系統(tǒng)擺位誤差對胰腺癌單弧VMAT劑量分布的影響

李丹明 孫濤? 穆慶霞 孫新臣

系統(tǒng)擺位誤差對胰腺癌單弧VMAT劑量分布的影響

李丹明 孫濤? 穆慶霞 孫新臣

目的 探討系統(tǒng)擺位誤差對胰腺癌單弧容積調(diào)強(qiáng)弧形放療（saVMAT）劑量分布的影響并確定臨床靶區(qū)（CTV）的外放邊界。方法 對9例局部晚期胰腺癌CTVs分別外擴(kuò)0mm、1.5mm，3mm，5mm和10mm形成計劃靶區(qū)（PTVs）。在計劃系統(tǒng)（TPS）中移動等中心，模擬三維空間0mm、3mm、5 mm的擺位誤差，在不改變射野分布和權(quán)重的情況下，重新計算劑量分布，比較等中心移動前后PTVs劑量分布的變化。結(jié)果 V95%和V105%隨系統(tǒng)誤差的增大而增大，左右及腹背方向劑量變化較小，頭足方向上較大。當(dāng)系統(tǒng)誤差＜3mm，PTVs的V95%隨著外放邊界的增大明顯增加，＞3mm后增加幅度較小； 對于V105%，當(dāng)系統(tǒng)誤差＞5mm， V105%增加幅度較小。結(jié)論 胰腺癌單弧VMAT放療時，5mm的CTVs-PTVs的外放邊界應(yīng)該是一個比較理想的值。

胰腺癌 單弧VMAT計劃 系統(tǒng)擺位誤差

容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（VMAT）是一種具有旋轉(zhuǎn)照射優(yōu)點的動態(tài)放療方式，通過改變機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度、多葉準(zhǔn)直器（MLC）形狀、劑量率等實現(xiàn)劑量的疊加和調(diào)整。與常規(guī)靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放療相比，VMAT的優(yōu)勢在于增加了適形度，減少了危及器官劑量，能量傳輸時間及機(jī)器跳數(shù)。研究表明［1］，胰腺癌術(shù)后VMAT較IMRT計劃相比，腫瘤的劑量分布和危及器官的劑量參數(shù)均相似或提高，而機(jī)器跳數(shù)及雙側(cè)腎臟的受照劑量減少。本文的目的在于定量采用不同的PTVs邊界，模擬系統(tǒng)擺位誤差胰腺癌VMAT的臨床靶區(qū)（CTV）的劑量覆蓋，從而確定胰腺癌放療時的外放標(biāo)準(zhǔn)。

1 臨床資料

1.1 一般資料 2012年1月到2013年5月本院收治的胰腺癌患者9例，其中男3例，女6例；年齡50～62歲，平均年齡51.5歲。所有患者經(jīng)病理檢查確診為導(dǎo)管腺癌，KPS≥80分，位于胰頭5例、胰頸4例。根據(jù)2010 美國癌癥聯(lián)合委員會（AJCC）分期，II期7例、III期2例。

1.2 方法 （1）同步化療：化療于放療前1 d開始，吉西他濱1.0g/m2，1次/周，持續(xù)靜脈滴注30min，連續(xù)5周；化療期間監(jiān)測血常規(guī)、腫瘤標(biāo)志物、大小便常規(guī)及肝腎功能變化。（2）靶區(qū)勾畫及劑量限制：所有患者均仰臥位，熱塑體膜固定，行增強(qiáng)CT掃描，5mm層厚。參考RTOG指南［2］勾畫CTVs和大體腫瘤體積（GTV），參考相關(guān)報道［3］，CTVs分別外擴(kuò)0mm，1.5mm，3mm，5mm和10mm形成PTVs，處方劑量為50.4Gy/28次，危及器官的耐受劑量參考相關(guān)報道［4］，靶區(qū)劑量要求＞95%的處方劑量覆蓋整個PTVs。（3）saVMAT計劃［1］：saVMAT計劃由單弧組成，每弧360°旋轉(zhuǎn)，沿逆時針方向。

1.3 模擬系統(tǒng)誤差對劑量分布的影響 參考資料［5，6］，在TPS中移動等中心，模擬右，左，后，前，頭，腳方向上的擺位誤差，分別為0mm、3mm和5 mm。在不改變射野分布和權(quán)重情況下，重新計算劑量分布。旋轉(zhuǎn)誤差不在本次研究討論之列。

1.4 計劃評估 比較移動等中心前后PTVs的V95%、V105%的變化［3］，并觀察其受系統(tǒng)誤差影響的變化。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS11.0軟件。對評估指標(biāo)進(jìn)行正態(tài)性分析，正態(tài)分布采用配對t檢驗， P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 胰腺癌saVAMT計劃CTVs-PTVs外放邊界與V95%和V105%的關(guān)系 見圖1。

圖1 胰腺癌saVAMT計劃CTVs-PTVs外放邊界與V95%和V105%的關(guān)系

2.2 胰腺癌患者不同系統(tǒng)誤差下不同外放邊界對PTVs劑量參數(shù)的影響 隨著系統(tǒng)誤差的增大，PTVs的V95%和V105%均隨之增大，當(dāng)外放邊界＞5mm時，PTVs的V95%和V105%比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。從變化趨勢來看，在頭足方向上的劑量差異變化較左右和前后方向大。見表1。

表1 胰腺癌患者不同外放邊界對PTVs劑量參數(shù)的影響（x±s）

3 討論

研究表明，相對于適形放療，擺位誤差對調(diào)強(qiáng)計劃劑量的影響更大，即調(diào)強(qiáng)放療對擺位誤差更為敏感［6］。Samuelsson［7］等計算出隨機(jī)誤差分別為2mm和4mm時，頭頸部腫瘤危及器官的外放邊界為1.5mm和3.0mm，并確認(rèn)為0.7*σ（隨機(jī)誤差）對于原發(fā)腫瘤的外放邊界是足夠的，而對預(yù)防性照射的CTV外放邊界是不足的。翟振宇等［8］認(rèn)為，90%劑量點位置的減小值只和隨機(jī)誤差大小有關(guān)，頭頸部腫瘤和胸腹部腫瘤放療時需設(shè)置ITV到PTV的外放間距分別為1.2和1.5倍的隨機(jī)誤差，而與野大小、能量和深度和外放間距的關(guān)系不大。因此，放療期間，如果無重復(fù)性較高的固定設(shè)備和擺位誤差糾正方案，在“理想”和實際的saVMAT計劃之間的差別是相當(dāng)大的。隨著擺位誤差的增加，腫瘤移出照射野外幾何體積的幾率明顯增加，正常組織受照射的劑量超過或低于預(yù)期。Hong［9］認(rèn)為，每天的位置移動可能會使DVH圖中GTV和CTV的坡度變緩，如果20%的腫瘤體積處方劑量＜1%，就會使預(yù)期的腫瘤控制率（TCP）降低約11%。因此，采用2.5*Σ+0.7δ的外放邊界確保99%的CTV接受95%的處方劑量。Ali AN等［1］的研究表明：雙弧VMAT和7野IMRT的PTV最大劑量、平均劑量、適形指數(shù)相仿，但前者機(jī)器跳數(shù)僅為后者50%。同時，VMAT降低了左腎 V25%，右腎的V15%、V20%和V25%的受照射劑量，因此，胰腺癌的VMAT計劃較IMRT有更好劑量分布，其腫瘤邊緣的劑量梯度更為“陡峭”，計劃質(zhì)量更高。

本資料結(jié)果顯示，V95%和V105%隨系統(tǒng)誤差的增大而增大，左右及腹背方向劑量變化較小，頭足方向上較大。當(dāng)系統(tǒng)誤差＜3mm，PTVs的V95%隨著外放邊界的增大明顯增加，＞3mm， 隨著系統(tǒng)誤差的增大，V95%增加幅度較小，即擺位誤差的改變對PTVs影響較小。而對于PTVs的V105%，當(dāng)擺位系統(tǒng)誤差＜5mm，其對V105%影響較大，但＞5mm后，隨著系統(tǒng)擺位誤差的增大，擺位誤差的改變對PTVs的V105%影響逐漸減小。作者認(rèn)為對胰腺癌行saVMAT放療時，CTVs外放PTVs時，5mm的外放邊界應(yīng)該是一個比較理想的值。

1 Ali AN, Dhabaan AH, Jarrio CS, et al. Dosimetric comparison of volumetric modulated arc therapy and intensity-modulated radiation therapy for pancreatic malignancies. Med Dosim,2012,37(3):271～275.

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3 Astreinidou E, Bel A, Raaijmakers CP, et al. Adequate margins for systematic set-up uncertainties in head-and-neck saVMAT. Int J Radiat Oncol Biol Phys,2005,61(3):938～944.

4 Brown MW, Ning H, Arora B, et al. A dosimetric analysis of dose escalation using two intensity-modulated radiation therapy techniques in locally advanced pancreatic carcinoma.Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2006,65(1):274～283.

5 王鑫,胡超蘇,應(yīng)紅梅,等.擺位系統(tǒng)誤差對鼻咽癌放療劑量分布的影響. 中國癌癥雜志,2008,18(8):620～625.

6 李丹明,孫新臣,葛曉林,等.擺位誤差對胰腺癌同步推量調(diào)強(qiáng)計劃劑量分布的影響. 臨床腫瘤學(xué)雜志,2013,18 (11):1013～1018.

7 Samuelsson A,Mercke C,Johansson KA. Systematic set-up uncertainties for saVMATin the head and neck region: effect on dose distribution. Radiother Oncol, 2003,66(3):303～311.

8 翟振宇.擺位隨機(jī)誤差對劑量分布的影響.中華放射腫瘤學(xué)志,2008,17(4):312～315.

9 Hong TS, Tomé WA, Chappell RJ,et al. The impact of daily set-up variations on head-and-neck intensity-modulated radiation therapy.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2005,61(3):779～788.

210029 南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射治療科

*通訊作者