首次IMRT治療前行MV-CBCT掃描擺位誤差的觀察分析

作者單位：310022 浙江省腫瘤醫院

汪文軍

我國惡性腫瘤的發病率呈現上升趨勢。放射治療是惡性腫瘤的主要治療手段之一，隨著醫學影像學與放射治療技術的不斷發展與完善，放療已經全面進入精確放療時代［1］。調強放療（IMRT）已經成為主流治療手段，其靶區范圍內的劑量遵照處方設計分布，高劑量曲線應盡量適形靶區的形狀，劑量曲線的梯度變化較大［2-3］。擺位的誤差可因放療設備、擺位方法等因素而不同，在放療治療中為消除由擺位誤差造成的放療劑量位移需要設置適合的臨床靶壓（CTV）外擴計劃靶區（PTV）邊界值。本文分析MV-CBCT掃描校正擺位誤差效果，并了解不同部位腫瘤、不同軸間的誤差值差異性，以為今后IMRT治療擺位提供參考。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選擇2016年1月至2017年6月本院首次接受IMRT治療的患者98例，其中頭部腫瘤43例，男28例，女15例；年齡23～79歲，平均（61.74±8.57）歲。胸部腫瘤55例，男29例，女26例；年齡24～81歲，平均（62.67±8.61）歲。

1.2 方法 設備為醫科達Synergy直線加速器，內置兆伏級錐形束CT非晶硅型平板探測器；飛利浦16排CT模擬機；飛利浦Pinnacle 3型放療計劃系統；新華SLIE模擬機；三利熱塑膜及醫用型有機玻璃板等。治療方法：（1）CT模擬定位：頭頸部腫瘤的患者使用頭罩、頭頸肩、頸胸熱塑膜，胸部腫瘤使用身體熱塑膜，根據患者的照射區域調整膜的上下邊緣。選取舒適的頭枕妥善固定患者頭部，幫助患者調整體位達到舒適要求，制作形成個體化的定位裝置。患者平臥于CT定位儀下進行定位，以1mm直徑的鉛點于前、左右側標記體表中心，使用激光燈進行定位線標記，以螺旋CT模擬機進行掃描并獲取圖像，將獲取的圖傳輸至飛利浦Pinnacle 3放療計劃系統中。（2）勾畫靶區設計放療方案：由患者的主治醫師勾畫放療靶區、累及范圍，確認無誤后物理師制定IMRT方案。（3）擺位校正，于SLIE模擬機下依據患者定位的體位妥善固定，調整三維激光燈使激光線與定位線最大限度重疊，按照IMRT方案移床，標記出校位線，對比0°、90°、270°源皮距誤差。（4）獲取MV-CBCT圖像，CT定位圖像、放療方案均傳輸至Synergy直線加速器；完成首次擺位后調整三維激光燈使燈線與校位線完全重疊，觀察照射野的形狀，以IGRT技術使用加速器的MV-CBCT完成容積成像，將其與CT定位圖像匹配。（5）圖像匹配，采取自動、手動聯合配準方法，首先行骨性匹配，如頭部枕骨、頸胸部相關椎體等，配準后將獲取的圖像與加速器中的放療方案內CT定位圖像進行詳細對比，觀察水平面、冠狀面、矢狀面的解剖結構的重合程度，依據腫瘤的形狀、大小及其與周圍器官、組織間的位置關系進行手動配準以獲得最理想的重合效果。圖像配準完成后，系統可自動計算出X軸（左右）、Y軸（前后）、Z軸（頭腳）的平移校正數據，實現三維移床校正后開始IMRT治療。

1.3 數據分析 所有患者于首次IMRT治療前均行MV-CBCT掃描完成位置校正，并記錄校正前誤差與校正后誤差。比較頭頸部腫瘤患者、胸部腫瘤患者行MV-CBCT掃描前、后的擺位誤差值，觀察MV-CBCT掃描后頭部腫瘤與胸部腫瘤擺位誤差值的差異性及X軸、Y軸、Z軸間誤差值的差異性。

1.4 統計學方法 采用SPSS 19.0統計軟件。計量資料以（±s）表示，兩組間比較用t檢驗；多組間比較用One-Way ANOVA檢驗，進一步兩兩對比用LSD-t分析，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 頭頸部腫瘤擺位誤差 見表1。

表1 頭頸部腫瘤擺位誤差MV-CBCT校正前后比較［mm，（±s）］

表1 頭頸部腫瘤擺位誤差MV-CBCT校正前后比較［mm，（±s）］

時間 X軸 Y軸 Z軸校正前 1.41±0.11 1.96±0.21 0.97±0.12校正后 0.98±0.09 1.23±0.14 0.69±0.11 t值 29.951 28.633 17.027 P值 0.000 0.000 0.000

2.2 胸部腫瘤擺位誤差 見表2。

表2 胸部腫瘤擺位誤差MV-CBCT校正前后比較［mm，（±s）］

表2 胸部腫瘤擺位誤差MV-CBCT校正前后比較［mm，（±s）］

時間 X軸 Y軸 Z軸校正前 1.62±0.23 2.14±0.36 1.21±0.28校正后 1.11±0.18 1.29±0.25 0.79±0.19 t值 17.287 19.199 12.287 P值 0.000 0.000 0.000

2.3 不同部位腫瘤IMRT首次治療MV-CBCT校正后擺位誤差比較 IMRT首次治療MV-CBCT校正后胸部腫瘤擺位誤差高于頭頸部腫瘤，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表 3。

表3 不同部位腫瘤首次IMRT治療MV-CBCT校正后擺位誤差比較［mm，（±s）］

表3 不同部位腫瘤首次IMRT治療MV-CBCT校正后擺位誤差比較［mm，（±s）］

組別 X軸 Y軸 Z軸頭頸部腫瘤 0.98±0.09 1.23±0.14 0.69±0.11胸部腫瘤 1.11±0.18 1.29±0.25 0.79±0.19 t值 6.395 2.073 4.509 P值 0.000 0.039 0.000

2.4 各軸間誤差比較 見表4、圖1。

表4 IMRT首次治療MV-CBCT校正后各軸間誤差對比［mm，（±s）］

表4 IMRT首次治療MV-CBCT校正后各軸間誤差對比［mm，（±s）］

組別 n 擺位誤差X軸 98 0.81±0.22 Y軸 98 1.10±0.11 Z軸 98 0.68±0.12 F值 10.797 P值 0.001

圖1 各軸間擺位誤差均值圖

3 討論

IMRT是惡性腫瘤治療中一項應用較為廣泛的精確放療技術，不僅需要將放療方案的照射野形狀與三維勾畫靶區形狀保持一致，且要對每個照射野中的子野射線輸出劑量進行調整［4］。以使靶區內的劑量均衡，靶區與累及器官、周圍正常組織之間劑量應形成陡峭分布，方可在放療的同時盡量減少不良反應、放射損傷的發生或降低發生的程度［5-6］。臨床放療治療過程中放療方案以靜態CT的定位圖像作為基礎，但實際放療時，患者相對定位的體位移動、腫瘤的相對位置變化、加速器的誤差及操作過程的擺位誤差均可使放療過程中出現不可避免的細微誤差。這種細微誤差在精準放療過程中可以導致腫瘤靶區劑量的不足，也可導致高劑量靶區的偏移而形成周圍組織或器官的放射性損傷［7］。擺位誤差包含系統誤差與隨機誤差兩方面。系統誤差是由IMRT設備、操作人員的技術水平及主觀標準所形成，操作人員的因素可通過標準的細化、技術水平的提高而縮小。系統誤差主要對放療方案等劑量線、靶區相對位置變化及放療方案中全部單次放療均產生影響，對于IMRT的精準度影響較大。隨機誤差為偶發性誤差，發生于單次放療中，主要與擺位技術、患者體形及皮下脂肪等變化、腫瘤大小及形態等變化及組織器官的位移相關。通過相關技術、經驗以及維護等方法可將隨機誤差盡量縮小。

近年來，醫學影像學引導放療技術已經成為一項前沿研究項目，其自帶MV-CBCT掃描是校正擺位誤差的一種主要方法，應用MV-CBCT掃描能夠于放療開始前將誤差盡量縮小，最大程度的糾正靶區漏照與正常組織照射過量的問題。IMRT中首次擺位是后續放療的基準具有極其重要的意義，不僅體現操作人員的技術水平，更是放療效果及放療不良反應、放射損傷的直接影響因素。

本資料顯示，頭頸部腫瘤患者、胸部腫瘤患者首次IMRT治療前行MV-CBCT掃描校正擺位誤差后，其擺位誤差均顯著縮小，表明MV-CBCT掃描對于糾正擺位誤差具有明確作用。MV-CBCT掃描校正后，頭頸部腫瘤患者擺位誤差小于胸部腫瘤患者。MV-CBCT掃描校正后X軸、Z軸的誤差低于Y軸，而X軸誤差與Z軸誤差間差異無統計學意義，提示在首次IMRT治療前擺位時應重點關注前后向擺位的誤差。分析上述誤差發生的原因，作者認為與以下幾點有關：（1）頭頸部腫瘤的患者受到顱底骨的解剖結構限制，器官的可移動度小，每次擺位時的重復性良好，因此誤差較小。（2）胸部腫瘤的患者在擺位可受到體膜形狀的改變，心跳、呼吸等內臟正常運動的影響，定位后患者因疾病造成的體形變化，皮下脂肪含量的變化，皮膚牽拉性及雙上肢固定的準確度等諸多因素的影響，從而使胸部腫瘤患者的誤差較高。（3）Y軸的誤差值較高主要可與患者的呼吸運動、心跳運動等有關。

綜上所述，首次IMRT治療的擺位對于首次IMRT治療及后續治療均具有重要意義，應用MV-CBCT掃描校正擺位能夠盡量縮小擺位誤差。胸部腫瘤患者的擺位誤差較頭頸部腫瘤患者高，可通過多次行MVCBCT掃描等方法盡量縮小擺位誤差；Y軸的誤差高于X軸、Z軸在IMRT過程中應給予重點關注，可通過適度屏息等方法盡量縮小誤差。