肺癌放療擺位誤差及其對劑量分布的影響

于雪飛

（中國科學(xué)院腫瘤與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所<中國科學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院><浙江省腫瘤醫(yī)院> 浙江 杭州 310022）

1.資料與方法

1.1 一般資料

選擇2018年1月—6月在我院進行治療的肺癌患者共25例，所有患者均經(jīng)組織或細胞學(xué)檢驗確認為惡性腫瘤，且肺癌早期患者均拒絕接受手術(shù)治療，KPS評分均≥70。25例患者當中，一共有13例男性患者，12例女性患者，患者的年齡區(qū)間為51歲至82歲，中位數(shù)為66歲。中心型肺癌12例，周圍型肺癌13例。

1.2 方法

首先患者需雙手交叉并且抱肘，置于前額，仰臥在定為固定板上，使用熱塑體膜進行固定，并進行參考定位標記，進行連續(xù)的CT掃描，掃描層厚度為5mm，同時對患者注射碘海醇血管增強劑，最后將CT掃描的圖像信息上傳到計劃系統(tǒng)當中。由兩名及以上具有豐富勾畫靶區(qū)經(jīng)驗的醫(yī)生進行靶區(qū)勾畫。當完成計劃后由主治醫(yī)生進行計劃的確認，最后將計劃CT圖像和患者信息傳輸至加速器治療機內(nèi)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS21.0軟件對數(shù)據(jù)進行收集分析，當兩者之間差異P＜0.05時，表明差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2.結(jié)果

2.1 擺位誤差及分析

對25例患者進行了共計180次的圖像引導(dǎo)CT掃描。經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后，左右方向的擺位誤差為（-0.17±3.29）mm，頭腳方向的擺位誤差為（-0.47±5.38）mm，前后方向的擺位誤差為（-2.52±2.21）mm；如果只單純考慮誤差數(shù)值大小則為，左右方向（2.36±2.28）mm，頭腳方向（4.12±3.45）mm，前后方向（2.92±1.74）mm；左右方向的最大絕對值為12mm，頭腳方向的最大絕對值為20mm，前后方向的最大絕對值為7mm。其中在第1、3、5次的錐形束CT圖像引導(dǎo)掃描當中發(fā)現(xiàn)3個方向的擺位誤差和平均值之間相比不存在差異，3次錐形束掃描左右方向的擺位誤差與平均值分別為2.27mm、2.31mm、1.92mm以及2.13mm；3次錐形束掃描頭腳方向的擺位誤差與平均值分別為3.67mm、4.23mm、4.86mm以及4.07mm；3次錐形束掃描前后方向的擺位誤差與平均值分別為2.53mm、3.04mm、2.51mm以及2.73mm，詳細數(shù)據(jù)見表1。

表1 3次CBCT3個方向擺位誤差與平均值比較（mm）

進一步將患者的擺位誤差分為3mm以下，3mm至5mm以及5mm以上，對比發(fā)現(xiàn)擺位誤差小于3mm有3例患者，該組患者的95%受量比值為96.7%；擺位誤差在3mm～5mm間的患者有16例，該組患者的95%受量比值為92.8%；擺位誤差大于5mm有6例患者，該組患者的95%受量比值為73.5%，詳細數(shù)據(jù)見表2所示。通過實驗數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，頭腳方向擺放誤差的大小與患者的性別以及右肺體積大小相關(guān)，且主要表現(xiàn)為女性較大而男性卻較小，右肺體積則表現(xiàn)為體態(tài)較為高瘦的患者體積較大而誤差較小，相反的矮胖的患者則體積較小但誤差較大。

表2 患者擺位誤差及計劃靶體積95%受量（%）

2.2 擺位誤差對劑量分布影響

通過模擬患者未移床時候的劑量分布，通過數(shù)據(jù)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在95%PTV受量方面，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，主要劑量分布參數(shù)如表3所示。

表3 患者未移床受照劑量與原計劃比值（±s，%）

表3 患者未移床受照劑量與原計劃比值（±s，%）

劑量參數(shù)比值FP肺V3103.5±6.20.010.912肺V10102.9±8.30.010.933肺V2094.7±14.80.020.872肺V30111.2±49.70.060.829肺平均劑量102.6±10.10.030.903脊髓每立方厘米劑量97.5±7.30.020.896 95%計劃靶體積90.2±9.87.010.013計劃靶體積平均劑量98.2±18.00.280.584 95%大體腫瘤體積95.3±3.71.730.197大體腫瘤體積平均劑量99.2±1.30.120.735

3.討論

圖像引導(dǎo)放射治療技術(shù)是建立在三維適行放射治療技術(shù)以及調(diào)強放射治療技術(shù)之上的一種新型放射治療技術(shù)，它通過將放射治療機與影像系統(tǒng)設(shè)備相互結(jié)合，在對患者進行治療之前，通過收集患者相關(guān)的影像圖片學(xué)信息，來判斷實際靶區(qū)是否與治療前計劃靶區(qū)相一致，校正兩者靶區(qū)之間的擺位誤差，為后續(xù)的放射治療提供更加精準有效的治療[1]。有專家學(xué)者通過對29例患者進行了共計213次的CBCT掃描以及137次的EPID擺位誤差以后，認為兩者對于擺位誤差的修正效果相同[2]。Hawknes通過對23例食管癌患者進行擺位誤差研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CBCT掃描結(jié)果擺位誤差會略大于EPID，但兩者之間的數(shù)據(jù)差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義[3]。本次結(jié)果的擺位誤差大多在5mm以內(nèi)，尤其以頭腳方向的擺位誤差最為明顯，因為熱塑體膜只能對患者的前后及左右方向進行固定，患者難以在前后和左右方向發(fā)生位移，而相對應(yīng)的患者的頭腳方向是開放的如果患者的皮膚出現(xiàn)了松弛或者因為保持定位的姿勢稍微發(fā)生變化，都可能會造成頭腳方向數(shù)據(jù)的偏差。擺位誤差方向則主要在前后方向上的表現(xiàn)較為明顯，這也與患者的呼吸動度相關(guān)聯(lián)，患者的呼吸帶動胸部輪廓產(chǎn)生起伏最終影響了水平標記線出現(xiàn)波動，而技術(shù)員則主要通過參照患者的呼氣規(guī)律進行擺位。相關(guān)研究結(jié)果表明了頭腳方向擺放誤差的大小與患者的性別以及右肺體積大小相關(guān)，且主要表現(xiàn)為女性較大而男性卻較小，右肺體積則表現(xiàn)為體態(tài)較為高瘦的患者體積較大而誤差較小，相反的矮胖的患者則體積較小但誤差較大。因為心臟在占據(jù)了左肺當中相當一部分的位置，而心臟的大小不一也相對應(yīng)抵消了左肺體積的差異。本次結(jié)果顯示，無論哪一方向的擺位誤差或者平均值都不存在差異。有學(xué)者對127例頸部腫瘤患者進行錐形束CT圖像引導(dǎo)掃描，一共掃描了832次[4]，除去首次掃描可能出現(xiàn)的誤差之外，其余次數(shù)的誤差均值均不存在差異，這一結(jié)論也與本次過程當中所得出的結(jié)論相似[5]。這也說明了不同的患者因為自身因素的影響所導(dǎo)致的擺位誤差大小也不相同，一般圍繞著以自身為基準的上下進行一定程度的波動，這也表明如果某位患者在前幾次的擺位誤差上存在著較大的差值，可以嘗試通過移動熱塑體膜上的標記來減少掃描的擺位誤差。

與傳統(tǒng)的常規(guī)放射治療相比，擺位誤差對于精準治療所帶來的影響更加惡劣，醫(yī)師治療前期的計劃制定的劑量分布僅為理想模型，由于存在著實際擺位當中的誤差，在放射治療過程當中可能放射治療分布于設(shè)想計劃當中的會有一定程度的區(qū)別[6]。本次實驗通過模擬了25例肺癌患者在未移床時的劑量分布以及計劃劑量之間的對比分布可以發(fā)現(xiàn)，在臨床上是屬于允許的誤差范圍之內(nèi)的，僅有95%的PTV受量減少這一項具有統(tǒng)計學(xué)意義；在分層分析上顯示，任意方向上的擺位誤差一旦大于5mm，都會對患者的計劃靶區(qū)劑量分布產(chǎn)生影響。由于患者的腫瘤位置不同，可能出現(xiàn)的移動方向也不同，也對正常組織帶來了一定程度的影響。

從上述分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨機誤差以及系統(tǒng)誤差對于劑量分布不同的影響是有一定程度的差異的。系統(tǒng)誤差是具備有一定的規(guī)律和重復(fù)性的，主要是由于操作設(shè)備本身的精度下降以及不同操作技術(shù)員的擺位經(jīng)驗不同所造成的，劑量分布的影響則相當于移動了整體的劑量曲線，可能會對某些患者帶來較大的影響，特別是如果將靶區(qū)移出高劑量照射范圍的時候[7]。相對應(yīng)的，隨機誤差則主要存在著一定的偶然性，主要是因為設(shè)備的不穩(wěn)定，在對患者進行擺位的過程當中患者體位出現(xiàn)了變動，或者是技術(shù)員出現(xiàn)了操作失誤，隨機誤差可能出現(xiàn)在不同的單一放療或者不同的方向當中[10]，僅僅對射野邊緣的劑量分布造成了一定程度的模糊，結(jié)果會導(dǎo)致高劑量去邊緣劑量有所降低，而相對應(yīng)的對患者的影響較小[8]。Herk通過模擬邊界及誤差之間的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，補償系統(tǒng)誤差所需的邊界要遠大于補充隨機誤差所需的邊界[9]。

綜上所述，通過熱塑體膜對患者進行固定的肺癌擺位誤差主要在5mm以內(nèi)，且在y軸方向上的誤差最大，當任一方向上的誤差大于5mm時，會對PTV的受量產(chǎn)生一定程度的影響。