圖像引導調強放射治療胸腹部腫瘤的擺位誤差分析

王劍生，陳磊

（廣東省農墾中心醫院 腫瘤放射治療區，廣東 湛江 524100）

0 引言

胸腹部腫瘤包括結腸癌、胃癌、肺癌等，發病率較高[1]，嚴重危害國民身心健康。現階段臨床針對胸腹部腫瘤患者主要采用放療，且干束流調強放療（intensity modulated radiation therapy IMRT）與三維適形放射治療（3D-conformal radiationtherapy，3DCRT）得到進一步發展[2]，所以腫瘤放療療效日漸提高，集中表現在腫瘤局部控制率增加、并發癥減少、生存質量改善明顯，而這些技術的主要應用特點是靶區劑量分布適形度增加，可更好地保護正常組織，不過也意味著正常組織、腫瘤間劑量梯度上升。另外，在臨床治療中，若是患者擺位不當，則危及器官劑量容量過高，或是腫瘤劑量不足，容易對療效產生一定影響[3]，尤其針對胸腹部腫瘤患者而言，體重、皮膚牽引、呼吸等因素均可導致放療誤差并影響療效，甚至會對正常組織造成損傷。IGRT可以結合加速器與成像系統，經由獲取治療前與治療過程中的CBCT圖像（X線容積圖像），與定位CT圖像加以比較，從而確定三維誤差[4]。本文就20例胸腹部腫瘤患者應用IGRT的效果進行了研究，內容如下文。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入2020年2～4月廣東省農墾中心醫院接收的20例胸腹部腫瘤患者，納入標準：①納入對象均確診為胸腹部腫瘤；②均行放療；③知情同意、自愿參與；④本次研究經我院倫理委員會批準。排除標準：①資料不全者；②腫瘤轉移者；③拒絕參與研究者。其中男8例，女12例，年齡32～76歲，平均（54.3±2.5）歲，宮頸癌7例、直腸癌5例、乳腺癌3例、肺癌3例、胸腺瘤2例。

1.2 方法

全部病例行放療，治療期間借助頭枕、延伸支架等固定，且以全數字化X線模擬定位機模擬。另外，全部患者以熱塑體膜結合發泡膠固定，方法為：在模擬定位機下展開熱塑體膜腹桿，待結束塑體固定后，再固定頭部，調整激光線，期間保證矢狀面正中呈平行狀態，以便維持激光燈能量無異常，同時開展體膜時還需軟化后熱塑膜與患者體表均勻貼合，之后在熱塑體膜上進行標記，而患者全程應維持平直狀。此外，模擬定位時使用飛利浦大孔徑CT，以瓦里安VitalBEAM加速器治療；治療前均進行CBCT掃描，所得圖像借助三維匹配框確定三維體積，再與定位CT含有的三維體積相匹配；依據部位不同，可選擇手動配準、灰度配準以及骨性配準；采集平移誤差（x、y、z）以及對應的旋轉誤差（u、v、w）；據此調整擺位誤差，再行治療。

1.3 觀察指標

以平均擺位誤差、總體擺位系統誤差為觀察指標[2]。

1.4 統計學分析

以SPSS 23.0統計學軟件對觀察數據展開分析，隨機誤差（δ）通過標準差（∑）形式表示，系統誤差通過擺位誤差平均值形式表示，擺位外擴（M）為0.7δ與2.5∑之和。

2 結果

2.1 分析平均擺位誤差

20例患者采集CBCT共441次，各方向的平均擺位誤差以“系統誤差±隨機誤差”代表，分別為：x軸是（0.16±0.08）cm，y軸是（0.09±0.14）cm、z軸是（-0.03±0.13）cm、u軸是（0.77°±0.26°）、v軸是（-0.21°±0.28°）、w軸是（0.21°±0.18°）。

2.2 分析總體擺位系統誤差

①x方向的誤差最小，而y方向的誤差最大；②x方向、y方向、z方向的外擴值為0.61cm、1.12cm、0.69cm，見表1。

表1 總體擺位系統誤差

3 討論

近年來，我國放療技術得到長足發展，確保腫瘤控制率時，還可保護更多正常組織，并且由于醫學影像技術有所進步，腫瘤放療期間放療靶區、治療計劃設計等的精確性均有顯著改善[5]。對于放療而言，周圍危及器官以及靶區的位置變化均為常見不確定因素[6]，極易影響實際照射劑量分布，導致器官損傷，或是腫瘤脫靶，亦或是高劑量區進行危及器官范圍內，出現后遺癥、并發癥等，特別是胸腹部腫瘤放療患者因體型近似橢圓形、易牽拉皮膚、體積大、皮下脂肪較厚，以及受呼吸運動、膀胱充盈度、心臟搏動、消化道充盈程度等因素的影響，容易產生擺位誤差[7]。此外，腫瘤位移、周圍器官組織位移主要是擺位誤差、治療中位移與治療間位移，其中擺位誤差包括系統誤差（每例患者平均偏移標準差，產生系統誤差的原因包括模擬定位時患者體位與治療體位偏差等[8]）、隨機誤差（分次間擺位誤差波動），擺位誤差對放療精度有重要影響，若是存在擺位誤差，容易因靶區邊緣劑量不準確而造成野內復發，而治療計劃、體內劑量分布間差異越大，越會降低治愈率，提升并發癥風險，另外，治療中位移是照射期間肌肉收縮、心臟跳動、呼吸運動對胸腹器官產生影響，治療間位移是泌尿系統及消化系統產生的影響。基于此，校正擺位誤差至關重要[9]。

IGRT以三維放療技術為基礎，且在融入時間因素后[10]，最終形成四維放療模式，該法在治療期間通過綜合考慮呼吸動度、擺位誤差等對療效的影響，且以磁共振成像（Magnetic resonance imaging，MRI）、計算機斷層掃描（computed tomography，CT）等影像設備實時監測治療全程腫瘤及周圍正常組織器官，及時發現異常且做出調整，能夠實現精準化治療[11]，保證“三精”治療方案得到落實，同時為加強治療期間質量控制提供可靠依據，以及確保腫瘤模擬、定位、方案實施以及重復治療時的體位一致性[12]。

本次研究表明，胸腹部腫瘤治療中應用IGRT，可有效校正擺位誤差。IGRT可借助CBCT技術，在治療前發現并糾正擺位誤差，一方面而言，CBCT可有效計算平移擺位誤差，進而移動治療床，達到校正擺位誤差的目的，可以提高治療精度，另一方面而言，CBCT可計算旋轉擺位誤差，并顯示照射區域器官組織三維結構，當然也能顯示腫瘤位置及其大小，所以有助于修改治療計劃，增強腫瘤控制率；本研究中經由CBCT連續采集患者的三維圖像，可分析旋轉誤差，所以較之以往使用的二維數據，將更加精確、直觀。此外，胸腹部腫瘤容易受到呼吸的影響，所以外放CTV也是臨床關注的重點，相關文獻指出[13]，肝臟腫瘤位置存在特殊性，所以在呼吸運動影響下，CTV可達1～3cm，本次研究分析CBCT誤差后，胸腹部腫瘤經由圖像引導下CTV需于三個方向外擴，即：x方向外擴0.64cm，y方向外擴1.15cm，z方向外擴0.83cm，以此校正PTV。另外，PTV外放有多種計算方案，本研究采用“M=0.7δ+2.5∑”，兼顧隨機誤差以及系統誤差對劑量的影響，此種情況下所得CTV至PTV外放可確保多數患者累積劑量（最小CTV）達95%處方劑量[14-15]。

綜上所述，基于IGRT在治療胸腹部腫瘤患者過程中可應用CBCT技術及時、在線校正擺位誤差，有助于及時修正患者放療計劃，確保治療準確實施，建議推廣。