前列腺癌调强放疗重复CT模拟定位的作用
2013-09-11李雪南李高峰
李雪南 修 霞* 李高峰
前列腺癌在我国发达地区近年来发病率有上升趋势,放射治疗是前列腺癌的主要治疗手段,随着CT模拟定位(CT simulation positioning,CTSIM)、调强放疗(intensity-modulation radiation therapy,IMRT)、图像引导放疗(image guided radiation therapy,IGRT)的临床应用,使得前列腺癌的放疗做到了精确定位、精确计划和精确治疗。在前列腺癌调强放疗过程中,由于靶区及周围危及器官位移变化等各种误差可引起剂量的变化,进而对局限期前列腺癌的疗效产生严重影响[1-3]。本研究选择5例局限期前列腺癌调强放疗的患者,探讨前列腺癌调强放疗在治疗中行重复CT模拟定位的必要性,为及时改变治疗计划提供依据。
1 材料与方法
(1)患者资料。选取在我院进行局限期前列腺癌调强放疗的患者5例,年龄67~81岁,中位年龄为74岁。
(2)材料与设备。采用美国Philips Brilliance CT Big Bore扫描机,Philips Tumor LOC模拟定位工作站,LAP Dorado 3激光定位系统,Varian Eclipse V8.6治疗计划系统(treatment planning system,TPS),真空负压气垫。
(3)扫描条件。腹部螺旋扫描方式全野照射。图像野:450 mm;扫描层间隔:5 mm;扫描层厚:5 mm;扫描管电流:300 mA;扫描管电压:130 kV;螺距为1.0。
(4)CT模拟定位方法。首次CT模拟定位,所有患者在CT模拟定位之前40 min排空膀胱并喝水400 ml;扫描之前患者仰卧位,备皮,用真空气垫进行体位固定;CT扫描范围为第5腰椎上缘到肛门缘下5 cm。扫描完成后主治医师在模拟定位工作站大致勾画靶区,系统根据勾画的靶区自动计算出等中心数值,通过激光定位系统处理等中心数据,移动激光灯和床值,核对并做体表标记。于放疗4周左右行重复CT模拟定位,重复CT模拟定位患者的准备和体位与首次CT模拟定位及每次加速器治疗时相同,使用原真空气垫,患者仰卧于原真空气垫的对应位置,先核对原等中心标记,记录3个等中心标记数值(X、Y、Z),之后进行CT扫描,在模拟定位工作站将记录好的3个等中心数值(X、Y、Z)录入,核对后确认并将CT图像和等中心信息传输至TPS。
(5)比较方法。在TPS系统将重复CT图像与首次CT图像融合,确保危及器官膀胱和直肠的结构一致,测量靶区位移;将首次的治疗计划移植到重复CT的图像上,对比首次与重复CT治疗计划膀胱和直肠受量的百分比后得出剂量的变化。
2 结果
5例前列腺癌患者首次CT图像与重复CT图像融合后测量靶区位移的平均误差左右(RL)方向为1.9 mm;头脚(SI)方向为2.8 mm;前后(AP)方向为3.1 mm。危及器官膀胱和直肠的最大剂量分别增加0.5~3.7 Gy和0.9~5.0 Gy。膀胱和直肠的平均剂量分别增加0.7~4.9 Gy和0.6~5.4 Gy。膀胱和直肠的最小剂量分别增加0.3~1.3 Gy和0.6~2.8 Gy。首次与重复CT模拟定位膀胱和直肠受照剂量的比较见表1。
表1 5例患者首次与重复CT模拟定位膀胱和直肠受照剂量的比较
3 讨论
前列腺癌是老年性疾病,传统观点认为50岁以下很少发病,50岁以下的发病人数只占所有患者总数的0.1%,其发病高峰年龄是70~74岁,85%的患者被诊断时已超过65岁。近年来,转移性前列腺癌的比例有所下降,局限性前列腺癌的比例有所上升。目前,美国每年新诊断的230万前列腺癌患者中91%为局限期前列腺癌[4]。
根据2011年版“NCCN前列腺癌临床实践指南”规定,放射治疗是局限期前列腺癌的重要治疗手段,近年来随着调强放疗等技术的进步,可以在安全范围内给予较高的放疗剂量,因此前列腺癌的放射治疗取得了较好的效果。有研究显示,放射治疗对于低危前列腺癌与外科手术有相似的无进展生存,而且放射治疗避免了出血、麻醉风险和术后肺栓塞等手术相关并发症。放疗有极低的尿失禁和尿道狭窄的风险,并可保存性能力。
前列腺癌调强放疗近年已迅速开展起来,调强放疗与常规和三维适形放疗比较,调强放疗的剂量分布优于三维适性放疗,能更好地在三维方向上使得高剂量区与靶区形状相一致,提高肿瘤控制率,降低周围正常组织的照射剂量,而改善患者的生存质量[5-7]。同时,调强放疗正是由于靶区和危及器官之间的剂量梯度比较陡峭,在治疗过程中剂量的改变会更加敏感,较小的位移则可能对剂量有较大的影响,前列腺受到其前方器官膀胱及后方器官直肠的共同影响,放疗过程中可能会存在靶区和危及器官的位移变化,进而引起剂量的变化[8]。目前,国内多数放疗中心对前列腺癌调强放疗只进行1次CT模拟定位,治疗计划用到治疗结束。摆位误差和器官运动是影响调强放疗的主要原因,而调强放疗的放疗剂量是局限期前列腺癌疗效最重要的影响因素[9-10]。
本研究发现,前列腺癌调强放疗过程中靶区结构的位移误差会影响危及器官的剂量变化,使得危及器官膀胱和直肠最大剂量、平均剂量和最小剂量均有所增加。重复CT模拟定位可以将重复CT图像与首次CT图像融合,计算靶区的位移和危及器官的剂量变化,根据前列腺癌调强放疗30%膀胱体积的剂量≤65 Gy和25%直肠体积的剂量≤70 Gy的限制,及时调整照射剂量,改变治疗计划,前列腺癌调强放疗在治疗4周左右进行重复CT模拟定位尤为必要,可使前列腺癌调强放疗更加精确[11]。
Carol等[12]报道,提示1 mm的摆位误差将导致射野拼接区的剂量误差达10%。前列腺癌调强放疗中前列腺和精囊靶区的位移与膀胱和直肠的充盈程度有关,本研究要求患者在CT模拟定位和每次治疗前都同样排空膀胱后饮水400 ml,尽量保持膀胱充盈程度的一致性,对患者直肠的要求是尽量排空,但患者往往做不到位。国外治疗中心通常在CT模拟定位和每次治疗前在患者直肠内置入气囊来增加靶区和危及器官的可重复性[13]。
王文卿等[14]报道,应用直肠内气囊可明显降低直肠接受低剂量照射的体积,从而可能降低前列腺癌调强放疗时直肠的不良反应。国外多数研究机构发现靶区位移误差:前后>头脚>左右方向[15-16]。本研究结果与其相符,可能与摆位技术、固定方法及CT模拟定位和治疗时患者的膀胱、直肠充盈程度等因素有关。因此,前列腺癌调强放疗对靶区和危及器官膀胱、直肠的固定重复性,对各种误差因素和剂量变化的影响等均有待进一步研究。
[1]张薇,项永兵,刘振伟,等.上海市区老年人泌尿系统常见恶性肿瘤发病趋势分析[J].癌症,2004,23(5):555-558.
[2]Pollack A,Smith LG,von Eschenbach AC.External beam radiotherapy dose response characteristics of 1127 men with prostate cancer treated in the PSA era[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2000,48(2):507-512.
[3]Pollack A,Hanlon AL,Horwitz EM,et al.Prostate cancer radiotherapy dose response: an update of the fox chase experience[J].J Urol,2004,171(3):1132-1136.
[4]Carroll P,Coley C,Mcleod D,et al.Prostate specific antigen best practice policy-part II:prostate cancer staging and post-treatment follow-up[J].Urology,2002,57(2):225-227.
[5]邓瑾,郑荣辉,张秀萍,等.前列腺癌调强放疗和三维适性放疗临床剂量学研究[J].肿瘤学杂志,2010,16(6):478-481.
[6]Lee N,Xia P,Quivey JM,et al.Intensity-modulated radiotherapy in the treatment of nasopharyngeal carcinoma:An update of the UCSF experience[J].Int J Radiot Oncol Biol Phys,2002,53(3):12-22.
[7]房辉,李晔雄,余子豪,等.前列腺癌三维适形和调强放疗的初步结果[J].中华放射肿瘤学杂志,2006,15(3):199-200.
[8]Yaparpalvi R,Hong L,Mah D,et al.ICRU reference dose in an era of intensity- modulated radiation therapy clinical trials: correlation with planning target volume mean dose and suitability for intensity-modulated radiation therapy dose prescription[J].Radiother Oncol,2008,89(3):347-352.
[9]俞伟,马林,徐寿平,等.前列腺癌TomoTherapy治疗过程中分次间及分次内误差研究[J].中华肿瘤防治杂志,2011,18(10):808-810.
[10]徐勇刚,李高峰,吴钦宏,等.前列腺癌放疗方法的剂量学研究[J].中华放射肿瘤学杂志,2007,16(3):125-128.
[11]Boersma LJ,van den Brink M,Bruce AM,et al.Estimation of the incidence of late bladder and rectum complications after high-dose(70-78Gy)conformal radiotherapy for prostate cancer, using dose-volume histograms[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,1998,41(1):83-92.
[12]Carol M,Grant W IIIH,Blrier AR,et al.The field-matching problem as it applies to the Peacock three-dimentional conformal system for intensity modulation[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,1996,34(2):183-187.
[13]Schiffner DC,Gottschalk AR,Lometti M,et al.Daily electronic portal imaging of implanted gold seed fiducials in patients undergoing radiotherapy after radical prostatectomy[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2007,67(2):610-619.
[14]王文卿,王维虎,李晔雄,等.直肠内气囊对前列腺癌调强放疗中危及器官的剂量学影响[J].中华放射肿瘤学杂志,2012,21(2):156-159.
[15]Beltran C,Herman MG,Davis BJ.Planning target margin calculations for prostate radiotherapy based on intrafraction and interfraction motion using four localization methods[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2008,70(1):289-295.
[16]Tanyi JA,He T,Summers PA,et al.Assessment of planning target volume margins for intensity-modulated radiotherapy of the prostate gland:role of daily inter and intrafraction motion[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2010,78(5):1579-1585.