基于電子射野影像裝置的EDose5.0系統(tǒng)在鼻咽癌ⅤMAT計(jì)劃三維劑量驗(yàn)證的可行性

黃建，王志

1.郴州市第一人民醫(yī)院院前急救科，湖南郴州423000；2.湘南學(xué)院附屬醫(yī)院全科醫(yī)療科，湖南郴州423000

前言

鼻咽癌治療中腫瘤病灶的放射劑量精準(zhǔn)度必須達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，否則直接影響最終治療效果，同時(shí)也容易發(fā)生腫瘤原發(fā)灶局部復(fù)發(fā)或放射性并發(fā)癥等情況，由此可能影響腫瘤治療效果［1］。有文獻(xiàn)報(bào)道照射劑量的精準(zhǔn)度是如何直接影響放療治療效果的［2］。與一般調(diào)強(qiáng)放射治療比較，容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（ⅤMAT）方案應(yīng)用期間，劑量控制情況與速度等可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整，而此種操作對(duì)于放療的精準(zhǔn)度具有較高要求［3］?；诖?，ⅤMAT 計(jì)劃前，應(yīng)該在加速器上對(duì)治療計(jì)劃做實(shí)際三維劑量驗(yàn)證，確保治療計(jì)劃的精準(zhǔn)度。本研究以15例鼻咽癌患者為例，經(jīng)由一系列驗(yàn)證對(duì)比，分析EDose5.0 系統(tǒng)在鼻咽癌患者ⅤMAT計(jì)劃三維劑量驗(yàn)證中的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年3月～2019年3月期間在郴州市第一人民醫(yī)院接受治療的15例鼻咽癌患者作為觀察對(duì)象。其中，男9例，女6例；年齡36～57 歲，平均年齡（45.26±3.14）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：所有患者均已行ⅤMAT。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)同意。

1.2 方法

1.2.1 ⅤMAT 計(jì)劃15例鼻咽癌患者均采用頭頸肩熱塑模固定，行CT 定位，將圖像傳輸至計(jì)劃系統(tǒng)，放療醫(yī)生勾畫靶區(qū)及危及器官，填寫治療計(jì)劃申請(qǐng)單，物理師制作計(jì)劃。ⅤMAT計(jì)劃在Pinnacle9.10放療計(jì)劃系統(tǒng)（TPS）設(shè)計(jì)完成，應(yīng)用到的技術(shù)主要為同步加量雙弧照射技術(shù)，治療床角度調(diào)整為0°。

1.2.2 設(shè)備和系統(tǒng)主要應(yīng)用的設(shè)備為Ⅴarian 公司生產(chǎn)的基于EPID 的EDose5.0 系統(tǒng)、瑞典ScandiDos 公司生產(chǎn)的P 型半導(dǎo)體三維劑量驗(yàn)證系統(tǒng)（Delta4）、美國(guó)Sun Nuclear 公司生產(chǎn)的N 型半導(dǎo)體三維劑量驗(yàn)證系統(tǒng)（ArcCHECK）。

1.2.3 方法（1）基于EPID的EDose5.0系統(tǒng)三維劑量驗(yàn)證測(cè)量：開始測(cè)量之前對(duì)平板進(jìn)行校準(zhǔn)，避免探測(cè)器中的暗電流造成影響。在無(wú)模體基礎(chǔ)上采集ⅤMAT放療計(jì)劃中射野劑量圖像，結(jié)合獲取到的圖像在軟件系統(tǒng)應(yīng)用翻卷機(jī)與卷積算法在CT 定位圖像中重建體內(nèi)三維劑量分布，與TPS核算的三維劑量分布作出對(duì)比，最終明確驗(yàn)證通過(guò)率。（2）Delta4 與ArcCHECK 三維劑量驗(yàn)證測(cè)量：本組15例患者計(jì)劃移植到Delta4 與ArcCHECK 的CT 掃描模體中。選擇2 mm 網(wǎng)絡(luò)分辨率核算出相應(yīng)模體三維劑量的分布情況，驗(yàn)證測(cè)量期間將兩種探測(cè)器分別放置到加速器治療床上。在相應(yīng)測(cè)量軟件中收集患者計(jì)劃驗(yàn)證數(shù)據(jù)，與TPS 核算的三維模體劑量分別對(duì)比，獲取不同γ分析標(biāo)準(zhǔn)下的驗(yàn)證通過(guò)率。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件處理和分析數(shù)據(jù)，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用配對(duì)t檢驗(yàn)，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同三維驗(yàn)證系統(tǒng)通過(guò)率

分析標(biāo)準(zhǔn)為3%/3 mm、最小閾值為10%，ⅤMAT計(jì)劃的通過(guò)情況較為理想，通過(guò)率達(dá)到95%之上，符合臨床治療過(guò)程的需要。標(biāo)準(zhǔn)提升下，不同三維劑量驗(yàn)證系統(tǒng)通過(guò)率不斷減少，兩者之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。見表1。

表1 3種三維劑量驗(yàn)證系統(tǒng)在不同γ分析標(biāo)準(zhǔn)下的通過(guò)率（%）Tab.1 Passing rates measured by different three-dimensional dose verification systems under different γ analysis standards(%)

2.2 3種三維驗(yàn)證系統(tǒng)在不同γ通過(guò)率下比較

如表2所示，分析標(biāo)準(zhǔn)為3%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm、2%/1 mm 時(shí)，EDose5.0 與Delta4 或ArcCHECK 對(duì)比無(wú)顯著差異（P＞0.05），而分析標(biāo)準(zhǔn)為3%/1 mm時(shí)，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。分析標(biāo)準(zhǔn)為2%/3 mm、1%/3 mm、1%/2 mm、1%/1 mm時(shí)，EDose5.0對(duì)比Delta4有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05），但EDose5.0對(duì)比ArcCHECK無(wú)顯著差異（P＞0.05）。

3 討論

鼻咽癌屬于發(fā)生在鼻咽腔頂部與側(cè)壁上的惡性腫瘤，患者可出現(xiàn)閉塞、聽力下降、頭痛等臨床表現(xiàn)。鼻咽癌引發(fā)原因眾多，包括遺傳因素與病毒感染及環(huán)境因素等［4］。在環(huán)境因素方面，有關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，到國(guó)外生活的中國(guó)人鼻咽癌死亡率在遺傳代數(shù)下逐漸下降，提示環(huán)境因素可能會(huì)影響鼻咽癌的發(fā)生率［5］。流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，長(zhǎng)期食用腌制食物會(huì)在一定程度上增加鼻咽癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)［6］。在鼻咽癌診斷中，需要做前鼻鏡檢查、鼻咽鏡檢查、病理檢查、CT 掃描等［7］。關(guān)于鼻咽癌的治療以放射治療為主，若條件不允許則可采用化學(xué)藥物治療與手術(shù)治療方案［8］。外科手術(shù)屬于非主要治療方案，在特殊情況下選擇，適應(yīng)征為鼻咽部局部性病變經(jīng)放療后不消退或是復(fù)發(fā)［9］。針對(duì)局部晚期鼻咽癌，有學(xué)者在研究中指出，若單純給予放療干預(yù)，則復(fù)發(fā)率及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率均無(wú)法控制，進(jìn)而影響到此類患者的生存率［10］。多年來(lái)臨床醫(yī)學(xué)水平的不斷提升，推動(dòng)著影像技術(shù)和放療技術(shù)的持續(xù)完善，在腫瘤局部控制率上得到顯著提升，但是遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移依然屬于治療失敗的主要因素［11］。從多年臨床病例統(tǒng)計(jì)情況進(jìn)行分析，有超過(guò)90%的鼻咽癌患者屬于低分化鱗癌，屬于惡性腫瘤，但對(duì)于化療的敏感性較強(qiáng)，為此，化療屬于此類患者的優(yōu)先選擇全身性治療方案，能夠有效殺滅腫瘤，同時(shí)解決亞臨床轉(zhuǎn)移灶［12］。多年來(lái)有大量學(xué)者針對(duì)鼻咽癌的有效治療方案進(jìn)行了不同方向的研究，其中，有部分學(xué)者認(rèn)為，針對(duì)疾病不同階段的患者需要選擇差異化的治療方案，早期鼻咽癌患者可采用單純放療方案，中晚期鼻咽癌患者則需要采用放化療聯(lián)合方案［13］。針對(duì)局部晚期鼻咽癌患者的治療方案選擇，有多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，同期放化療聯(lián)合輔助化療的治療效果較為全面，且安全性較高，有助于提升患者10年生存率，同時(shí)也有助于控制局部復(fù)發(fā)率［14］。輔助化療是在腫瘤做手術(shù)治療或放療前后，進(jìn)行化療，達(dá)到輔助治療的效果［15］。

表2 EDose5.0、Delta4、ArcCHECK互相配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Results of paired t-test on EDose5.0,Delta4 and ArcCHECK

EPID 是應(yīng)用探測(cè)器矩陣在射野出束方向獲取圖像的成像系統(tǒng)，在其早期出現(xiàn)時(shí)主要應(yīng)用在X線放射治療射野驗(yàn)證上，后期在相關(guān)技術(shù)的不斷完善下，其應(yīng)用范圍也得到進(jìn)一步延伸［16］?，F(xiàn)代被應(yīng)用到臨床醫(yī)學(xué)中的EPID具有著可重復(fù)檢測(cè)、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、使用便捷等優(yōu)勢(shì)，為此被廣泛應(yīng)用［17］?；谝陨媳姸鄡?yōu)勢(shì)，促使EPID 在劑量驗(yàn)證中得到廣泛應(yīng)用。有學(xué)者指出，在基于EPID 的ⅤMAT 二維劑量驗(yàn)證中，在3%/3 mm 與2%/2 mm分析標(biāo)準(zhǔn)下，EPID與德國(guó)PTW 公司的驗(yàn)證系統(tǒng)結(jié)果對(duì)比，EPID 在調(diào)強(qiáng)放療二維劑量驗(yàn)證中具有一定可行性［18］。分析標(biāo)準(zhǔn)為3%/3 mm、最小閾值為10%，鼻咽癌患者ⅤMAT計(jì)劃的通過(guò)情況較為理想，通過(guò)率達(dá)到95%之上，符合臨床治療過(guò)程的需要。而在標(biāo)準(zhǔn)提升下，不同三維劑量驗(yàn)證系統(tǒng)通過(guò)率不斷減少，兩者之間存在著負(fù)相關(guān)關(guān)系［19］。選擇存在差異的調(diào)強(qiáng)計(jì)劃驗(yàn)證γ 通過(guò)率標(biāo)準(zhǔn)能夠檢測(cè)治療計(jì)劃的誤差來(lái)源與其影響。有報(bào)道顯示分析標(biāo)準(zhǔn)為3%/3 mm 與10%最小閾值，驗(yàn)證通過(guò)率比較符合臨床所需，而88%的通過(guò)率屬于最低標(biāo)準(zhǔn)，此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定也比較適合應(yīng)用到其他研究中［10］。本次研究還發(fā)現(xiàn)，EDose5.0與Delta4系統(tǒng)在各分析標(biāo)準(zhǔn)下，驗(yàn)證系統(tǒng)結(jié)果之間不存在明顯差異，EDose5.0與ArcCHECK 只有在3%/1 mm 標(biāo)準(zhǔn)下驗(yàn)證結(jié)果之間存在著明顯差異。本研究驗(yàn)證系統(tǒng)建立在EPID基礎(chǔ)上，射野劑量圖像反投影掌握入射通量，參考患者CT解剖圖像重建了機(jī)體內(nèi)劑量分布情況。隨著γ 分析標(biāo)準(zhǔn)的改變，相應(yīng)的驗(yàn)證系統(tǒng)結(jié)果也會(huì)呈現(xiàn)出一定差異，而3%/3 mm 與3%/2 mm 標(biāo)準(zhǔn)被認(rèn)為是比較理想的設(shè)定。

綜上所述，基于EPID 的EDose5.0 系統(tǒng)在鼻咽癌患者ⅤMAT 計(jì)劃三維劑量驗(yàn)證中具有可行性，有助于保障驗(yàn)證精準(zhǔn)度。