鼻咽癌容積調(diào)強(qiáng)放療過程中不同治療時(shí)間點(diǎn)的下頸部位置誤差比較研究*

余榮春 石錦平 滕建建 張利文 薛玉蘭 何燕燕 何錦潮 梁少波

廣東省佛山市第一人民醫(yī)院腫瘤中心放射物理科 528000

鼻咽癌是我國華南地區(qū)常見的一種惡性腫瘤[1]，目前采用的治療手段主要為放射治療，主要治療部位為鼻咽原發(fā)灶和頸部淋巴區(qū)。臨床上常使用容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放射治療(Volumetric Modulated Arc therapy，VMAT)，可以使鼻咽和頸部淋巴結(jié)獲得良好根治劑量，同時(shí)降低腦干、脊髓等重要器官的受照射劑量[2-4]。

為了確保患者的治療方案被正確執(zhí)行，在直線加速器進(jìn)行放射治療時(shí)，放射治療師根據(jù)患者接受模擬CT定位時(shí)確定的體位對(duì)患者進(jìn)行擺位。鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療的體位固定采用的是頭頸肩熱塑固定技術(shù)，這種技術(shù)通常在患者治療前根據(jù)患者的體型與體位進(jìn)行個(gè)性化塑模。Cone-Beam CT (CBCT)技術(shù)被引入獲取患者治療時(shí)的影像信息，在圖像匹配軟件中與計(jì)劃CT影像配準(zhǔn)，計(jì)算出患者治療體位與CT模擬定位時(shí)的體位偏差數(shù)值，從而確定擺位誤差。臨床上可接受的治療時(shí)體位與CT模擬定位的體位差異為3mm[5]。

目前，臨床上多采用驗(yàn)證頭部擺位誤差的方法評(píng)估整個(gè)頭頸部的擺位誤差，然而經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著放療療程的進(jìn)行，患者的體重以及解剖結(jié)構(gòu)都會(huì)發(fā)生變化。頸部尤其是下頸部位置(C5～C7)與CT模擬定位時(shí)確定的治療位置可能會(huì)發(fā)生較大變化，這可能導(dǎo)致下頸部淋巴靶區(qū)受到欠量照射、而頸部正常組織和脊髓等危及器官則可能因?yàn)槲恢闷疃艿礁邉┝空丈洌绊懟颊咧委熜Ч２簧僮髡咭呀?jīng)研究過頭部擺位誤差的范圍以及原因，但對(duì)下頸部的擺位誤差，特別是治療過程中不同時(shí)間點(diǎn)的擺位差異關(guān)注較少。

現(xiàn)階段我院主要采用VMAT(瓦里安Rapid Arc)放療技術(shù)對(duì)鼻咽癌患者進(jìn)行治療[6]，并采用CBCT技術(shù)進(jìn)行擺位驗(yàn)證。為了確定鼻咽癌容積調(diào)強(qiáng)放療期間不同治療時(shí)間點(diǎn)的下頸部位置誤差，本研究擬采用比較不同治療時(shí)間的CBCT圖像與CT模擬定位的體位差異，分析鼻咽癌下頸部的位置誤差以及隨放療療程推進(jìn)的變化趨勢(shì)，為臨床確定下頸部計(jì)劃靶區(qū)(PTV)外放范圍以及療程中是否需要進(jìn)行計(jì)劃修改提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 隨機(jī)選取2018年1—12月在本院接受容積調(diào)強(qiáng)放射治療的100例鼻咽癌患者作為研究對(duì)象。所選患者均進(jìn)行容積調(diào)強(qiáng)放射治療，且頭部擺位誤差均<3mm。

1.2 設(shè)備 Philips大孔徑CT模擬機(jī)；Eclipse13.5治療計(jì)劃系統(tǒng)；美國Varian公司生產(chǎn)，具有KV-CBCT圖像引導(dǎo)系統(tǒng)的trilogy直線加速器；瓦里安Offline Review13．0圖像匹配軟件，配準(zhǔn)精度為0.1cm。

1.3 方法

1.3.1 體位固定與CT模擬定位：所有患者均采取仰臥舒適體位，男患者不穿上衣，剃平頭。女患者穿薄患者服，留短發(fā)。利用頭頸肩面罩加真空袋固定方式塑模，然后在CT模擬定位機(jī)掃描床上放置好體位固定板和真空袋，囑咐患者按舒適體位躺下，輕輕蓋上面罩，在面罩上做好三個(gè)激光十字標(biāo)記，進(jìn)行平掃加增強(qiáng)CT掃描。技師將采集的CT定位圖像由CT工作站傳至Varian 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中， 然后在計(jì)劃系統(tǒng)中將平掃和增強(qiáng)CT圖像進(jìn)行圖像融合。醫(yī)生在病房的工作站上調(diào)取圖像，根據(jù)患者病情和以往治療經(jīng)驗(yàn)勾勒靶區(qū)。

1.3.2 計(jì)劃設(shè)計(jì)：物理師根據(jù)醫(yī)生處方要求在Eclipse 13．5治療計(jì)劃系統(tǒng)中制定容積調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃。計(jì)劃設(shè)計(jì)包含兩條射野弧(一條弧固定準(zhǔn)直器角度340°，機(jī)架角度從181°到179°順時(shí)針旋轉(zhuǎn)放療；另一條弧固定準(zhǔn)直器角度20°，機(jī)架角度從179°到181°，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)放療)，均利用6MV光子線醫(yī)治。經(jīng)主管醫(yī)生評(píng)估劑量，通過計(jì)劃后簽名確認(rèn)。

1.3.3 計(jì)劃執(zhí)行及數(shù)據(jù)收集：計(jì)劃均通過Varian公司的Aria放療網(wǎng)絡(luò)傳至Trilogy加速器上執(zhí)行。鼻咽癌患者通常要接受33次放射治療，本研究把鼻咽癌放療期間不同時(shí)間分成前、中、后三個(gè)階段以保證時(shí)間均勻分布，分三次共三組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。首次放療、第12次放療、第22次放療時(shí)在Trilogy直線加速器上利用機(jī)載KV級(jí)CBCT圖像引導(dǎo)設(shè)備采集圖像。在瓦里安圖像配準(zhǔn)軟件中進(jìn)行下頸部腹背(VRT)、頭腳(LNG)、左右(LAT)三個(gè)方向跟CT定位掃描圖像配準(zhǔn)，得到各方向的位置偏移誤差。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 利用SPSS20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析：(1)分析下頸部在腹背(VRT)、頭腳(LNG)、左右(LAT)三個(gè)方向的平均擺位誤差(∑)、標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)及統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。然后根據(jù)CTV外擴(kuò)PTV經(jīng)驗(yàn)公式MPTV=2．0∑+0．70σ[7]計(jì)算各治療時(shí)間點(diǎn)的MPTV值，并比較分析。(2)對(duì)各擺位誤差進(jìn)行概率分布統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算通過率(≤3mm數(shù)目/總數(shù)目)。

2 結(jié)果

2.1 擺位誤差結(jié)果與分析 表1為對(duì)100例患者的第1、12、22次CBCT圖像分析得到的頸部位置的擺位誤差統(tǒng)計(jì)以及對(duì)應(yīng)MPTV計(jì)算結(jié)果。VRT、LNG、LAT三個(gè)方向的平均擺位誤差±標(biāo)準(zhǔn)偏差(mean±SD)分別為：(1.46±1.45)mm、(1.10±0.99)mm、(1.61±1.37)mm。三個(gè)方向?qū)?yīng)的MPTV分別為3.94mm、2.89mm、4.18mm。所有數(shù)據(jù)以臨床要求的3mm允許擺位誤差為檢驗(yàn)值進(jìn)行單樣本t檢驗(yàn),所有數(shù)據(jù)的P值都<0.05，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。各方向的MPTV值均隨治療時(shí)間點(diǎn)的推移有所增大，如圖1所示。

表1 100例患者的擺位誤差及MPTV值統(tǒng)計(jì)

圖1三個(gè)方向的MPTV隨治療次數(shù)變化示意圖

2.2 頻率統(tǒng)計(jì) 表2為對(duì)各方向的擺位誤差出現(xiàn)概率的統(tǒng)計(jì)。從合計(jì)結(jié)果來看，VRT、LNG及LAT方向擺位誤差≤3mm的通過率分別為90.6%、98.3%、90.6%,擺位誤差≤4mm的通過率分別為96.0%、100%、97.0%。隨著治療時(shí)間的推進(jìn)，部分患者會(huì)出現(xiàn)超過6mm的較嚴(yán)重的頸部擺位誤差。VRT、LNG及LAT三個(gè)方向的誤差概率分布如圖2所示，符合正態(tài)分布。

3 討論

表2 VRT、LNG、LAT三個(gè)方向擺位誤差及通過率統(tǒng)計(jì)

圖2VRT、LNG、LAT三個(gè)方向的擺位誤差頻數(shù)分布圖。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，容積調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)以高靶區(qū)劑量以及陡峭的劑量梯度落差特點(diǎn)已在鼻咽癌治療中被廣泛認(rèn)可和推廣。為了確保這些先進(jìn)技術(shù)在臨床實(shí)際治療過程中被實(shí)現(xiàn)，擺位誤差精度變得尤為重要。隨著頭頸肩面罩的應(yīng)用和CBCT圖像引導(dǎo)技術(shù)的開展，頭部位置誤差基本能控制在2mm范圍內(nèi)[8]。但鼻咽癌治療過程中，計(jì)劃靶區(qū)還包括頸部淋巴區(qū)域，且照射劑量通常高達(dá)60Gy，而脊髓作為串聯(lián)器官，臨床允許最大耐受劑量一般為45Gy[5]。因此，過大的頸部擺位誤差不僅會(huì)降低淋巴區(qū)域照射劑量，降低治療效果，而且也會(huì)增加脊髓受高劑量照射風(fēng)險(xiǎn)[9]。

本文通過分析下頸部不同方向和不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的擺位誤差，詳細(xì)了解下頸部位置誤差的變化趨勢(shì)。MPTV結(jié)果顯示，初次治療時(shí)MPTV的范圍為2.7～3.7mm，基本符合3mm的臨床擺位精度要求。而隨著治療時(shí)間的推進(jìn)，腹背(VRT)和左右(LAT)方向的MPTV變化明顯，均>4mm。因此，根據(jù)Stroom等[7]對(duì)MPTV的定義，頸部CTV外擴(kuò)PTV的距離在VRT和LAT方向采用4mm可能為最佳選擇。表2對(duì)誤差統(tǒng)計(jì)的概率分布以及通過率結(jié)果也支持了這一結(jié)論。擺位誤差≤4mm通過率在VRT和LAT方向分別為96%和97%，遠(yuǎn)高于≤3mm的通過率90.6%。外擴(kuò)4mm的距離對(duì)于脊髓仍然在劑量可接受的保護(hù)范圍內(nèi)。因此，對(duì)左右和腹背方向CTV至PTV區(qū)域的適當(dāng)擴(kuò)大，既能保證淋巴靶區(qū)區(qū)域接收足夠的劑量照射，又能確保對(duì)脊髓危及器官的保護(hù)。

在治療中后期，筆者也發(fā)現(xiàn)了少部分患者頸部位置出現(xiàn)了較大的位置誤差(>6mm，2倍于臨床允許擺位誤差)，由于中后期患者通常會(huì)出現(xiàn)體重下降、頸部體積縮小等特征，無法正確通過擺位誤差值判斷該患者是否得到正確治療，因此建議結(jié)合CBCT影像與劑量分布進(jìn)行評(píng)估確定是否需要進(jìn)行計(jì)劃修改。其他一些研究也對(duì)較大頸部擺位誤差的改進(jìn)提出了很好的改進(jìn)建議[10]。

綜上所述，本研究通過對(duì)100例鼻咽癌患者的下頸部擺位誤差的研究了解發(fā)現(xiàn)95%以上的患者頸部位置誤差可以控制在4mm范圍內(nèi)，因此建議對(duì)下頸部腹背和左右方向?qū)嵭?mm MPTV，對(duì)>4mm擺位誤差的患者建議結(jié)合CBCT影像劑量分布評(píng)估，確定是否需要修改計(jì)劃。