食管癌放療過程中食管移動度分析

張云波，李 敬，鄭麗萍，李錦秋，張建光，于會明

食管癌為常見惡性腫瘤之一，發病率和死亡率分別占全部腫瘤的第七位和第六位[1]。放療是食管癌主要治療手段之一[2]。頸段食管癌以放療作為首選治療手段，胸段食管癌除cT1b/T2N0低危的患者可以直接采用食管癌切除術，其余cT1b-4a、N0-N+無遠處轉移食管癌采用新輔助放化療聯合根治術[3-5]。隨著放療技術的提高，放療要求也越來越精準。器官運動是產生誤差的一個主要方面。目前CBCT(cone-beam CT)廣泛應用于放射治療過程中目標驗證、治療計劃修改和圖像引導，對器官運動和擺位誤差監測也更加方便[6-7]。確定器官運動范圍為臨床醫師靶區勾畫提供了重要參考。目前可采用各種辦法控制因呼吸運動導致的器官運動，如肺臟和肝臟放療中采用了呼吸門控、4D-CT(four-dimensional computed tomography)及腹部壓板等技術來控制呼吸對器官運動的影響。而對食管癌放療中食管的活動度研究較少。食管容易受到呼吸運動、心臟運動、消化道生理運動及進食影響而發生位置改變。本研究通過測量食管位置來分析食管在左右方向和前后方向的活動度，現報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料選擇我院2020年1月至2020年4月接受放療的食管癌患者17例，其中男性10例，女性7例；年齡48～75(63.5±8.42)歲；病理類型均為鱗癌。見表1。

表1 17例食管癌患者臨床特點

1.2 體位固定和治療方法應用CT模擬定位，全部患者定位前禁飲食6 h以上，采用仰臥位，熱塑膜固定。CT平掃和增強掃描，掃描層厚為3～5 mm。必要情況下應用MRI和/或PET-CT掃描與定位CT進行圖像融合?；颊卟捎肐MRT(intensity-modulated radiotherapy)或VMAT(volumetric modulated arc therapy)治療，每周應用CBCT進行位置驗證。

1.3 測量方法觀察食管兩個維度的變化，即左右維度和前后維度，通過兩個維度的變化模擬食管的各向動度。以隆突層面作為基準層面，以脊柱正中線與脊柱前緣水平線垂直點為零刻度點。在脊柱前緣水平線方向測量食管與零刻度點距離，測得兩組數據。一組位于左側為正值，另一組位于右側為負值。通過脊柱正中線測量食管與零刻度點距離。測得另兩組數據，一組位于前方為正值，另一組位于后方為負值。見圖1。根據定位圖像及CBCT圖像測量食管位置，每位患者記錄4次測量數據。

圖1 測量示意圖

1.4 統計學分析應用SPSS 25軟件進行統計分析，對左右兩側值和前后兩側值分別進行比較。對兩組差值進行正態性檢驗。若符合正態分布應用配對t檢驗，如不符合正態分布應用秩和檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

通過測量，左右方向最大值為2.61 cm，最小值為-1.51 cm，最大差值為2.53 cm，最小差值為0.3 cm。食管位于最左側均值為1.40 cm，最右側均值為0.34 cm。通過對兩組差值進行Shapiro-Wilk檢驗P=0.18，符合正態分布。對食管位置比較進行配對t檢驗，兩組比較差值為(1.069±0.577)cm，95%CI為0.771～1.365 cm，t=7.630，P<0.001。見圖2。

圖2 食管左右方向運動

在前后方向最大值為1.93 cm，最小值為-0.63 cm，最大差值為1.22 cm，最小差值為0 cm。食管位于最前側均值為0.98 cm，最后側均值為0.57 cm。通過對兩組差值進行Shapiro-Wilk檢驗P=0.05，根據Q-Q圖像判斷認為符合正態分布。對食管位置比較，兩組比較差值為(0.414±0.278)cm，95%CI為0.271～0.557 cm，t=6.153，P<0.001。見圖3。

圖3 食管前后方向運動

3 討論

圖像引導的放療(image-guided radiation therapy,IGRT)在食管癌治療中應用非常普遍。目前通常用千伏級(kV)CBCT或二維透視骨性標記對治療計劃進行驗證[8]。精準放療技術，如IMRT和VMAT可提供更好的劑量分布和降低正常危及器官受量，同時治療過程中腫瘤位置的變化和腫瘤體積的縮小會對靶區產生影響[9]。提高腫瘤定位的準確性，可減少放射對周圍正常組織的影響。然而，呼吸導致的腫瘤運動給靶區定位帶來挑戰[10-12]。

食管活動可由蠕動、呼吸運動和心臟跳動引起，主要是由呼吸運動導致[2,13]。Lone Hoffmann等對食管運動受呼吸運動和心臟跳動的影響進行了研究，通過CBCT來收集運動范圍，總體平均移動范圍左右方向2.9 mm，頭腳方向8.8 mm和前后方向4.1 mm；呼吸運動導致食管平均移動位置左右方向為2.7 mm，頭腳方向為8.4 mm，前后方向為3.5 mm；心臟跳動導致食管平均移動位置左右方向為1.0 mm，頭腳方向為1.5 mm，前后方向為1.4 mm[14]?？梢姾粑\動對食管移動影響較大，特別是在頭腳方向。國外有研究食管移動度在側方、頭腳方向和前后方向分別為(3.5±1.8)mm、(8.3±3.8)mm和(4.0±2.6)mm[13]。唐源等對食管胃結合部腺癌通過鈦夾標記測量腫瘤分次內移動度在左右、腹背、頭腳方向上分別為(0.92±0.95)mm、(2.27±2.73)mm和(9.95±5.48)mm，腫瘤分次間移動度在左右、腹背、頭腳方向上分別為(6.56±4.19)mm、(5.69±3.29)mm和(6.49±4.37)mm[15]。有研究比較了自由呼吸和屏氣狀態下的食管移動，發現屏氣技術在食管癌放療中可減少位置移動[16]。

本研究對食管左右和前后方向進行測量，在隆突層面食管位置多位于左側脊柱前方，少數情況位于右側，僅有1例患者在一次測量中位于脊柱前緣后方。在本研究中食管左右方向的移動較前后方向明顯，考慮食管后方為脊柱，限制了在前后方向的移動，在不同測量層面也會導致研究結果的差異。有研究基于隆突和基于骨性解剖定位驗證的比較，與骨性標記相比，基于隆突的定位驗證靶區覆蓋降低了8%。腫瘤完全局限于胸中段時，隆突定位驗證可能稍微有利[17]。準確勾畫放療靶區可以提高腫瘤控制和降低毒性反應[18-19]。通過測量食管動度對勾畫靶區有重要意義，勾畫靶區時需要考慮器官的運動情況。根據國際輻射單位和計量委員會(International Commission Radiological Units,ICRU)第62號和第83號報告，內靶體積(internal target volume,ITV)是指由于人體內部器官運動所形成的體積和形狀的變化范圍[20-21]。ITV須將所有呼吸因素考慮進去，包括呼吸運動中腫瘤變形。在食管癌放療中很少勾畫ITV，所以在靶區勾畫時應當考慮到食管的運動。食管癌應該有兩個ITV，包括GTV外擴的ITV和CTV(clinical target volume)外擴的ITV。食管癌的運動不像肺癌運動存在規律性，本研究采取的4個時間節點也不能代表食管運動的最大范圍。在調強放療中，GTV給量時應當考慮食管運動情況，防止脫靶。

本研究中測量食管在左右和前后方向上的位置移動，用定位圖像和CBCT圖像難以測量在頭腳方向移動。食管在頭腳方向也存在移動，有研究者通過置入定位標記進行三維方向測量食管移動。食管癌大體腫瘤近端和遠端的94%的亞臨床病灶在3 cm以內，97%的亞臨床病灶在5 cm之內[3，22]。CTV勾畫在頭腳方向會適當外擴，這也會降低頭腳方向移動帶來的影響。隨著放療技術提高，靶區的準確性越來越受到重視，應盡量通過提高靶區準確性來提高腫瘤控制，減少正常組織受量。