等中心位置對腦轉移瘤分次立體定向放射治療驗證計劃通過率的影響

彭圣賢，劉悅（通信作者）

自貢市第一人民醫院 1 科教科，2 腫瘤科 （四川自貢 643000）

癌癥晚期患者往往伴隨著遠處轉移，腦轉移瘤作為顱內惡性腫瘤中最常見的類型，占比超過50%[1]。放射治療是治療腦轉移瘤的一種重要方法，已被廣泛報道[2-4]。該技術手段主要包含全腦放射治療（whole brain radiotherapy，WBRT）、立體定向放射外科治療（stereotactic radiosurgery，SRS）、調強放射治療（intensity modulated radiotherapy，IMRT）[5]。WBRT 一直是腦轉移瘤治療的重要組成部分，采用該方法治療多發腦轉移瘤可延長患者的中位生存期（medium survival time，MST），但其照射范圍大，而腦功能區受到照射易引起認知功能障礙，嚴重影響患者姑息治療的生命質量[6]。SRS 是通過立體定向技術將射線集中于病灶區域，給予單次大劑量照射，從而達到殺死腫瘤細胞的目的，然而對于腫瘤體積較大或危及器官毗鄰的病灶，SRS 的局部控制率不理想且會出現放射性腦壞死等不良事件。分次立體定向放射治療（fractionated stereotactic radiotherapy，FSRT）兼具SRS 劑量陡峭優點和放射生物學優勢，在一部分不適合SRS 治療的腫瘤中發揮著重要的作用[7]。FSRT 綜合了SRS 和常規分割放射治療的優勢，現已被廣泛用于腦轉移瘤中[6]。FSRT 一般在無均整模式下以高劑量率精準出束，因此，臨床對FSRT 計劃質控的要求更高，在治療前需要驗證其劑量通過率才能確保準確的誤差照射。Gamma 通過率分析是被普遍用于放射治療計劃驗證中的方法，隨著加速器非對稱準直技術的發展，計劃設計中射野等中心點的選擇會對劑量不確定性及劑量驗證通過率產生影響[8-9]。但臨床關于射野等中心位置對FSRT 驗證計劃通過率影響的報道較少，基于此，本研究選取不同位置的射野等中心點，探討等中心點選擇對非均整模式下腦轉移瘤FSRT 驗證計劃通過率的影響，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1—12月在我院腫瘤科行FSRT 的25例腦轉移瘤患者，其中男13例，女12例；年齡52～72歲，中位年齡60歲。本研究篩選數據均經醫院倫理委員會審批；腫瘤原發灶均經病理證實，卡氏（Karnofsky，KPS）評分均＞70分。

1.2 定位與靶區勾畫

患者統一取仰臥位，使用頭頸肩熱塑膜及專用碳纖維板和枕頭固定；在CT 模擬定位機（Philips Precedence 16）下對患者行增強掃描[通過高壓注射器經肘正中靜脈注射碘海醇注射液（上海司太立制藥有限公司，國藥準字H20203258，規格100 ml∶30 g），給藥量為2 ml/kg，速度為2 ml/s]，設置掃描層厚為3 mm，掃描范圍為顱頂至第3頸椎；待獲得CT 影像后，通過網絡將其傳輸至Varian Eclipse 放射治療計劃系統，由高年資醫師勾畫靶區和危及器官（包括腦干、正常腦組織、左右視神經、晶狀體、視交叉）。

1.3 計劃設計

基于Eclipse v13.6放射治療計劃系統和Varian EDGE加速器對每例患者分別以兩個不同的等中心位置進行FSRT計劃設計，計劃均采用容積旋轉調強放射治療（volumetric modulated arc therapy，VMAT）技術，進行順時針181°～179°、逆時針179°～181°照射，準直器角度為5°，網格分辨力為2.5 mm，劑量率為1 400 MU/min，60對多葉準直器（multi-leaf collimator，MLC）處方劑量為50 Gy/10 F。其中，第1個等中心選在計劃靶區（planning target volume，PTV）中心，取名計劃P1；第2個等中心選在DICOM圖像中心，取名計劃P2。

1.4 驗證計劃設計及實施

使用Eclipse v13.6放射治療計劃系統創建P1、P2兩個計劃的三維劑量驗證計劃，即質量保證（quality assurance，QA）計劃；將每個計劃的床值歸零，然后移植到驗證模體上，將所有射野置于同一驗證計劃中，完成各弧劑量計算；批準QA 計劃，并導出所有計劃且在德國PTW 公司的二維電離室矩陣OCTAVIUS Detector 729上執行，該二維電離室矩陣單個電離室的截面積為5 mm×5 mm，相鄰電離室的距離為10 mm，且電離室配有專用加速器模體，模體中間有一空腔，放置二維電離室矩陣，此外，該設備配有矩陣藍牙角度儀，藍牙與模體連接，在加速器機架旋轉過程中通過藍牙帶動模體同時且同角度旋轉，模體通過數據線與機房外軟件通信。

測量前，進行設備預熱歸零消除本底影響，按照Gamma 分析法將導出的平面劑量分布與實際測量分布在VeriSoft V7.1軟件上進行分析處理；根據PTW 驗證軟件提供的兩種分析方法（Local dose 和Max dose），將條件分別設置為10% of Max dose 和5% of Max dose，閾值標準分別設置為3%/3 mm 和3%/2 mm，總結和統計P1、P2兩個驗證計劃的結果。

1.5 統計學處理

采用SPSS 22.0統計軟件進行統計處理，經檢驗本研究計量資料數據符合正態分布，以±s表示，兩個驗證計劃的通過率結果比較采用配對t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

Max dose 評價方法下的Gamma 通過率高于Local dose 評價方法下的Gamma 通過率，10% of Max dose 條件下的Gamma 通過率高于5% of Max dose 條件下的Gamma 通過率，3%/3 mm 閾值標準下的Gamma 通過率高于3%/2 mm 閾值標準下的Gamma 通過率，且以靶區中心為等中心的驗證計劃Gamma 通過率高于以DICOM 圖像中心為等中心的Gamma 通過率，差異均有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 不同分析條件下各組計劃的Gamma 通過率比較（%，±s）

表1 不同分析條件下各組計劃的Gamma 通過率比較（%，±s）

注：P1 為等中心為靶區中心的計劃，P2 為等中心為DICOM圖像中心的計劃

評價方法條件閾值P1 驗證通過率P2 驗證通過率P Local dose 10% of Max dose 3%/3 mm 96.21±1.57 92.01±1.34 ＜0.001 3%/2 mm 93.32±1.91 90.57±2.08 ＜0.001 5% of Max dose 3%/3 mm 90.57±2.11 87.59±2.29 ＜0.001 3%/2 mm 87.31±3.51 85.76±3.54 ＜0.001 Max dose10% of Max dose 3%/3 mm 98.35±1.93 93.01±2.01 ＜0.001 3%/2 mm 97.21±2.27 92.11±2.69 ＜0.001 5% of Max dose 3%/3 mm 95.98±2.53 90.89±2.87 ＜0.001 3%/2 mm 92.01±2.72 88.11±3.95 ＜0.001

3 討論

隨著放射治療技術的不斷發展，QA 在現代精準放射治療中的作用越來越重要。調強計劃在臨床治療前必須進行劑量學驗證，以此檢驗計劃系統計算劑量與驗證劑量之間的差異。通常情況下，設計計劃與驗證計劃的符合度越高，即Gamma 通過率越高，則該計劃的準確度越高，實際臨床投照劑量越準確。影響計劃質量的因素有很多，如射野角度、計算網格分辨力、等中心位置、準直器角度及子野面積等均會影響計劃質量及驗證通過率[9-13]。FSRT 高劑量率、高劑量梯度等特點決定了其比普通調強放射治療對驗證條件和驗證設備的要求更高，分析其可能產生的劑量誤差對精準放射治療具有重要的意義，基于此，本研究以靶區中心和DICOM 圖像中心為等中心分別制定了放射治療計劃，驗證等中心位置對腦轉移瘤FSRT 驗證計劃的影響。

二維電離室矩陣作為常用的QA 設備，操作簡單、準確度高，已被廣泛用于放射治療的劑量驗證中。PTW 矩陣設備及其分析軟件所組成的測量系統的能量響應良好，且靈敏度高[14-16]。魯旭慰和趙婷[17]研究了等中心位置對鼻咽癌放射治療劑量的影響，發現可通過改變射野等中心位置來改善劑量分布。解傳濱等[11]研究了靜態調強放射治療射野等中心選擇對PTW 二維電離室矩陣驗證率的影響，發現等中心的選擇可直接影響驗證通過率，設計應盡量選取靶區中心，本研究結論與其相似。本研究結果還顯示，Gamma 通過率與VeriSoft 軟件的評價方法有關，Max dose 評價方法下的Gamma 通過率高于Local dose 評價方法，因為Max dose 評價方法降低了點對點的比較誤差，所以提高了驗證通過率。此外，設定的條件不同或閾值不同，劑量驗證結果也不同，10% of Max dose 條件下的Gamma 通過率高于5% of Max dose 條件，3%/3 mm 閾值標準下的Gamma 通過率高于3%/2 mm，設定的條件越苛刻，驗證的結果越低。蔣社偉等[9]研究了等中心對食管癌動態調強放射治療劑量學的影響，發現等中心的選取對靶區和肺、心臟受量有影響，等中心選在靶區中心的計劃通過率高于等中心選在靶區兩側，本研究結論與其相似。本研究的不足是未比較不同等中心點對腦轉移瘤FSRT 靶區和危及器官劑量學的影響。

綜上所述，等中心的選擇會對驗證計劃通過率產生影響，在腦轉移瘤FSRT 驗證計劃質控過程中，應盡量將等中心選在靶區中心位置。