呼吸运动对肺癌放疗体位精度的影响

曹舜翔 应惟良

肺癌是最常见的恶性肿瘤之一，治疗主要采用以手术为主的综合治疗。但由于种种原因，部分患者无法进行手术治疗，放射治疗便成为了这类患者的主要治疗方法。在临床放疗中，肺癌患者的呼吸运动会对肿瘤的位置造成影响，因此往往造成体位误差增大，严重影响其放疗效果。我们定量研究了呼吸运动对肺癌放疗体位的影响，现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

临床中随机抽取40例肺癌患者，根据肿瘤位置分为2组，20例肺上叶肿瘤患者(A组)，20例肺下叶肿瘤患者(B组)，平均年龄56.9岁。所有患者均采用头颈肩大面罩固定体位。

1.2 方法

首先嘱患者以舒适的姿势躺在治疗床上，用头颈肩大面罩进行体位固定。在患者吸气末时进行CT扫描，CT图像传入计划系统重建，临床医生在图像上勾画肿瘤后传至模拟定位机。利用模拟定位机透视患者在均匀呼吸下不同阶段肿瘤的变化。把每例患者的呼吸分为5个时相：a深度闭气末时相、b中度闭气时相、c自由时相、d中度吸气时相、e深度吸气末时相。在这5个时相下分别拍摄患者0°和90°时定位片。在每张定位片上选择同一清晰骨性标记(如胸椎等)作为参考点，用计算机携带的测量工具测量骨性标记与肿瘤的距离，得到呼吸不同相位时肿瘤位置变化情况和肺体积的变化情况。把CT扫描时位置设为初始值，分别测量肿瘤上下、左右、前后3个方向位移大小。

1.3 统计学方法

配对样本t检验，2组总体率的比较用χ2检验。

2 结果

2.1 2组的摆位误差

2组患者肿瘤在呼吸不同阶段3个方向的位移见表1。2组在左右方向的摆位误差范围分别为0.04～0.58 cm和0.08～0.62 cm，差异无统计学意义(t=0.58,P>0.05)；在头脚方向上，A组与B组的摆位误差分别为0.13～1.48 cm和0.25～2.24 cm，差异有统计学意义(t=3.46,P<0.0025)；在前后方向上，A组与B组的摆位误差分别为0.09～0.82 cm和0.12～1.05 cm，差异有统计学意义(t=2.69,P<0.01)。

表1 2组患者肿瘤在呼吸不同阶段3个方向的位移

2.2 2组资料计数统计情况

2组在头脚方向移位0.50～1.00 cm的摆位分别占30%(6/20)和50%(10/20)，差异有统计学意义(χ2=7.67,P<0.025)。2组在前后方向和左右方向分布情况差异无统计意义(χ2=2.01,P>0.05;χ2=0.12,P>0.05)。见表2。

表2 2组患者在3个方向的位移统计情况/例

3 讨论

现代放疗已进入了精确放疗阶段，精确放疗的核心是保证放疗靶区的确定。虽然放疗辅助设备可以减小摆位误差和提高摆位的重复性，但是照射时患者内部器官仍然存在自主和不自主运动，这些运动均会导致靶区位移，从而造成剂量产生偏差。

在肺癌的放射治疗中，临床上存在较多因素影响体位误差，如呼吸运动[1]、摆位误差[2]、心脏和大血管搏动、患者的无意识移动等，这些最终都会造成靶区及周围正常组织照射剂量与计划剂量不一致，其中以呼吸运动的影响最为显著。目前国内外为了定量研究呼吸运动对肿瘤位置的影响进行了一系列的研究。如本文所使用的普通X线模拟机透视[1]，这种方式仅能观察膈肌运动，却无法提供病灶在左右、腹背方向运动的详细信息。因此本文在研究时先获取了CT图像，并在确定肿瘤位置后才能用模拟机对其肿瘤位置进行追踪研究。Shimizu 等[3]应用 CT 研究呼吸运动对肿瘤的运动度，发现上叶肺肿瘤与下叶肺肿瘤受呼吸运动的影响是不同的，这与本文的结果是一致的。与模拟机相比，CT确定呼吸运动的影响存在呼吸运动伪影缺陷，从而影响肿瘤及周围器官的形状、位置、中心等几何信息，不利于靶区的精准确定。同时该组[4]应用高速磁共振观察正常呼吸时肿瘤上下、左右、前后的平均位移，从而指导确定确的安全边界。但此方法存在图像失真、耗时长等缺点。其实由于肿瘤的运动度与肿瘤的位置、大小、分期及膈肌的运动相关[5]，而这些参数完全取决了患者个人，在临床上并不能完全用一些参数进行预测，故需要进行个体化评估。因此，对每个肺癌患者应该在获得CT图像后用模拟机对其呼吸运动进行初步地预判，在靶区勾画时进行合理地外扩，从而使计划与实际更为吻合，达到最佳治疗效果。

[1] 李宝生,於文雪,尹 勇,等.应用模拟定位机对肺癌肿块运动的研究〔J〕.东南大学学报(自然科学版),2002,32(4):590-593.

[2] 应惟良,曹舜翔.胸部放疗靶区体位固定的临床观察〔J〕.实用癌症杂志,2013,28(2):197-198.

[3] Shimizu S,Shirato H,Kagei K,et al.Impact of respiratory movement on the computed tomographic images of small lung tumors in three-dimensional (3D) radiotherapy〔J〕.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2000,46(5):1127-1133.

[4] Shimizu S，Shirato H，Aoyama H，et al.High-speed magnetic resonance imaging for four-dimensional treatment planning of conformal radiotherapy of moving body tumors〔J〕.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2000,48(2):471-474.

[5] Liu HH,Balter P,Tutt T,et al.Assessing respiration-induced tumor motion and internal target volume using four-dimensional computed tomography for radiotherapy of lung cancer〔J〕.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2007,68(2):531-540.