探讨鼻咽癌调强计划剂量分布和验证通过率受摆位误差的影响

俞海东，，，，

(梅州市人民医院放射治疗室，广东 梅州 514031)

探讨鼻咽癌调强计划剂量分布和验证通过率受摆位误差的影响

俞海东，蒋振东，陈爱辉，马天斌，张海强

(梅州市人民医院放射治疗室，广东 梅州 514031)

目的在鼻咽癌放疗中，通过锥形束计算机体层摄影术(CBCT)扫描得出摆位误差，探讨摆位误差对鼻咽癌调强计划剂量分布以及验证计划r通过率的影响。方法选取25例鼻咽癌患者，每例患者在治疗期间进行10次CBCT扫描，共扫描250次。把扫描图像与计划CT图像进行融合配准得出X、Y、Z等3个方向的摆位误差，然后把摆位误差数据分别模拟回计划系统中的调强计划和验证计划中。重新计算调强计划分析肿瘤靶区和危及器官剂量的变化、重新计算验证计划并传回Delta4三维剂量验证软件中，分析验证计划r通过率的变化。结果在X、Y、Z方向上的摆位误差为(-0.05±1.23)mm、(-0.48±1.66)mm、(0.59±1.23)mm。计划靶区的最大剂量(Dmax)比原计划高(P<0.05)、靶区98%的体积剂量和平均剂量比原计划低(P<0.05)。脊髓、脑干、视神经、视交叉、晶体再计划的最大剂量和腮腺50%的体积剂量都比原计划高(P<0.05)。验证计划各射野和总剂量的再r通过率比原r通过率低(P<0.05)。结论摆位误差使鼻咽癌在放疗中靶区剂量的减少和危及器官剂量的增加，造成治疗增益比的下降。而使验证计划r通过率的降低也反映出其对实际治疗的影响。因此放疗前的摆位误差校正是非常有必要的。

摆位误差；锥形束计算机体层摄影术；剂量分布；验证计划；计划r通过率

调强放疗(intensity modulated radiation therapy,IMRT)可以通过对各个照射野的强度分布的调整在靶区得到足够剂量的情况下使危危及器官得到适当的保护[1]。鼻咽癌是我国常见的恶性肿瘤之一，由于鼻咽位于头颅中央，与颅底紧密相连，周围有许多重要的组织器官，手术切除困难，放疗是最主要的治疗手段[2]。IMRT是目前治疗鼻咽癌最主流的技术之一,但由于IMRT剂量梯度变化比较大，这就对放疗前的摆位误差和验证提出了更高的要求。IMRT计划执行过程中，与其他因素(如机架角度和机头角度等)相比，患者的摆位误差对剂量分布影响更明显[3]。IMRT与适形放疗相比，受摆位不确定性的影响更大，需要采取更多的措施去校正摆位误差[4]。本文通过应用医科达SynergyTMS直线加速器机载的锥形束计算机体层摄影术(cone beam computer tomography，CBCT)对鼻咽癌患者进行图像引导放疗，把扫描得出的摆位误差数据模拟回原计划和验证计划中，分析患者放疗期间摆位误差对原计划剂量分布和验证计划r通过率的影响。探讨鼻咽癌IMRT应用图像引导在线校准摆位误差的必要性。

1 资料与方法

1.1临床资料选取2014年11月至2015年12月在我院进行IMRT的25例鼻咽癌患者。年龄20～66岁，中位年龄50岁。其中男16例，女9例。T1期6例、T2期12例、T3期7例。

1.2体位固定和扫描方法患者采用仰卧位，双手自然放置在身体两侧，头枕于专属头垫上。在模拟定位机下，通过透射观察患者体位。当双侧眼眶在同一水平面，鼻中隔、颈椎、胸椎在一条直线上，机架分别转至±90°，左右外耳孔重合时，用头颈肩热塑膜进行体位固定。在模拟定位机的激光定位系统下，用铅点标出左右两侧和中间的三个参考点。应用螺旋CT机，电压120 kV、电流120 mA、层距3 mm，扫描范围为头顶到锁骨头下2 cm(包括整个头颈肩部)进行扫描，把扫描后的CT图像通过网络传到Pinnacle 9.8治疗计划系统。

1.3靶区勾画和计划制定由临床医生在患者每层CT图像上勾画出鼻咽原发灶和阳性淋巴结(GTV)、亚临床病灶(CTV1)、预防照射区域(CTV2)、结合本单位鼻咽癌摆位误差相应的外扩成计划靶区(PTV)，分别定义为PGTV、PCTV1、PCTV2。根据ICRU83号报告勾画危及器官。

1.4计划设计使用Pinnacle9.8治疗计划系统，采用6 MV X射线，射野入射角度为0°、40°、80°、120°、160°、200°、240°、280°、320°。根据处方条件逆向生成IMRT计划。处方剂量分别PGTV 70 Gy/30次、PCTV1 66 Gy/30次、PCTV2 60 Gy/30次。危及器官限量：脊髓最大剂量(Dmax)≤45 Gy、脑干Dmax≤54 Gy、视神经Dmax≤54 Gy、视交叉Dmax≤54 Gy、晶体Dmax≤9 Gy、腮腺50%的体积剂量(D50)≤30 Gy。

1.5图像配准采用医科达SynergyTMS直线加速器，每例患者治疗期间先连续采集5次CBCT，然后每周采集1次(共5次)，共采集10次CBCT图像。25例患者共扫描了250次。把扫描得到的CT图像与计划CT图像采用骨配准方式进行配准，通过配准软件得出X、Y、Z等3个方向上的摆位误差。经过临床医生和物理师分析确认后对患者通过移动治疗床纠正摆位误差后进行治疗。把得出的摆位误差模拟回原调强计划和验证计划中重新计算剂量分布。

1.6观察指标PGTV、PCTV1、PCTV2分别选取Dmax、平均剂量(Dmean)、98%的体积剂量(D98)。脊髓、脑干、视神经、视交叉、晶体选取Dmax、腮腺选取D50、各射野的r通过率、各射野合成的总剂量r通过率。(注：r通过率采用3%的绝对剂量偏差和3 mm距离偏差的标准)

2 结果

2.1摆位误差25例鼻咽癌IMRT患者在X、Y、Z等3个方向上的摆位误差见表1。

表1 25例鼻咽癌患者摆位误差结果 mm

2.2靶区剂量的影响25例鼻咽癌IMRT患者摆位误差对靶区剂量的影响见表2～4。

表2 25例鼻咽癌IMRT患者摆位误差对靶区PGTV剂量的影响 cGy

注：计划差别=[(再计划-原计划)/原计划]×100%

表3 25例鼻咽癌IMRT患者摆位误差对靶区PCTV1剂量的影响 cGy

注：计划差别=[(再计划-原计划)/原计划]×100%

表4 25例鼻咽癌IMRT患者摆位误差对靶区PCTV2剂量的影响 cGy

注：计划差别=[(再计划-原计划)/原计划]×100%

2.3危及器官的影响25例鼻咽癌IMRT患者摆位误差对危及器官的影响见表5、6。

3 讨论

摆位误差是影响放疗精度的重要因素，即使是固定较好的头颈部肿瘤也难以避免[5]。有研究[6]指出CBCT测定等中心位移的随机误差头颈部肿瘤<2 mm。我院采用CBCT对25例鼻咽癌患者进行的250次扫描得出X、Y、Z等3个方向的随机误差为1.23 mm、1.66 mm、1.23 mm，基本与上述报道一致。

表5 25例鼻咽癌IMRT患者摆位误差对危及器官的影响 cGy

注：计划差别=[(再计划-原计划)/原计划]×100%

表6 25例鼻咽癌IMRT患者摆位误差对危及器官的影响 cGy

注：计划差别=[(再计划-原计划)/原计划]×100%

2.4r通过率影响25例鼻咽癌IMRT患者摆位误差对验证计划各个射野和总剂量r通过率的影响见表7、8。

表7 25例鼻咽癌IMRT患者摆位误差对验证计划各个射野r通过率的影响 %

注：通过率差别=[(再通过率-原通过率)/原通过率]×100%

表8 25例鼻咽癌IMRT患者摆位误差对验证计划各个射野和总剂载量r通过率的影响 %

注：通过率差别=[(再通过率-原通过率)/原通过率]×100%

有研究[7-8]表明在鼻咽癌放疗中，摆位误差虽能保证在2 mm以内，但如不校正误差，对肿瘤靶区剂量和正常器官所受剂量也将受到不同程度影响。也有研究[9]表明摆位平移误差2、3 mm或旋转误差3°以上即可使靶区照射剂量降低(漏照)和周边的正常器官照射剂量升高(误照)，其中周围正常器官的误照比靶区漏照更为明显。当系统误差为2 mm时，并没有发生剂量不足超过3%的情况，而当系统误差为5 mm时，剂量不足超过3%的机会明显增加[10]。而当剂量改变3%～5%的可使肿瘤放疗的有效下降及正常组织并发症的发生率增加[11-13]。本文通过把CBCT扫描得出的摆位误差数据模拟回计划系统中重新计算靶区和危及器官的剂量分布，分析出再计划靶区PGTV、PCT1、PCTV2的D98和Dmean都比原计划的低，其中PCTV2的D98差别达到-1.34%。而靶区Dmax都比原计划高，其中差别最大的PCTV1的Dmax为0.34%。再计划危及器官的照射剂量都比原计划的高，其中左侧视神经、右侧视神经、左侧晶体、右侧晶体、视交叉的最大剂量Dmax都比原计划大5%以上。脊髓、脑干、左侧腮腺、右侧腮腺分别比原计划大1.87%、3.54%、2.36%、1.89%。以上数据可以看出危及器官照射剂量升高的差别比靶区照射剂量降低的差别明显，体积较小的危及器官照射剂量升高的差别比体积较大的危及器官更明显，也可以得出摆位误差降低了靶区的低剂量区剂量、提高了靶区高剂量区和危及器官的剂量，这就容易造成治疗增益比的降低。

在验证计划r通过率方面，孙晓欢等[14]指出摆位误差对鼻咽癌患者和宫颈癌患者的VMAT计划的剂量学验证有较大影响，误差越大通过率越低。徐建[15]采用MapCHECK进行剂量验证得出X、Y轴上摆位误差与验证通过率有正相关性，某种程度说明临床治疗中也存在相同规律。本文通过CBCT扫描得出的摆位误差数据模拟回验证计划中，然后把重新计算的验证计划传输回Delta4软件中，通过与实际测量的剂量进行比对，得出各个射野和射野合成总剂量的r通过率。分析得出再验证计划的各个射野和总剂量的r通过率都比原r通过率低，其中差别最大的为入射方向为160o的射野比原r通过率差-0.91%。总剂量的r通过率差别比各射野的r通过率都低，为-0.13%。r通过率的降低也可反应出摆位误差对实际治疗的影响。

本文采用鼻咽癌IMRT分次间的摆位误差，在计划系统中静态的分析其对肿瘤靶体积、危及器官、验证计划r通过率的影响。但在实际治疗过程中，患者身体旋转、危及器官的运动、肿瘤靶区的缩小等都会对肿瘤靶体积和危及器官的受量产生影响，这些都是需要进一步探讨和研究的。

总之，虽然鼻咽癌在放疗中的摆位误差较小，但是其对肿瘤靶体积和危及器官的影响不能忽略。应用CBCT等先进的图象引导系统可以有效降低摆位误差，提高放疗精度。

[1] 胡彧.放射治疗物理学[M].北京:原子能出版社,2010:464.

[2] 崔念基,卢泰祥,邓小武.实用临床放射肿瘤学[M].广州:中山大学出版社,2005:263.

[3] XING L,LIN Z,DONALDSON SS,et al.Dosimetric effects of patient displacement and collimator and gantry angle misalignment on intensity modulated radiation therapy[J].Radiother Oncol,2000,56(1):97-108.

[4] VAN HERK M.Errors and margins in radiotherapy[J].Semin Radiat Oncol,2004，14(1):52-64.

[5] KAM MK,CHAU RM,SUEN J,et al.Intensity-modulated radiotherapy in nasopharyngeal carcinoma: dosimetric advantage over conventional plans and feasibility of dose escalation[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2003,56(1):145-157.

[6] HURKMANS CW,REMEIJER P,LEBESQUE JV,et al.Set-up verification using portal imaging; review of current clinical practice[J].Radiother Oncol,2001，58(2):105-120.

[7] 胡逸民.肿瘤放射物理学[M].北京:原子能出版社,1999：594.

[8] 张文君.鼻咽癌调强放疗中摆位误差对剂量分布的影响综合分析[J].现代肿瘤医学,2014,22 (12):2970-2971.

[9] 潘建基,潘才住,陈传本,等.摆位系统误差对鼻咽癌调强放疗剂量的影响[J].中华放射肿瘤学杂志,2009,16(5):394-396.

[10]王鑫,胡超苏,应红梅,等.摆位系统误差对鼻咽癌放疗剂量分布的影响[J].中国癌症杂志,2008,18(8):620-625.

[11]DUTREIX J,TUBIANA M,DUTREIX A.An approach to the interpretation of clinical data on the tumour control probability-dose relationship[J].Radiother Oncol,1988,11(3):239-248.

[12]DISCHE S,SAUNDERS MI,WILLIAMS C,et al.Precision in reporting the dose given in a course of radiotherapy[J].Radiother Oncol,1993,29(3):287-293.

[13]CHEN C,FEI Z,CHEN L,et al.Will weight loss cause significant dosimetric changes of target volumes and organs at risk innasopharyngeal carcinoma treated with intensity-modulated radiation therapy? [J].Med Dosim,2014,39(1):34-37.

[14]孙晓欢,谭丽娜,马奎,等.摆位误差对VMAT计划剂量学验证的影响[J].中华放射肿瘤学杂志,2014,23(6):513-515.

[15]徐建.摆位误差与MapCHECk调强治疗计划验证通过率相关性研究[J].医疗装备,2015,28(3):25-27.

俞海东(1982-)，男，学士，主管技师，主要从事肿瘤放疗工作。E-mail:cool-yhd@163.com

蒋振东(1976-)，男，学士，副主任技师，主要从事肿瘤放疗工作。E-mail:jiangchenyu0512@163.com

10.3969/j.issn.1673-5412.2017.04.023

R739.63；R730.55

B

1673-5412(2017)04-0347-04

2016-03-12)