乳腺癌放疗中铅丝标记伪影对剂量学的影响及探讨

李益坤，刘 海，杭霞瑜，田晓云

乳腺癌放疗中铅丝标记伪影对剂量学的影响及探讨

李益坤，刘 海，杭霞瑜，田晓云

目的：比较Eclipse放疗计划，研究铅丝标记金属伪影对剂量分布带来的影响，真实反映靶区剂量的分布情况。方法：给应用铅丝标记法的10例乳腺癌保乳术后患者制订2套治疗计划，分为伪影组与修正组，前者对伪影CT值不作修正，后者修正。处方剂量为计划靶区（planning target volume，PTV）50 Gy/25 F，肿瘤靶区（gross tumor volume，GTV）同步加量至60 Gy/25 F。在同一通量图所生成的相同治疗参数下，比较2组治疗靶区及患侧肺组织剂量来评估铅丝伪影带来的影响。结果：相同治疗参数下，伪影组对比修正组，GTV接受处方剂量60 Gy的体积分别为：（95.00± 0.00）%，（95.95±0.70）%（t=9.28，P=0.00）；PTV接受处方剂量50 Gy的体积分别为：（95.52±0.75）%，（96.30±0.35）%（t= 8.50，P=0.00）；患侧肺组织V20分别为：（24.88±2.26）%，（24.97±2.25）%（t=11.01，P=0.00）；患侧肺组织平均剂量分别为：（1554.12±159.13）cGy，（1561.22±161.75）cGy（t=4.76，P=0.01）。比较差异均具有统计学意义，修正组不论靶区与正常器官均受到比伪影组更高的受照剂量。结论：乳腺癌放疗定位中铅丝标记所产生的伪影，在未作CT值修正的情况下会导致实际受照剂量与计算剂量产生偏差，造成患者受照剂量升高，故在临床使用中应谨慎使用铅丝标记法，或采用其他低密度标记物定位方式代替。

乳腺癌；金属伪影；剂量分布；CT值

0 引言

目前，国内41.6%的医院开展了乳腺癌改良根治术后放疗[1]。70%～80%的乳腺癌患者需要接受术后放疗[2]，通过放疗可使局部控制率及长期生存率达到与改良根治术相似的疗效[3]。在临床乳腺癌放疗定位中，往往采用乳腺托架或真空负压垫进行体位固定[4]，并用铅丝标记出乳腺轮廓及手术疤痕，放疗多采用4～5野调强技术[5-6]。由于铅丝标记在CT影像中易产生较为复杂的伪影，改变了原解剖体素的CT值，而计划系统须依据CT值-密度曲线转换为电子密度进行剂量校准运算[7]，因此铅丝标记伪影对剂量准确性的影响不容忽视。

1 材料及方法

1.1 临床资料

随机选取10例乳腺癌保乳术后患者，左右侧各5例，满足放疗体位的要求。年龄31～53岁，中位年龄44岁，卡氏评分（Karnofsky performance score，KPS≥70。

1.2 体位固定及CT扫描

所有患者均取仰卧位平躺于真空负压垫上，双手抱头置于额前。训练患者平静呼吸，分别在患者的皮肤及真空垫上做好定位标记点，用铅丝标记出乳腺及手术疤痕的位置。行CT模拟定位扫描，扫描范围为环状软骨至肝脏下缘，层厚5 mm，定位影像经DICOM接口传输至治疗计划系统。

1.3 靶区勾画

参考国际辐射单位与测量委员会（ICRU）第50、62、83号报告勾画出肿瘤靶区（gross tumor volume，GTV）及临床靶区（clinical target volume，CTV），外放生成计划靶区（planning target volume，PTV），邻近皮肤侧靶区收至皮肤下1 mm，并勾画肺组织、心脏及健侧乳腺。由于在实际治疗时已移除铅丝，因此须勾画出放置于体表的铅丝轮廓并定义其CT值为-1 000 HU。同样勾画出影像中由铅丝所产生的伪影，伪影CT值不作修正的治疗计划定义为伪影组，CT值作出修正的治疗计划为修正组，修正值取解剖位置中伪影周边正常乳腺CT值。

1.4 计划设计

治疗计划系统为瓦里安Eclipse，采用4～5野SlidingWindow调强技术，处方剂量均为PTV 50 Gy/25 F、GTV同步加量至60 Gy/25 F。治疗计划优化通量图确定后，生成MLC多叶光栅运动序列并锁定MLC规划，分别对2组治疗计划进行剂量计算，所有伪影组的剂量均定义至95%靶区体积达到处方剂量的要求，调整修正组MLC规划、MU数据，使之与伪影组数据一致。

1.5 计划比较

对2组治疗计划的靶区及危及器官进行剂量学分析比较，包括GTV、PTV接受处方剂量的体积、患侧肺组织剂量体积V20及平均剂量等。

1.6 统计学处理

利用SPSS13.0统计软件对定量数据进行参数间的配对t检验，以均数±标准差（±s）表示，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

修正组相比于伪影组，GTV处方剂量体积、PTV处方剂量体积、患侧肺组织剂量体积V20与平均剂量均有所提升，比较差异均具有统计学意义，数据见表1。修正组靶区与正常器官均受到比伪影组更高的剂量照射，表明实际治疗中患者接受到比放射治疗计划系统（treatment planning system，TPS）（未进行CT值修正）计算结果更高剂量的照射。

表1 修正组与伪影组的剂量学比较（±s）

表1 修正组与伪影组的剂量学比较（±s）

患侧肺平均剂量/ cGy伪影组 95.00±0.00 95.52±0.75 24.88±2.26 1 554.12±159.13修正组 95.95±0.70 96.30±0.35 24.97±2.25 1 561.22±161.75 t值 9.28 8.50 11.01 4.76 P值 0.00 0.00 00.00 0.01组别 GTV处方剂量体积/% PTV处方剂量体积/%患侧肺组织剂量体积V20/%

3 讨论

乳腺癌的发病率排在女性癌症发病率的第二位，发病年龄日趋年轻化，患者对治疗效果及生活质量、女性特征保留的要求越来越高，因此乳腺癌保乳术后放射治疗成为常规治疗手段之一。放疗定位中，CT的kV级射线经过金属时产生散射作用，散射较强[8]，导致产生金属伪影，改变了相应解剖位置中原始组织的CT值。这种改变不仅具有金属伪影带来的CT值升高特征，也往往伴随金属物周围组织CT值的降低，造成低密度空腔或断裂，如图1所示。在治疗计划系统剂量计算及优化中，由于CT值参与相应运算，伪影将会导致剂量计算误差，影响剂量准确性。本实验通过对乳腺癌保乳术后2组放疗计划剂量分布的分析比对，证实了金属伪影会导致实际受照剂量与计算剂量产生偏差，造成正常组织受照剂量升高。

图1 CT影像中铅丝标记引起的伪影

某些科研单位对通过改变算法从而改善伪影的方法做了不同研究[9-11]，但并不能完全去除。为消除铅丝或其他金属伪影对治疗计划的影响，保证剂量的准确性，在制订治疗计划时应尽可能对伪影作CT值修正。但金属伪影发散的形状及其波及范围往往导致此项工作难以实施，因此建议临床上定位时使用输液导管等低密度物质替代铅丝或其他金属标记，在勾画靶区时通过适当调整影像窗宽窗位来显示标记物，这样可以杜绝标记伪影的产生。而对于患者扫描部位身体内的金属植入物所产生的伪影则应尽可能作CT值修正，从而保证放疗质量。

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（收稿：2013-05-17 修回：2014-07-29）

Effect on dosimetry of wire mark artifact in breast cancer radiotherapy

LI Yi-kun,LIU Hai,HANG Xia-yu,TIAN Xiao-yun
(Department of Radiation Oncology,the 81st Hospital of the PLA,Nanjing 210002,China)

ObjectiveTo investigate the impact of artifacts caused by wire mark on radiation dose distribution of breast cancer by comparing the radiotherapy plan created in TPS Eclipse.MethodsTotally 10 cases of breast cancer patients with breast-conserving surgery were provided with two sets of treatment plans,and two groups of artifact and modification were formed,of which,the former did nothing to the artifacts while the latter had the artifacts corrected.The prescribed dose for PTV was 50 Gy/25 F,and that of GTV was 60 Gy/25 F.With the same therapeutic parameters from one flux plot,the impact of the wire mark artifacts was evaluated by comparing the doses for the PTV and affected lung.Results With the same therapeutic parameters and compared with the modification group,the artifact group had the GTV volumes with the dose of 60 Gy were(95.00±0.00)%,(95.95±0.70)%(t=9.28,P=0.00)respectively,and the PTV volumes with the dose of 50 Gy were (95.52±0.75)%,(96.30±0.35)% (t=8.50,P=0.00)respectively,the V20 for the affected lung were (24.88±2.26)%,(24.97±2.25)% (t=11.01，P=0.00)respectively,and the mean dose of the affected lung were (1554.12± 159.13)cGy,(1561.22±161.75)cGy (t=4.76，P=0.01).There were statistical differences between the two groups,and the modification group had the target area and normal organs with higher radiation doses than those of the artifact group. ConclusionWithout CT value correction,the artifacts of the wire mark in breast cancer radiotherapy may result in error between delivery dose and calculation dose,and it's suggested that the method of wire marking be used properly or other low density markers be employed instead.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（1）：77-78，81]

breast cancer;metal artifact;dose distribution;CT value

R318；R445

A

1003-8868（2015）01-0077-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.01.077

李益坤（1983—），男，物理师，主要从事肿瘤放射物理方面的研究工作，E-mail：lyk1225@163.com。

210002南京，解放军81医院全军肿瘤中心放疗科（李益坤，刘海，杭霞瑜，田晓云）

刘 海，E-mail：crazyfisher@126.com