放射治疗中宫颈癌患者腹部体轮廓变化对于剂量影响研究

林兴福，王少锋，李奇欣，陈万泉（通讯作者），柏朋刚，陈开强，陈文娟，倪晓雷（福建省厦门市第二医院 放疗科，厦门 360； 福建省肿瘤医院 放疗中心，福州35004 ）



放射治疗中宫颈癌患者腹部体轮廓变化对于剂量影响研究

林兴福1，王少锋1，李奇欣2，陈万泉1（通讯作者），柏朋刚2，陈开强2，陈文娟2，倪晓雷2
（1福建省厦门市第二医院 放疗科，厦门 361021； 2福建省肿瘤医院 放疗中心，福州350014 ）

〔摘要〕目的：研究宫颈癌放射治疗中患者腹部轮廓变化对患者受照剂量的影响。方法：选择15例接受调强放射治疗的宫颈癌患者。在PinnacleV9.2治疗计划中把治疗前扫描得到的CBCT图像和计划CT图像进行融合配准。统计分析患者实际治疗时和首次放疗计划时的腹部体积变化，并在计划系统中模拟获得大体肿瘤区（GTV），临床肿瘤区（CTV），小肠、膀胱和直肠等危及器官在剂量学上的变化。结果：膀胱、小肠和直肠的40Gy剂量体积（V40）与外轮廓差值的相关系数分别为 -0.75、 -0.87、 -0.79。CTV最小、平均、最大剂量与外轮廓差值的相关系数：-0.94、-0.95、-0.88。GTV的最小、平均、最大剂量的相关系数为0.71、-0.96、-0.91。结论：放射治疗过程中腹部体积变化对宫颈癌的剂量影响呈负相关。

〔关键词〕宫颈癌；体轮廓；剂量影响；相关系数

放射治疗是宫颈癌治疗的主要手段之一。建立在CT定位基础上的调强放疗（intensity-modulated radiotherapy，IMRT）计划可以实现了对肿瘤高精度，大剂量，高疗效的照射，且肿瘤周围的正常组织器官受到了最佳的保护。但在首次治疗时发现个别扫描CBCT腹部体积与CT扫描定位片腹部体积有明显的差异。这些差异是否会影响到放射治疗的剂量，这是本文所研究的主要内容。

1　方法

1.1基本资料

入组2014年12月至2015年3月收治的15例宫颈癌患者。年龄32～64岁，中位年龄57岁。（其中Ⅳ期2例，Ⅲ期4例，Ⅱ期4例，Ⅰ期4例及1例子宫切除术后）。

患者固定体位使用热塑网罩加真空垫，在飞利浦大孔径CT模拟机进行CT扫描，其中层厚为5 mm，扫描得到的CT图像通过网络系统传输至放射治疗计划系统中，然后进行靶区及正常组织的勾画。在治疗前进行CBCT图像扫描定位，将CBCT图像以DICOM格式通过网络传输至计划系统。

1.2具体方法

在计划系统中采用交互信息法进行CBCT图像与CT图像的配准。 分别勾画出CBCT图像（Bodycbct）与CT图像（Bodyct）的外轮廓。两者相减（Bodycbct- Bodyct）得出多出部分的体积。其中在头脚方向取CT图像与CBCT图像相同位置为上下界。若CBCT图像外轮廓体积大于CT图像，则将其相减多出部分的体积密度设置为1（即水的密度），反之则将设置为0（空气密度），重新进行剂量计算。 截取与CBCT图像长度相同的CT图像内的靶区，既删除超出CBCT图像长度范围以外的靶区。读取计算后的大体肿瘤区（GTV）（其中一例病例为术后患者，未定义GTV，GTV共有14组），临床肿瘤区（CTV）的最大剂量（Dmax）。最小剂量（Dmin）以及平均剂量（Dmean）。及小肠、膀胱和直肠的40 Gy体积（V40）、和外轮廓相差体积的百分比，计算公式：体积差异（%） =（Bodycbct- Bodyct）/ Bodyct×100。体积差异为负值是指CBCT体积比CT体积小，正值是指CBCT体积比CT体积大。剂量差异计算公式：剂量的差值=修改后靶区的剂量-原靶区剂量。数值为负是指修改后计算出来的剂量小于原计划。正数则指修改后计划计算出来的剂量比原计划大。剂量变化与Body变化的相关性计算公式：增长的剂量=靶区剂量增减的浮动范围/ body差值的浮动范围

1.3统计学方法

采用微软公司Office 2003 Excel软件进行统计学相关分析。

2　结果

图1为15例计划外轮廓做改变调整后膀胱.小肠及直肠V40相对原比对计划的变化情况。膀胱、小肠、直肠V40与Body体积差异相关系数分别为 -0.75、 -0.87、-0.79。

图2、图3、图4分别为15例计划外轮廓做改变调整后CTV与GTV最小、平均、最大剂量相对原计划剂量的差值。计算得出CTV的最小、平均、最大剂量与Body差值的相关系数分别为-0.94、-0.95、-0.88。GTV的最小、平均、最大剂量的相关系数为0.71、-0.96、-0.91。还可以根据图表数据计算Body差值每增涨一个百分点，（Dmax）分别下降了13.71 cGy与12.24 cGy平均12.98 cGy。（Dmean）分别下降了13.03 cGy与12.65 cGy平均12.84 cGy。（Dmean）分别下降了13.99 cGy与增长了62.63 cGy平均是增长24.33 cGy。

图1　body与危及器官受剂量的改变

图2　Body与CTV，GTV的Dmin变化

图3　Body与CTV，GTV的Dmean变化

图4　Body与CTV，GTV的Dmax变化

3　讨论

本研究中Body的体积变化与V40的膀胱、小肠、直肠及CTV最小、平均、最大剂量基本呈负相关。

图2中的GTV（Dmin），当Body差值为10.3%时，剂量反而增大了926.8 cGy。这组数据得出的相关系数是个正相关 。是操作上出现了问题还是由于Body差异太大导致的正常情况，这有待进一步的分析研究。同时腹部的体积变化受多方面因素影响。如患者从扫描CT图像时的体形体重到治疗时的体形体重可能存在差异，期间可能受食欲的影响而使其肥胖或者消瘦。也存在着饱腹治疗与空腹治疗的情况。因为这些有可能影响到内部器官的空间位置。从而改变器官的受量。这也和庞皓文等[1]研究结果相一致。

本研究具有一定的局限性，比如配准后没有考虑技术员在摆位上的误差。也没有考虑CT扫描到CBCT扫描这段时间肿瘤的缩小或变大的情况。所取的例子都是随机性的没有太强的线性相关。目前还没有对此变化有较好的改善方法，所以还有需要进一步研究的方面。是重新扫描CT做计划，还是等其体型复原后继续治疗，很明显都是不可取的。最好是能做到实时计划。但这需要未来的放射治疗计划系统更加完善。进行计划设计时所用时间能够达到5～10 min的级别。在本研究组以往的经验中，患者在治疗床上大约也是只能保持15 min之内的不移动（主要是内部器官）。而现在能做到的就是尽量建议患者要控制体重，保持体形，保持直肠排空程度和膀胱充盈程度。做到扫描CT时与治疗时的体形基本一致。以便技师摆位能更加精准，进而保证剂量的准确性。

总之，放射治疗过程中腹部体积变化对宫颈癌的剂量影响呈负相关。即腹部体积增大，剂量即减少。反之腹部体积减小，剂量即增大。

［参考文献］

［1］ 庞皓文，邱杰.宫颈癌调强放疗中直肠体积与位置变化及对吸收剂量的影响[J].中华放射肿瘤杂志，2012，21（3）.

Effect of abdomen outline volume changes on patient received dose in intensity modulated radiotherapy for cervical cancer

LIN Xing-fu， WANG Shao-feng， LI Q-ixin，CHEN Wan-quan，BAI Peng-gang， CHEN Kai-qiang，CHEN Wen-juan， NI Xiao-lei
（1. Department of Radiation Oncology， Second Hospital of Xiamen， Xiamen361021；2. Department of Radiation Oncology， Fujian Tumor Hospital，Fuzhou，350014）

Abstract Objective：To study the effect of patient abdomen volume changes on patient received dose during cervical cancer intensity-modulated radiotherapy. Methods： Fifteen cervical cancer patients previously treated with IMRT were selected . CBCT images acquired before the first treatment and the planning CT images were fused in Pinnacle v9.2 treatment planning system. The abdomen outline volumme variation between treatment and planning was collected and analysed， and the dosimetric changes of the target GTV、CTV and the OAR such as intestine、bladder、rectum were acquired in the treatment planning system. Results： Thecorrelation coefficients for V40 of bladder 、intestine 、rectum and the abdomen outline variation were -0.75、-0.87 and -0.79。The correlation coefficients for CTV minimum dose and outline variation was -0.94， for CTV mean dose was -0.95， for CTV maximum dose was -0.88.The correlation coefficients for GTV，the minimum，mean，maximum dose were 0.71、-0.96、-0.91，respectively. Conclusions： Abdomen volume changes were inversely related to the dose patient received.

Key words：Cervical cancer， Abdomen outline， Dose effect， Correlation coefficient

收稿日期：2015-07-18

〔中图分类号〕R739.9

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1002-2376（2015）10-0022-03