KV-CBCT在鼻咽癌放療首次擺位誤差監(jiān)測中的運(yùn)用

陳帥領(lǐng),杜桂林,張 拓

(鄭州市第三人民醫(yī)院超聲科,鄭州 450000)

鼻咽癌是我國較為高發(fā)的惡性腫瘤之一,其發(fā)病率居于耳鼻咽喉惡性腫瘤的首位,臨床表現(xiàn)為鼻塞、聽力下降、頭痛等[1]。放療是治療惡性腫瘤的主要方式之一,臨床上鼻咽癌的主要治療方式為強(qiáng)調(diào)放射治療(intensity modulated radiation therapy, IMRT),通過瞄準(zhǔn)靶區(qū)的光子束向多個方向照射,調(diào)節(jié)治療區(qū)域的劑量強(qiáng)度,減少治療外側(cè)劑量的浪費(fèi),較好地保護(hù)正常組織,降低并發(fā)癥的發(fā)生率,減少患者的痛苦,最終達(dá)到提高患者生存質(zhì)量的效果[2-4]。IMRT擺位精確度與患者的臨床療效密切相關(guān),有文獻(xiàn)研究[5]指出,當(dāng)擺位平移為3 mm時,其臨床療效降低約3.3%,而當(dāng)擺位平移為6 mm時,其臨床療效下降高達(dá)30%以上,因此提高放療首次擺位的精準(zhǔn)度對提高臨床療效具有積極作用。千伏級錐形束CT(kilo-volt cone beam computer tomography, KV-CBCT)是已知圖像引導(dǎo)技術(shù),目前在鼻咽癌放療中廣泛應(yīng)用,具有控制擺位誤差,為靶區(qū)提供參考的作用[6-8]。本文則對經(jīng)IMRT治療鼻咽癌患者采用KV-CBCT對擺位誤差進(jìn)行監(jiān)測,以期提高治療過程中的擺位準(zhǔn)確度,報道如下。

1 對象與方法

1.1 對象 按照便利抽樣法選取2020年6月—2022年12月在鄭州市第三人民醫(yī)院行IMRT鼻咽癌患者35例作為研究對象,其中男22例,女13例,年齡30～70(45.37±2.62)歲。納入標(biāo)準(zhǔn):①經(jīng)病理確診為鼻咽癌患者。②卡氏評分(karnofsky performance status, KPS)>70分,能夠進(jìn)行放療的患者。③有認(rèn)我辨識和溝通能力,依從性較高的患者。④患者自愿參與本研究,并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):①臨床資料不齊全者。②腦炎等顱內(nèi)病變者。③妊娠及哺乳期患者。④中途退出本研究者。本研究經(jīng)院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核通過。

1.2 方法 所有患者均采取仰臥的姿勢,雙手放于身體兩側(cè),選擇合適的頭枕固定體位,使患者身體與床面平行,兩耳與床面的距離均相等。

1.2.1 定位CT圖像 采用CT模擬定位機(jī)床對患者進(jìn)行百威和定位CT掃描,以頭頂?shù)芥i骨下方2～3 mm的位置為掃描范圍,并要求掃描層厚及層距的長度為5 mm,定位CT掃描完成后將定位CT圖像上傳到放射治療計劃系統(tǒng)(Eclipse)中,按照ICRU50號和ICRU62號報告中的相關(guān)定義勾畫出患者的靶區(qū)和危及器官,為患者的IMRT計劃提供參考,放療方法采用9個基本野方案,上述操作由1名經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生操作執(zhí)行。

1.2.2 KV-CBCT采集CT圖像 35例患者共進(jìn)行191次KV-CBCT掃描,其中3例患者進(jìn)行7次KV-CBCT,10例患者進(jìn)行6次KV-CBCT,22例患者進(jìn)行5次KV-CBCT。在患者治療期間,應(yīng)用KV-CBCT采集治療前的CT圖像,一周一次,KV-CBCT的具體掃描參數(shù)如下:125 kV掃描電壓,80 mV管電流,以full fan模式為掃描方式。KV-CBCT采集CT圖像以逆時針進(jìn)行,掃描角度為22°至178°,掃描時長為25 ms,圖像為512×512的矩陣,層厚為2.5 mm。采取骨配準(zhǔn)方式與定位CT圖像進(jìn)行匹配,然后才有計算機(jī)軟件計算左右(X軸)、頭腳(Y軸)、前后(Z軸)三個方向的擺位誤差,負(fù)值表示左、腳、后方向平行偏移,正值表示右、頭、前方面平行偏移。根據(jù)擺位誤差對患者進(jìn)行在線校正,校正之后進(jìn)行治療。

1.2.3 觀察指標(biāo) 統(tǒng)計X軸、Y軸、Z軸三個方向的均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值、中位數(shù)以及誤差<3 mm、3～5 mm、>5 mm的百分比,并按照Van Herk公式計算X軸、Y軸、Z軸三個方向的臨床靶區(qū)(clinical target volume, CTV)外擴(kuò)計劃靶區(qū)(planning target volume, PTV)邊界值大小。

2 結(jié)果

2.1 患者平移擺位誤差 X軸的擺位誤差絕對值為(-0.13±1.37) mm,Y軸的擺位誤差絕對值為(0.25±1.45) mm,Z軸的擺位誤差絕對值為(-0.17±1.59) mm。X軸、Y軸、Z軸的平移擺位誤差小于3 mm的占多數(shù)。見表1。

表1 患者X軸、Y軸、Z軸平移擺位誤差結(jié)果(mm)

2.2 CTV外擴(kuò)PTV邊界值大小 X軸、Y軸、Z軸的擺位誤差包括系統(tǒng)誤差(Σ)和隨機(jī)誤差(σ),按照Van Herk計算出X軸、Y軸、Z軸的Σ值大小分別為0.94 mm、1.05 mm、0.93 mm,σ值大小分別為1.06 mm、1.01 mm、1.52 mm。同樣按照Van Herk的計算方法:CTV外擴(kuò)PTV邊界值=2.5Σ+0.7σ,得出X軸、Y軸、Z軸CTV外擴(kuò)PTV邊界值大小分別為3.09 mm、3.33 mm、3.43 mm。

3 討論

臨床上對于腫瘤的治療,主要有手術(shù)、放療、化療三種方法,放療由于其適應(yīng)證范圍較為廣泛,70%以上的惡性腫瘤患者都需要接受放療。放療是通過將放療劑量集中在患者的病變區(qū)域(靶區(qū)),殺死腫瘤細(xì)胞的過程。隨著放療技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,放療技術(shù)已經(jīng)成為治療惡性腫瘤的主要治療方法,傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)式的放療方法由于定位、計劃、治療的精準(zhǔn)度較為低下,因此逐漸被日益準(zhǔn)確的精確放療技術(shù)取代。IMRT作為精確放療技術(shù)之一,是當(dāng)前治療鼻咽癌的重要手段,但在實(shí)際操作中出現(xiàn)的擺位誤差會使治療計劃中的劑量分布與實(shí)際的劑量分布出現(xiàn)較大差距,可能會造成靶區(qū)的放射劑量不充足,甚至是造成放射劑量移動到正常組織中,影響治療的準(zhǔn)確度,最終降低腫瘤的治療效果,引發(fā)嚴(yán)重的后遺癥和并發(fā)癥。有研究[9]指出,當(dāng)放療靶區(qū)的實(shí)際劑量與最佳劑量誤差超過5%時,化療后出現(xiàn)并發(fā)癥和腫瘤復(fù)發(fā)的概率增加。因此,IMRT治療鼻咽癌的關(guān)鍵在于減少放療過程中的擺位誤差的大小。

本研究中采用的KV-CBCT是一種千伏級的X射線探測板成像設(shè)備,是附加在加速器上的CBCT,具有體積小、重量輕等特點(diǎn),能夠隨時監(jiān)測放療靶區(qū)的實(shí)際劑量與最佳劑量的重合度,為IMRT的實(shí)施提供精準(zhǔn)定位、計劃與治療,是目前應(yīng)用于鼻咽癌IMRT患者中較為廣泛的一種圖像引導(dǎo)放療[10]。CBCT采集的圖像為三維圖像,與其他研究中采用的電子設(shè)野影像裝置中采集的二維圖像比較具有如下優(yōu)勢[11-12]:①圖像清晰,能夠更為清楚顯示腫瘤組織及周圍正常組織的變化情況。②CBCT的匹配方式更多,可選擇手動匹配、骨匹配以及灰匹配。③CBCT無論是在線還是離線狀態(tài),都能夠測量及校正擺位誤差。④CBCT的放療劑量相對較少。有研究[13]顯示,CBCT圖像引導(dǎo)放療能夠?qū)TV外擴(kuò)PTV縮小將近一半,提高放療的精準(zhǔn)度。

擺位誤差中的Σ和σ在每個單位的放療設(shè)備中都不相同,因此,其他文獻(xiàn)中的擺位誤差只能為CTV外擴(kuò)PTV邊界值提供參考依據(jù)。鼻咽癌患者產(chǎn)生擺位誤差的原因有如下可能:①患者首次擺位時,由于對環(huán)境以及操作的陌生以及認(rèn)知的缺失,造成情緒緊張,對擺位的配合度不高。②腫瘤患者可能有疼痛感,致使其在擺位過程中身體出現(xiàn)移動。③放療是一個長期的治療過程,患者后期會出現(xiàn)惡心、嘔吐等不良反應(yīng),進(jìn)食少,致使體質(zhì)量下降。④擺位過程中頭部和頸部可能出現(xiàn)移動。本研究結(jié)果顯示,X軸、Y軸、Z軸的擺位誤差絕對值分別為(-0.13±1.37)mm、(0.25±1.45)mm、(-0.17±1.59)mm,且放療過程中產(chǎn)生的偏差多為3 mm以內(nèi),與以往的文獻(xiàn)研究結(jié)果無明顯差別[14-15],說明本文研究中每個單位放療設(shè)備的Σ值和σ值在可接受的范圍內(nèi)。

呼吸、器官活動可能會引起PTV外邊界值的改變,同時放療過程中靶位置及體積的改變等也會引起PTV外邊值增大。Van Herk關(guān)于CTV外擴(kuò)PTV邊界值的計算方法中,同時考慮了Σ值和σ值的影響,保證了99%患者的計劃劑量達(dá)到實(shí)際劑量的95%,因此得到廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。本資料中,X軸、Y軸、Z軸CTV外擴(kuò)PTV邊界值大小分別為3.09 mm、3.33 mm、3.43 mm,因此X軸、Y軸、Z軸CTV外擴(kuò)PTV邊界值取3.5 mm,既往研究[16]中的CTV外擴(kuò)PTV邊界值大小X軸、Y軸、Z軸分別為2.56 mm、2.23 mm、2.94 mm,與本研究差異不大,而另一篇文獻(xiàn)研究[17]中,CTV外擴(kuò)PTV邊界值大小X軸、Y軸、Z軸分別為2.9 mm、4.5 mm、3.1 mm,與本文研究結(jié)果差異稍大。可見每個單位的放療設(shè)備的擺位誤差都不相同,因此需要進(jìn)行實(shí)際測量和計算。

綜上所述,KV-CBCT應(yīng)用于鼻咽癌放療中,Z軸的擺位誤差最大,X軸的最小,KV-CBCT對擺位誤差進(jìn)行監(jiān)測,能夠計算出CTV外擴(kuò)PTV邊界值,為臨床工作者提供參考價值,并提高治療過程中的擺位準(zhǔn)確度。