早期左側乳腺癌術后錐形束CT引導下VMAT擺位誤差致靶區及危及器官受照劑量變化研究

羅惠煌 童遠和 王永斌

乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤，隨著外科手術方式的不斷改進，以及放射治療技術的發展，早期乳腺癌保乳術后加術后放射治療被證實療效并不遜色于乳腺癌根治術[1]，因左側乳腺癌保乳術后放療，靶區包廓左乳、左側胸壁、鎖骨上下區、腋窩等，心臟、雙肺等鄰近器官將受不同程度的照射，故而精準擺位、精確放療是術后放療照射時應基本要求。錐形束CT（CBCT）是一種X線發生器以較低射線量圍繞投照體做環形數字式投照的計算機重組斷層影像設備，設備體積小、與直線加速器完美整合，具有較高的空間分辨率，可以在線校準擺位誤差[2]。容積旋轉調強治療（VMAT）是乳腺癌放療先進照射技術，有效提高了靶區適形性、均勻性，有研究證明，其劑量率高可有效縮短治療時間，從而減少患者由于治療時間過長而導致的分次內擺位誤差，有效地提高工作效率[3]。故而本文進一步研究早期左側乳腺癌保乳術后患者在CBCT引導下行VMRT放療因擺位誤差而導致靶區劑量學變化和危及器官受量的變化。現具體闡述如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年2月-2020年2月于筆者所在醫院接受CBCT引導下VMAT治療的62例早期左側乳腺癌保乳術后患者作為研究對象，術后病理均為早期浸潤性導管癌或小葉癌。納入標準：TNM分期為Ⅰ、Ⅱ期的乳腺癌保留乳房手術后患者；保乳術后擬行全乳及瘤床推量容積放射治療；卡氏（KPS）評分≥80分，無心肺功能障礙患者無慢性心肺疾病，通氣功能基本正常；上臂上舉外展自如，能夠充分暴露患側乳腺。排除標準：合并嚴重心、肺、肝器質性疾病；放療過程中放棄；遠處轉移或復發。年齡33～61歲，中位年齡45歲。本次研究經醫院倫理委員會批準。所有患者自愿接受KV-CBCT圖像引導放療，并簽署知情同意書。

1.2 方法

（1）計劃設計。患者仰臥位，雙側上肢外展上舉以充分暴露患側乳腺，真空墊固定，定好等中心點，使用激光燈準直照射前正中線、腋中線進行3個“十”字標記，分別于標記處放置小鉛點。囑患者自由呼吸，利用GE大孔徑寶石CT進行掃描，平均掃描層厚5 mm，層距5 mm。掃描結束后，將圖像傳至醫科達Oncentra治療計劃系統。由主管醫生勾畫全乳靶區（CTV），CTV邊緣外擴5 mm定義為計劃靶區（PTV）、瘤床靶區（GTV）及危及器官（OAR）。計劃采用VMAT放療，射野角度為 140°～320°，弧長 180°，處方劑量為 PTV 50 Gy/25f、計劃術腔大體腫瘤外擴體積（PGTVtb）10 Gy/5 f，要求95%靶區體積達到處方劑量。（2）圖像獲取與誤差修正。本院使用醫科達直線加速器的CBCT影像系統進行掃描，首次掃描，線上校正，并做好3個“十”字標記，中心打激光點，以后每次掃描時在“十”標記點上貼好小鉛點，每個入組患者均掃描5次CBCT，為治療首次和1次/周擺位完成采用KV-CBCT掃描。在X-VI工作站中采集的CBCT三維圖像與計劃圖像進行手動或自動灰度配準，獲取患者實際靶區中心位置與治療計劃靶區中心位置在左右（X）、頭腳（Y）、腹背（Z）方向的三維偏差數據，每位患者VMAT放療中均行5次CBCT引導并在線記錄并自動校正擺位誤差，每個入組患者獲取5套CBCT三維圖像，共有310套掃描圖像及數據。（3）模擬計算照射劑量。在Oncentra治療計劃系統中以計劃CT圖像作為參考圖像，將CBCT圖像分別與對應的模擬定位CT融合，把CBCT圖像上的三個同中心激光點上貼的三粒標記金屬鉛珠與模擬定位CT圖像上金屬鉛珠重疊配準對應起來，才完成位置標記點配準，映射CT圖像上做新的治療計劃，把已經勾畫好靶區和危及器官CBCT重建圖像上的感興趣區（ROI）圖像全部映射到模擬定位CT上，定位CT產生了新的靶區和危及器官圖像，將原來模擬定位CT標準治療計劃、設計方案復制移植到新的靶區和危及器官圖像中，保證等中心位置、射野弧度、處方劑量、權重等計劃參數保持一致，每例患者產生5組新治療計劃。用本院開發的軟件Hotscripts腳本在Oncentra治療計劃系統中直接導出模擬計劃研究相關的所有需要的參數，經過數學累積平均處理，將初始標準計劃與存在擺位誤差照射的相關參數對比分析。

1.3 觀察指標

使用瓦里安專用的分析軟件，分別得到在左右方向（X）、腹背方向（Y）、頭腳方向（Z）方位上的擺位誤差，觀察乳腺癌放射治療中擺位誤差對危及器官與靶區劑量影響情況。本研究選擇的腫瘤靶區參數包括：計劃靶區（PTV）平均劑量（Dmean），2%、5%、95%和98%的計劃靶區受照射劑量D2%、D5%、D95%和D98%（D2%、D5%、D95%和D98%分別為PTV 2%、5%、95%和98%體積的最小劑量）等。危及器官（OAR）參數包括雙肺V20、V30、V40，心臟 V20、V30，其中 V20、V30、V40分別代表危及器官受照劑量超過20、30和40 Gy的體積百分比。

1.4 統計學處理

本研究數據借助SPSS 24.0統計學軟件進行統計分析，計量資料采用（±s）表示，組間采用配對t檢驗；計數資料以率（%）表示，采用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 首次擺位誤差

本研究中62例早期乳腺癌保乳術后患者共獲取62套首次擺位CBCT掃描圖像，結果顯示在左右方向（X）、腹背方向（Y）、頭腳方向（Z）首次擺位誤差分別為（3.42±0.88）、（3.81±1.68）、（2.83±0.91）mm，見表 1。

表1 各個方向擺位誤差絕對值 mm

2.2 患者不同時間擺位誤差比較

糾正后患者首次擺位誤差值低于糾正前擺位誤差值，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2；治療時患者擺位誤差值低于糾正后擺位誤差值，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表2 62例患者糾正前后首次擺位誤差比較 [mm，（±s）]

表2 62例患者糾正前后首次擺位誤差比較 [mm，（±s）]

時間 X（左右） Y（腹背） Z（頭腳）糾正前 3.42±0.88 3.81±1.68 2.83±0.91糾正后 1.72±0.63 1.83±0.96 1.33±0.57 t值 17.730 11.811 15.961 P值 0.000 0.000 0.000

表3 62例患者糾正后擺位誤差與治療時擺位誤差比較[mm，（±s）]

表3 62例患者糾正后擺位誤差與治療時擺位誤差比較[mm，（±s）]

時間 X（左右） Y（腹背） Z（頭腳）糾正后 1.61±0.62 1.72±0.89 1.31±0.54治療時 1.03±0.11 0.94±0.36 0.78±0.44 t值 5.045 4.450 4.168 P值 0.000 0.000 0.000

2.3 標準擺位與誤差擺位PTV劑量比較

誤差擺位 PTV D2%、D5%、D95%、D98%、Dmean均低于標準擺位，差異均有統計學意義（P＜0.05），見表4。

2.4 標準擺位與誤差擺位OAR劑量比較

誤差擺位雙肺V20、V30、V40及心臟V20、V30均高于標準擺位，差異均有統計學意義（P＜0.05），見表5。

表4 62例患者標準擺位與誤差擺位PTV劑量比較 [Gy，（±s）]

表4 62例患者標準擺位與誤差擺位PTV劑量比較 [Gy，（±s）]

治療計劃 D2% D5% D95% D98% Dmean標準擺位 57.30±1.16 54.22±1.38 64.48±1.03 67.13±1.55 58.37±1.86誤差擺位 54.89±1.23 52.91±2.11 62.31±0.76 63.57±1.43 56.42±2.13 t值 11.224 4.091 13.348 13.292 5.430 P值 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

表5 62例患者標準擺位與誤差擺位OAR劑量比較 [%，（±s）]

表5 62例患者標準擺位與誤差擺位OAR劑量比較 [%，（±s）]

治療計劃 肺V20 肺V30 肺V40 心臟V20 心臟V30標準擺位 16.47±1.32 11.24±2.16 6.49±1.28 7.23±1.15 2.65±0.74誤差擺位 19.65±1.65 13.75±2.58 7.28±1.31 9.36±1.06 3.21±0.56 t值 11.850 5.874 3.049 10.724 4.752 P值 0.000 0.000 0.003 0.000 0.000

3 討論

在早期左側乳腺癌保乳術后放療的研究中，受多種因素的影響，如身材肥胖、乳房豐滿體積大、體位固定的舒適性，自我控制能力、胸廓呼吸、技師的單次操作責任心、設備性能等因素，擺位時不可避免會出現體位偏差，很難保證患者擺位時體位的重復性、一致性，李棟慶等[4]研究乳腺癌保乳術后VMAT經CBCT監測擺位誤差，發現Y軸（腹背方向）擺位誤差數值最大，腹背方向主要存在身體不自主運動、乳房自由移動空間較大、平臥左右不對稱，從而導致腹背方向誤差較大。本研究結果顯示，誤差擺位PTV D2%、D5%、D95%、D98%、Dmean均低于標準擺位，誤差擺位雙肺V20、V30、V40及心臟V20、V30均高于標準擺位。孫海濤等[5]研究顯示VMAT雖有更好的靶區適形度、靶區劑量更加均勻，但出現擺位的誤差可能導致靶區漏照或增加危及器官的劑量受照體積。相關研究報道了乳腺癌放療由于各種因素的擺位誤差導致需要臨床靶區PTV錯位未能接受足量的照射靶區劑量不足，進而危及器官受照區域體積增加，引起心、肺等危及器官輻射劑量增加，靶區劑量不足會造成局部控制率下降、復發率升高，而危及器官受過多的照射會導致心、肺器官等遠期并發癥增加，影響患者的生活質量[6]；王娜[7]研究表明在左側乳腺癌保乳術后患者進行術后放療中，標準治療計劃與實際治療中靶區PTV劑量并不一致，而是低于計劃需要給予的劑量，同時雙肺V20、V30及心臟V20、V30均高于計劃劑量。治療中采用CBCT采用錐形束CT線上掃描，CBCT具較高的空間分辨力，能夠快速度得到靶區及危急器官解剖結構三維圖像[8-9]，可以及時校正擺位誤差、形變誤差，故而在CBCT引導下行VMAT放療，可一定程度上減少其擺位誤差，提高放療精度，降低危及器官的受照劑量，這與李喜紅[10]研究結論具有一致性。

綜上，采用KV-CBCT圖像引導，并進行在線校正擺位誤差，可在一定程度上減少擺位誤差，進而可使靶區受到的實際照射更加準確，減少了毗鄰正常組織器官的受照量，讓靶區適形性提高，使靶區內部劑量分布更加均勻。