胸中段食道癌调强放射治疗真空垫与体膜加真空垫的摆位误差比较

陈秀杯 石丽婉 吴琼

胸中段食道癌调强放射治疗真空垫与体膜加真空垫的摆位误差比较

陈秀杯 石丽婉 吴琼

【摘要】目的 应用千伏级锥形束CT（KV-CBCT）比较胸中段食道癌患者使用真空垫与体膜加真空垫两种固定技术的摆位误差。方法 选取40例患者随机分为两组，各20例。一组使用真空垫固定技术，另一组使用体膜加真空垫固定技术。应用KV-CBCT于放疗实施前对40例胸中段食道癌患者进行扫描，并在线将重建的三维图像与计划CT扫描图像匹配，获得左右（X）腹背（Y）头脚（Z）三个方向摆位误差并进行分析。结果 根据Van Herk公式（PTV＝2.5 ∑＋0.7 δ）计算得到各方向的CTV-PTV外放边界值，热塑体膜加真空垫固定组左右（X）、腹背（Y）、头脚（Z）分别1.60 mm、1.27 mm 、1.74 mm，真空垫固定组左右（X）、腹背（Y）、头脚（Z）分别2.47 mm、4.07 mm 、3.67 mm。结论 胸部肿瘤患者由于呼吸动度、胸廓变化、手臂上举牵拉等因素造成摆位误差，使用体膜加真空垫固定技术可减少摆位误差，从而提高摆位治疗精度。

【关键词】千伏级锥形束；胸中段食道癌；摆位误差；真空垫；体膜

我国是食管癌的高发国家，每年新发病例超过15万人，占世界各国食管癌年新发病例总数一半以上[1]，其死亡率列居我国恶性肿瘤第4位。在我国，大多数食管癌患者被确诊时已为中晚期，80%以上患者需行放射治疗。因此，放射治疗是食管癌的重要治疗手段。研究表明[2]，在放射治疗计划的执行过程中，患者实际治疗体位与计划体位存在着不同程度的差异，即摆位误差。影响摆位误差因素很多，其中患者体位固定就是其中之一。

2　材料与方法

2.1 设备

（1）Varian 23 EX直线加速器。（2）Varian机载的影像系统（On-board Imager，OBI）。（3）Varian Eclipse 11三维适型治疗计划系统（TPS）。（4）GE Lightspeed RT 16排螺旋CT模拟机。

2.2 临床资料

选取2013年10月～2014年12月到我院就诊的胸中段食道癌患者挑选40例作为研究对象。入组标准：（1）胸中段食道癌患者。（2）能配合技术员摆位，并且坚持扫CBCT整个过程。剔除标准：（1）脊柱严重畸形或活动受限者。（2）治疗过程中真空垫漏气或体膜松紧程度发生变化，需二次定位者。（3）男、女患者不超过标准体重。

2.3 制膜和定位阶段

使用真空垫，患者仰卧于人体真空固定袋，与患者进行交谈，使其放松，调整体位使其矢状面与床面垂直，冠状面与床面平行，并要求患者双手交叉抱肘置头顶，统一标明左手在上，右手在下，按照身体的形状进行抽气固定。使用体膜加真空垫一组，将真空垫放在一块有机玻璃板上，体位同前。将低温体膜放到75℃恒温箱加热，待体膜变透明软化后取出，吸去水珠后迅速置于患者身上，两侧边框固定于底座的有机玻璃板上，用手轻压体膜使其于胸阔的轮廓紧贴，待其充分冷却后方可解除固定。计划CT扫描采用80 cm大孔径16排螺旋CT扫描机（GE lightspeed RT）。扫描范围为第7颈椎至腰1下缘，层厚5 cm，层距5 cm。将获得的患者CT图象传输至（Varian Eclipse 11）放疗计划设计系统，进行逆向计划设计，经计划系统将计划CT图象传输至Image工作站，作为与患者KV-CBCT图像融合的参考图像。

表1 两组摆位误差比较（±s）mm（绝对值）

表1 两组摆位误差比较（±s）mm（绝对值）

分组 　　左右方向（X轴） 　　腹背方向（Y轴） 　　头脚方向（Z轴）真空垫组 　2.44±1.73 　2.92±2.47 　2.90±2.11体膜加真空垫组 　1.36±1.08 　1.48±0.89 　2.77±1.56 t 　1.28 　3.30 　0.41 P 　0.205 　0.001 　0.68真空垫组PTV 　2.47 　4.07 　3.67体膜加真空垫组PTV 　1.60 　1.27 　1.74

2.4 治疗阶段和图像配准方法

首次摆位由医生、物理师、技术员共同完成。先对定位中心1（我科统一标示为1），患者身上的“+”字激光线与真空垫上的“+”字激光线完全重和后，物理师按医生治疗计划要求做出一个治疗中心，根据物理师作出的参数，移动治疗床，获得一个治疗的参考点，然后进行CBCT扫描，并在线将重建的三维图像与计划CT扫描图像匹配，图像匹配符合要求后，移动治疗床，在真空垫上贴上医用胶布，利用激光灯“+”中心线，在患者身上一前、两侧画线并延长到真空垫上，标上数字2（作为治疗中心）。体膜加真空垫的首次摆位也是同样过程，不同的是，最后定位中心（1号线）和治疗中心（2号线）的激光“+”字线标在体膜上。以后患者每次治疗摆位，都是先对1号线的“+”字激光线完全重合后，将治疗床移到2号线的“+”字激光线重合后，方可进行治疗。本研究40例患者根据严格的复位后，使加速器机架角位于182°，设置扫描模式为全束模式，扫描角度为自182°逆时针旋转至178°，时间25 s，图像重建距阵设为512×512，重建层厚2.5 mm。本研究采用自动加手动图像配准法。肿瘤靠近椎体选择骨性配准、靠近肺尖选择肺尖配准。图像配准符合要求后，OBI系统自动计算出左右（X轴）、腹背（Y轴）、和头脚（Z轴）三个方向的平移误差，记录每次误差值。

2.5 统计学方法

用SPSS19.0软件对数据进行统计计算，计量资料以（均数±标准差）（±s）表示，采用t检验，P＜0.05，差异具有统计学意义。

3　结果

20例患者行CBCT扫描200次，通过OBI影像系统配准后，在X轴（左右）、Y轴（腹背）、Z轴（头脚）分别计算得出200个摆位误差。见表1。腹背方向真空垫与体模加真空垫组摆位误差比较，P＜0.05，差异具有统计学意义。左右和头脚方向两组，P ＞0.05，差异不具有统计学意义。采用Van Herk等[3]提出的PTV外放公式：PTV＝2.5 Σ＋0.7 σ，求得能保证90%群体患者，最小的CTV累积剂量至少达到95%的处方剂量的CTV-PTV外放间距。根据PTV外放公式计算PTV外放边界大小。

4　讨论

KV级CBCT能够清楚显示软组织等结构，也可以观察到肿瘤以及周围正常组织在治疗过程中的体积变化及位置移动等。Wawkins等[4]的研究结果表明，CBCT测量摆位误差比较精确，而EPID（电子射野影像装置）低估了实际的摆位误差。Hunt等[5]认为与传统常规放疗相比，摆位误差对精确放疗的影响更大，治疗计划设计出的剂量分布仅是一种理想模型，由于摆位误差的存在，实际治疗中的剂量分布与之有较大的差距。通过对20例使用真空垫固定和20例使用体膜加真空垫固定的患者摆位误差的测量分析，认为Y轴方向上体模加真空垫优于真空垫，P＜0.05，差异具有统计学意义，从摆位扩边PTV＝2.5 Σ＋0.7 σ计算PTV，真空垫组PTV（X轴）、（Y轴）、（Z轴）分别是2.47 ㎜、4.07㎜、3.67 ㎜，体膜加真空垫PTV（X轴）、（Y轴）、（Z轴）分别是1.60 ㎜、1.27 ㎜、1.74 ㎜，表明体模加真空垫组对肿瘤位移的控制好于真空垫固定组。体模加真空垫固定体位使其左右、腹背、头脚方向保持了一定的稳定性，由于患者身体的前部并没有受到限制，即患者呼吸的幅度难以控制，导致腹背方向摆位误差较大。因此，在制定胸段食管癌放射治疗计划时，应结合本单位摆位误差的实际情况和靶区与危及器官的位置关系来决定CTV-PTV的外扩边界。

参考文献

[1] 蒋国梁. 现代肿瘤放射治疗学[M]. 上海：上海科学技术出版社，2003：525-534.

[2] Nelson C, Starkschall G, Balter P，et al. Assessment of lung tumormotion and setup uncertainties using implanted fiducials [J]. Int J RadiatOncol Biol Phys，2007，67（3）：915-923.

[3] Van Herk M, Remeijer P, Lebesque JV. Inclusion of geometric uncertainties in treatment plan evaluation [J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys，2002，52（5）：1407-1422.

[4] Wawkins MA,Aitken A,Hansen VN,et al.Set-up errors in radiotherapy for esophageal cancers-is electronic portal imaging or conebeam more accurate? [J]. Radiother Oncol，2011，98（2）：249-254.

[5] Hunt MA，Kutcher GJ，Burman C，et a1．The effect of setup uncertainties on the treatment of nasclpharynx cancer[J]．Int J Radiat Oncol Biol Phys，1993（27）：437-447．

作者单位：361002厦门大学附属第一医院

Comparison of Setup Errors for Fixed Technology Between Vacuum Pad With Membrane Plus Vacuum Pad in Thoracic Esophageal Carcinoma

CHEN Xiubei SHI Liwan WU Qiong the First Affiliated Hospital of Xiamen University Department of Radiotherapy, Xiamen 361002, China

[Abstract]Objective To evaluate setup errors using kilovoltage cone beam computed tomograph ( KV-CBCT ) for thoracic esophageal carcinoma patients treated by the fixed technology of using vacuum pad and membrane plus vacuum pad. Methods Retrospective study has been carried out for 40 patients, which were separated into two groups. A group of 20 patients were fixed with vacuum pad; another group of 20 patients were fixed with the membrane plus vacuum pad. Before radiotherapy, 40 patients of thoracic esophageal carcinoma were scanned by KV-CBCT, and the reconstructed 3 D images and plan CT scan image were matched online, and then get and analyze the setup errors of three directions of left-right ( X ), ventral-dorsal ( Y ), cranial-caudal ( Z ). Results The margins required for CTV-PTV were calculated according to the Van Herk formula ( PTV=2.5 ∑+0.7 δ), The thermoplastic membrane plus vacuum pad fixed groups of left-right ( X ), ventral-dorsal ( Y ), cranial-caudal ( Z ) respectively 1.60 mm, 1.27 mm, 1.74 mm; Fixed vacuum pad group of left-right ( X ), ventral-dorsal ( Y ), cranial-caudal ( Z ) were 2.47 mm, 4.07 mm, 3.67 mm. Conclusions The thoracic esophageal carcinoma patients due to respiratory movements, thoracic changes, and arm lift factors caused setup errors, using membrane plus fixed vacuum pad technology can reduce the setup errors, so as to improve the setup accuracy of therapy.

[Key words]KV-CBCT, Thoracic esophageal carcinoma, Setup error, Vacuum pad, Membrane

doi：10.3969/j.issn.1674-9308.2015.23.084

【文章编号】1674-9308（2015）23-0116-02

【文献标识码】B

【中图分类号】R735