3個方向任一方向≥5 mm的的次數。2組患者X方向≥5 mm的次數少，Y、Z 2個方向>5 mm的次數較多；肺上葉組治療前靶區位置X、Y、Z方向誤差最大值分別為6、13、7 mm，肺下葉組治療前靶區位置X、Y、Z方向誤差最大值分別為7、10、9 mm；肺上葉的Y軸誤差值比肺下葉明顯偏大，肺下葉的Z軸誤差值比肺上葉明顯偏大，差異均有統計意義(P<0.05)，見表1。

表1 肺癌中上野、下野誤差值比較

2.2 CTV-PTV外放邊界計算:根據Van Herk[4]MPTV(外放)=2.5Σ+0.7σ，分別計算肺中上葉、肺下葉X、Y、Z軸的外放邊界，肺上葉、肺下葉X軸的外放邊界。根據此研究建議臨床醫師勾畫肺上葉腫瘤靶區CTV到PTV的外放邊界為X方向7 mm、Y方向8 mm、Z方向6 mm；肺下葉腫瘤靶區CTV到PTV的外放邊界為X方向7 mm、Y方向7 mm、Z方向8 mm，見表2。

表2 肺癌中上葉、下葉CTV-PTV外放邊界值比較(n=110)

3 討論

IGRT的核心技術是圖像的配準，圖像配準需要檢驗治療前體位的重復性和腫瘤的誤差值是否在允許范圍內[5]，肺部腫瘤隨著呼吸運動其位置也發生一定的位移，可導致腫瘤脫靶和危及器官的高劑量照射[6]。調強放療的關鍵在于精確治療，將肺部腫瘤分為肺上葉組和肺下葉組分別測量腫瘤的位置誤差，對肺癌的精確治療有很大幫助。

本研究得出肺上葉腫瘤IGRT測得Y軸的位置誤差>5 mm的均值和次數均>X軸和Z軸。羅煥麗等[7]的研究為肺部腫瘤位置誤差Y軸較大，與本研究相同，考慮患者雙手上舉右肘右臂在上環抱置于額頭，雙手雙臂上舉的位置變化會影響激光線和體表標記線的重合性，對擺位精度有一定的影響，這與丘敏敏[8]的考慮一致。本研究患者的固定方式為碳纖維板和熱塑體膜固定，對胸部和背部的吻合性較好、固定緊密度較好，而鎖骨水平和腹部是開放的，治療師擺位時通過體表標記線與激光線重合后扣上熱塑體膜，在擺位期間或(和)獲取圖像期間隨著呼吸運動的發生熱塑體膜沒有覆蓋的部位或方向發生位置誤差比熱塑體膜覆蓋的部位或方向的位置誤差大，這是導致肺上葉Y軸的位置誤差值較大、肺下葉腫瘤 Z軸誤差值較大的一個重要因素；相同的放射治療條件下肺下葉腫瘤離膈肌較近，患者平躺后腫瘤隨著膈肌受呼吸運動的影響較大，因而肺下葉腫瘤Z軸誤差值>X軸和Y軸。綜上原因，放射治療師在給肺上葉腫瘤患者擺位時應注意患者雙手位置和高度的重復性、體表標記線的上下線與熱塑體膜上下緣的重復性，以降低人為因素的腫瘤誤差值；肺下葉腫瘤離膈肌較近，腫瘤位置受呼吸運動的影響較大，因此治療師囑患者胸式呼吸，以減小腹部的運動。商在春等[9]研究表明對于食管上段腫瘤的頭頸肩固定可提高治療的精確度，因此筆者考慮對于肺上葉腫瘤橫斷面位置與食管中上段腫瘤位置相近，用頭頸肩加碳纖維板固定可減小Y軸誤差值；肺下葉腫瘤患者在做熱塑體膜時可往下移將肋弓覆蓋住，可減小腹式呼吸動度。有研究結果表明[9]，應用呼吸門控可降低膈肌運動，在以后的治療工作中可采用呼吸門控裝置再做進一步比較，以更好地應用于臨床。

通過腫瘤位置誤差值計算肺上葉、肺下葉腫瘤患者CTV-PTV的外放邊界，臨床醫生可根據腫瘤位置分別勾畫出腫瘤靶區，而不是所有肺部腫瘤的統一方案。肺上葉腫瘤在Y軸CTV-PTV的外放值為8 mm,要>X軸和Z軸；肺下葉腫瘤觀察與膈肌的位置關系，可實施呼吸門控裝置降低誤差值，Z軸CTV-PTV的外放值為8 mm。

本研究應用圖像引導技術提高肺癌放射治療的精準度，提高患者體位的重復性，減少正常組織的照射劑量，以減輕并發癥，分別研究肺上葉、肺下葉腫瘤的位置誤差值、CTV-PTV的外放邊界值，為臨床提供數據支持。