非均整模式聯合呼吸門控對立體定向放療早期非小細胞肺癌患者擺位誤差及劑量分布的影響

陳 力，張 艷，鄧 佳，趙 強，姚 婷，屈喜梅

(陜西省腫瘤醫院，陜西 西安 710061)

肺癌位居我國惡性腫瘤發生率和病死率前列，調查顯示，我國每年約有80萬新確診肺癌患者，其中非小細胞肺癌(Non-small cell lung cancer，NSCLC)為肺癌的主要類型，占比達80%以上[1]。隨著人們健康意識的增強，早期NSCLC的檢出率逐漸增加，其中手術是治療早期NSCLC的主要方法，但是部分患者由于高齡等因素不耐受手術或者拒絕手術治療[2]。對于該類型患者，立體定向放療(Stereotactic body radiation therapy，SBRT)為推薦替代療法，研究發現，SBRT對早期NSCLC患者的療效并不低于手術治療[3]。近年來，非均整(Flattening filter free，FFF)模式在早期NSCLC患者放療中的應用逐漸增多，研究發現，與均整模式相比，FFF模式下可使劑量率明顯增加，治療時間明顯下降，但是仍有部分患者發生放射性肺炎等不良反應[4-5]。如何精準確認靶區，降低SBRT治療誤差，提高治療安全性，已經成為臨床關注重點[6]。目前認為，在放療過程中，呼吸運動為導致靶區移位或漏照的主要因素，可對SBRT效果產生明顯的影響[7]。呼吸門控(Active breathing control，ABC)能夠對患者的呼吸頻率進行有效監控，以準確反映機體呼吸周期中靶區運動情況，促使精準放療的開展[8]。韓晶晶等[9]的研究發現，ABC應用于肝轉移癌放療中，可有助于降低計劃靶體積(Planning target volume，PTV)，且安全性好。但是目前關于FFF模式聯合呼吸門控對SBRT NSCLC患者擺位誤差和劑量分布的影響仍需深入研究。因此本研究納入陜西省腫瘤醫院收治的早期NSCLC患者64例，對此進行了分析。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入2019年1月至2021年11月陜西省腫瘤醫院收治的早期NSCLC患者64例，根據放療方法的不同分為對照組和ABC組，各32例。其中對照組男18例，女14例，年齡44～71歲，平均(57.32±8.38)歲，左肺15例，右肺17例，腺癌11例，鱗癌21例。ABC組男20例，女12例，年齡41～73歲，平均(57.76±8.92)歲，左肺16例，右肺16例，腺癌13例，鱗癌19例。兩組一般資料比較差異無統計學意義(均P>0.05)，具有可比性。患者均簽署知情同意書，本研究經審查符合赫爾辛基宣言。病例納入標準：首次確診均為NSCLC，病理分期為T1-2N0M0[10]；通氣功能良好，能夠配合治療；資料齊全；卡氏評分≥80分。排除標準：精神疾病；胸部放療史；伴其他惡性腫瘤；合并心臟等嚴重臟器功能損害；超中央型肺癌；妊娠或哺乳期女性；伴有嚴重間質性肺病。

1.2 治療方法

1.2.1 CT定位:兩組均使用荷蘭飛利浦16排BrillianceTMBig Bore CT進行定位掃描，使患者平臥，雙手交叉置于額部，使用負壓真空墊對患者體位進行固定。使患者平靜呼吸，將呼吸感應器置于腹部，于患者呼吸平穩時開展掃描，掃描范圍為環狀軟骨至肝臟下緣。檢測熒光模塊軌跡，并啟動ABC系統，獲取呼吸運動信息，并據此調整呼吸感應器位置。保存連續10個呼吸時相圖像，分別記錄為CT0-CT90，上傳至MIM平臺。

1.2.2 靶區和危及器官(Organ at risk，OAR)勾畫:由高年資放療科醫師在呼吸時相圖中勾畫靶區大體腫瘤體積(Gross tumor volume，GTV)和危及器官(Organ at risk，OAR)。OVR包括脊髓、食管、心臟、近端支氣管樹(Proximal bronchial tree，PBT)、健側肺、胸壁、患側肺。其中對照組將所有時相GTV融合后，進行重建，獲取內移動靶區體積(Internal target volume，ITV)，將ITV于左右、前后、頭腳方向均外放5 mm，形成PTV。ABC組選取3個呼氣末連續時相，作為呼吸門控中的門控窗，處理后獲取包含該時相靶區運動情況的CT圖像，勾畫后獲取PTV。

1.2.3 放療計劃設計:處方總劑量60～64 Gy，2 Gy/次，1次/d，5 d/周。其中95% PTV需按照處方總劑量照射。均使用美國Varian True Beam直線加速器進行放射治療。對照組使用Eclipse系統制定SRBT 6XFFF射線計劃，ABC組使用Eclipse系統制定包含ABC技術的6X FFF射線計劃，劑量率均為1400 MU/min。

1.3 觀察指標

1.3.1 兩組的靶區體積比較：比較兩組的GTV和PTV。

1.3.2 兩組不同方向的擺位誤差比較：于每次治療前，均使用錐形束CT(Cone beam CT，CBCT)對兩組患者靶區進行掃描后，與原始CT圖進行配準，獲取頭腳、左右、前后三個方向的擺位誤差。其中擺位誤差均采用絕對值表示。

1.3.3 兩組靶區的劑量分布比較:比較兩組靶區的Dmin、Dmean、Dmax以及適形指數(Conformal Index，CI)。其中Dx%是指靶區體積的x%獲取的照射劑量。CI取值0～1，CI越大，提示適形度越好。

1.3.4 兩組OAR的劑量分布比較:比較兩組脊髓(Dmin、Dmean、Dmax)、食管(V30、Dmin、Dmean、Dmax)、心臟(V30、Dmin、Dmean、Dmax)、PBT(Dmin、Dmean、Dmax)、患側肺(V5、V30、Dmin、Dmean、Dmax)、健側肺(Dmin、Dmean、Dmax)的劑量分布情況。其中Vx是指靶區接受≥x Gy射線照射體積。

1.3.5 兩組的安全性比較：比較兩組治療期間咳嗽、放射性肺炎、放射性食管炎、呼吸困難、乏力等的發生率。

2 結 果

2.1 兩組靶區體積比較 ABC組GTV和PTV均低于對照組，差異具有統計學意義(均P<0.05),見表1。

表1 兩組靶區體積比較(cm3)

2.2 兩組不同方向擺位誤差比較 ABC組頭腳、左右、前后的擺位誤差均低于對照組，差異具有統計學意義(均P<0.05)，見表2。

表2 兩組不同方向擺位誤差比較(mm)

2.3 兩組靶區劑量分布比較 ABC組靶區Dmin、CI均高于對照組，差異具有統計學意義(均P<0.05)，對照組和ABC組靶區Dmean、Dmax比較，差異無統計學意義(均P>0.05)，見表3。

表3 兩組靶區劑量分布比較

2.4 兩組OVR劑量分布比較 ABC組脊髓、食管、心臟、PBT、患側肺以及健側肺的劑量分布參數均低于對照組，差異具有統計學意義(均P<0.05)。見表4。

表4 兩組OVR劑量分布比較

2.5 兩組安全性比較 ABC組不良反應發生率明顯高于對照組，差異具有統計學意義(均P<0.05)，見表5。

表5 兩組安全性比較[例(%)]

3 討 論

SBRT由于分割少、治療時間短，可對靶區開展高劑量放射線照射，增加生物效應劑量等優勢，目前已經成為治療早期NSCLC的常用放療技術[11]。其中FFF模式下，可使射線劑量率增加，出束時間下降，對病灶具有較高的局部控制率，但是仍有部分患者療效受限[12]。目前認為，呼吸運動可影響腫瘤位移，促使照射偏差的發生，為NSCLC患者放療效果不佳的關鍵因素[13]。但是放療中靶區的移動并非呈線性改變，在呼氣末時相，靶區中心與模擬信號具有明顯的對應關系，這為ABC在SBRT中的應用提供了理論基礎[14]。通過明確FFF模式聯合ABC對SBRT早期NSCLC患者擺位誤差和劑量分布的影響，可為NSCLC患者的治療提供參考。

本研究發現，ABC組的GTV和PTV均低于對照組，這可能是由于ABC能夠通過對呼吸波的檢測，促使放射治療與呼吸周期的同步進行，使靶區在不同方向的移動范圍縮小，放療精度提高，PTV和GTV降低[15]。擺位誤差來源復雜，呼吸相擺位、右肺體積等均與擺位誤差明顯相關，研究發現，對擺位誤差進行控制，對于放療效果和減輕正常組織損傷均具有重要意義[16]。本研究發現，兩組頭腳誤差最大，這與既往報道相似[17]。這可能是由于即使已經進行了體位固定，但是患者姿勢發生稍微變化，即可促使頭腳方向位置的改變，對其頭腳方向難以做到與定位時一致等因素相關。本研究發現，ABC組的擺位誤差明顯更低，這可能是由于ABC組中主要是根據患者呼吸周期規律進行，選擇呼氣末3個時相，可使肺部體積增加，胸廓起伏較小，進而有助于擺位誤差的改善[18]。

目前認為，FFF模式下，可由于機頭散射等劑量的下降，導致全身劑量減少，與均整模式相比，具有較好的劑量學特征[19]。本研究發現，ABC組靶區Dmin、CI明顯更高，這可能是由于ABC組中納入了時間因素，能夠根據整個呼吸周期內靶區位移情況進行更為精準的治療，使劑量分布誤差下降，射野范圍明顯縮小，Dmin、CI增加。SBRT FFF模式下，單次治療劑量高，因此減少對正常組織的照射非常重要。本研究發現，ABC組OVR劑量和不良反應發生率明顯較低，這可能是由于與單獨FFF模式相比，ABC組是在呼氣末開始治療，該種情況下可降低呼吸運動對靶區位置的影響，使對正常組織的照射量下降，進而使放射性肺炎等的發生風險降低[20]。

綜上所述，FFF模式聯合ABC應用于早期NSCLC患者SBRT治療中，可有效縮小靶體積、擺位誤差，降低對OVR的照射量，且安全性好，值得臨床推廣。