基于IGRT技術的宮頸癌調強治療擺位誤差重復性研究

方燕青，倪 敏，陳榕欽，柏朋剛，瞿宜艷，陳文娟，倪曉雷

(1福建省腫瘤醫院 放療科，福建福州350014;2福建省龍巖市第一醫院 放療科，福建龍巖364000)

基于IGRT技術的宮頸癌調強治療擺位誤差重復性研究

方燕青1，倪 敏1，陳榕欽1，柏朋剛1，瞿宜艷1，陳文娟1，倪曉雷2

(1福建省腫瘤醫院 放療科，福建福州350014;2福建省龍巖市第一醫院 放療科，福建龍巖364000)

目的:利用IGRT技術采集的宮頸癌調強放射治療前三次的擺位誤差，研究宮頸癌的擺位重復性。方法:入組17例進行調強放射治療的宮頸癌患者。治療的前三次進行錐形束CT掃描，配準獲得患者的擺位誤差。分析擺位誤差的變化和對三天之內的數據進行兩兩配對t檢驗，以獲得宮頸癌擺位的重復性規律。結果:數值絕對值矯正后，平移的誤差中沿著患者頭腳方向的誤差大于另外兩個方向的誤差。任意兩組的對比均無統計學意義。結論:宮頸癌擺位中應特別注意沿身體頭腳方向的平移誤差。治療中的擺位重復性無規律。再次擺位并沒有減少擺位差。應進行多次的CBCT掃描及體位矯正。

宮頸癌;IGRT;擺位誤差;重復性

近年來，隨著圖像引導技術 (Image－guided radiotherapy，IGRT)在放射治療中的引入，大大提高了調強放射治療 (intensity－modulated radiotherapy，IMRT)的治療準確性。宮頸癌放射治療的發展是有許多爭議的，主要因為宮頸癌在放射治療的過程中由于膀胱的充盈度，小腸的移動，直腸的排空與否等多種原因造成很難保證宮頸癌腫瘤和危及器官的劑量的準確性。另外因為盆腔的外輪廓由于皮膚的拉伸等原因也造成的擺位誤差的增大。甚至有臨床醫生建議不使用IMRT技術來進行宮頸癌放射治療。而IGRT技術很好給予解決此問題的可行方案［1～3］。然而在臨床實踐中如何使用IGRT技術，即如何來設定錐形束CT(Cone－beam CT，CBCT)及配準的頻率也是一個很有爭議的問題。本研究對于宮頸癌調強放射治療開始的三次的CBCT配準的擺位誤差進行分析研究，以期給出合理掃描及配準頻率。

1 材料與方法

1.1 病例基本資料

入組2013年1～12月，宮頸癌IMRT治療患者17例。患者采用仰臥位使用加熱塑型腹部網罩固定在底板上，然后進行CT模擬定位掃描 (掃描層厚5mm);將CT圖像通過網絡傳輸至Pinnacle放射治療計劃系統 (版本9.2)，并參考相關影像資料進行靶區及危及器官勾畫，然后采用7野方案對患者進行治療計劃設計。

1.2 CBCT掃描機配準

在 Elekta Synergy(VMAT)加速器下使用CBCT系統的XVI(X－ray volume image)軟件來獲取患者的擺位圖像。掃描參數設置:濾線器F1，準直器M20，曝光條件為120kV，657mA，掃描角度為360°。采用中等分別率重建方式。采用灰度配準。配準框設定范圍為腫瘤及其附近的骨性結構。每個患者前三次治療均有掃描CBCT圖像并進行了配準。共計獲取擺位誤差51組。最后比較每個患者的每日誤差與其他天的差異。

1.3 統計分析

統計分析采用SPSS17.0軟件包，選用配對t檢驗對患者的前三次治療誤差的左右平移 (Tx)，頭腳平移 (Ty)，前后平移 (Tz);沿相應三個軸向的旋轉 (Rx，Ry，Rz)進行對比分析。為了分析的需要所有誤差數值均矯正為絕對值。

2 結果

2.1 三次平移誤差

平移誤差結果如圖1所示。規定第1，2，3天的沿左右軸平移用Tx1，Tx2，Tx3.其他類似頭腳為Ty，前后軸為Tz。平移配對t體檢驗。Tx1對Tx2:t =0.41(P=0.68);Tx1對 Tx3:t=1.02(P= 0.32);Tx2對Tx3:t=1.31(P=0.21)。Ty1對 Ty2:t=0.89(P=0.38);Ty1對Ty3:t=0.14(P =0.89);Ty2對Ty3:t=1.38(P=0.18)。Tz1對Tz2:t=1.35(P=0.20);Tz1對Tz3:t=0.43(P =0.66);Tz2對Tz3:t=0.76(P=0.46)。統計學上任意兩組之間對比均無意義。通過絕對值矯正后的平移誤差的平均值及標準差 (見表1)。

圖1 患者三次平移的誤差

表1 絕對值矯正后的平移誤差平均值及標準差

2.2 三次旋轉誤差

繞三個相應軸的旋轉如圖2所示。相應的旋轉表示為Rx，Ry，Rz。旋轉各軸的配對t體檢驗。Rx1對Rx2:t=0.60(P=0.56);Rx1對Rx3:t= 0.11(P=0.91);Rx2對Rx3:t=0.71(P=0.49)。Ry1對Ry2:t=0.85(P=0.41);Ry1對Ry3:t= 0.38(P=0.71);Ry2對Ry3:t=1.57(P=0.14)。Rz1對Rz2:t=1.86(P=0.0.08);Rz1對Rz3:t= 1.45(P=0.17);Rz2對Rz3:t=0.24(P=0.81)。統計學上任意兩組之間對比均無意義。通過絕對值矯正后的旋轉誤差的平均值及標準差 (見表2)。

圖2 患者三次三個相應軸旋轉的誤差

表2 絕對值矯正后的旋轉誤差平均值及標準差

3 討論

IGRT技術是近年來發展起來的新技術。主要是利用治療時獲取的患者實際體位圖像數據與治療計劃的CT圖像進行配準，以便得到患者的的擺位誤差，然后通過各種機械的方式進行誤差的校準，最終達到提高治療精確性的目的。而兩組圖像的配準對于誤差的影響有關鍵性的作用。楊海松等［4］對于灰度配準和骨配準的方式進行了比較。雖然使用骨配準有明顯的縮短時間的作用。但是本研究中還是使用灰度配準的方式。因為在實踐中發現，患者的股骨頭在擺位中發生了明顯的空間移位。如果使用骨配準，在骨頭配準準確無誤后，腫瘤或外輪廓會有較大的誤差。因此建議應該主要使用灰度配準，然后參考檢查骨頭的配準情況來得到正確的擺位誤差。

無可置疑，IGRT技術可以大大提高腫瘤治療的準確性。但是對于CBCT掃描的頻率和對誤差矯正的次數，還有比較大的爭議。在本醫院，臨床實踐中僅在IMRT治療的第一次進行CBCT掃描和體位矯正。觀點是第一獲取的誤差可以對于以后的治療次數進行參考。在本研究中可以看到在平移的誤差 (見表1)中沿著患者頭腳方向的誤差大于另外兩個方向的誤差。應該引起足夠的重視。原因是采用網罩本身的原因造成的。因為對于患者左右和前后軸向網罩都能很好的限制，但是頭腳方向需要患者躺在其中，無法限制而有比較大的誤差。除了這一規律以外，任意兩次的對比中，其均無統計學意義。從某種程度說，宮頸癌患者IMRT治療的擺位誤差是隨機性的。其并不會因為有的第一擺位，在第二次擺位中會減少誤差。基于此，建議在條件允許時，應該盡量采用多次CBCT掃描和體位矯正。

本研究僅使用了治療的前三次的擺位誤差進行分析。主要是宮頸癌在IMRT治療的進行中體型有較大變化。如本研究的數據所示。而隨著患者治療的進行。患者體重和外輪廓的變化等將對于擺位誤差產生更大的影響。使用前三次的擺位誤差主要是減少這些因數的影響。而從另外的方面也說明在治療中的應該盡可能多的 CBCT掃描配準和體位矯正。

本研究已經盡可能的避免了膀胱的充盈度，小腸的移動，直腸的排空與否等因數的影響。在治療前的固定的時間進行喝水保證膀胱的充盈度。同一天安排相近時間治療，盡量保持直腸的排空的程度。但是依然擺位誤差沒有很好的規律性。或許使用最新的自適應放射治療技術才能解決這一問題。

［1］王多明，秦永輝，古麗娜·庫爾班，等.宮頸癌在圖像引導調強放療中擺位誤差的分析［J］.新疆醫科大學學報，2012，35(3):288－292，296.

［2］綦向.圖像引導下的宮頸癌自適應調強放射治療［J］.中醫臨床研究，2014，6(27):139－141.

［3］烏曉禮，王利華，索志敏，等.應用錐形束CT分析宮頸癌放射治療中的擺位誤差［J］.內蒙古醫科大學學報，2013，6:438－441.

［4］楊海松，聶曉歷，劉利彬，等.不同匹配方式對宮頸癌圖像引導放射治療擺位誤差的影響［J］.福建醫藥雜志，2012，34(2):103－105.

Investigation of the frequency of setup correction for cervical cancer during image－guided radiotherapy in intensity－modulated radiotherapy

FANG Yan－qing1，NI Min1，CHEN Rong－qin1，BAI Peng－gang1，QU Yi－yan1，CHEN Wen－juan1，NI Xiao－lei2
(1Department of Radiation Oncology，Fujian Provincial Cancer Hospital，Fuzhou，Fujian，350014，China; 2Department of Radiation Oncology，Longyan first hospital of Fujian，Longyan，Fujian，364000，China)

Objective:To investigate the frequency of setup correction for cervical cancer during image－guided radiotherapy(IGRT)in intensity－modulated radiotherapy(IMRT).Methods:17 patients with cervical cancer were treated by IMRT and IGRT. Cone－beam CT(CBCT)were acquired at the first，second and third fraction.CBCT and planning CT were registered and got the setup errors.The errors were done the statistic analysis using paired t－test.Results:Using absolute value of setup errors，The average value of y－axis shift(superior－inferior direction)was obviously larger than other axes.There are no significant in statistics for any two groups of setup error.Conclusion:We must pay attention to the shift of y－axis for cervical cancer during image－guided radiotherapy.The setup error was at random each fraction.So we must scan more times using CBCT and correct setup errors to get accurate treatment.

Cervical cancer;Image－guided radiotherapy;Setup error;Frequency

R737.33

A

1002－2376(2015)03－0015－03

2014－12－08