应用锥形束CBCT分析鼻咽癌患者调强放射治疗的摆位误差

陈秀杯　廖希一　林勤

[摘要] 目的 应用千伏级锥形束KV-CBCT（Kilo-Volt Cone-Beam Computed Tomography）分析鼻咽癌调强放射治疗时的摆位误差，为鼻咽癌调强放射治疗计划设计时 CTV 外扩 PTV 边界的大小提供参考。 方法 选取2014年6月—2015年12月该院收治的61例 IMRT 的鼻咽癌患者，治疗过程中每周一次应用 KV-CBCT 采集患者治疗前的 CT 图像，将所得图像与定位 CT 图像进行匹配，分别测定 X（左右）、Y（腹背）、Z（头脚）轴3个方向的摆位误差。结果 61例患者共扫描223次KV-CBCT，获得223组摆位误差结果，群体摆位误差绝对值分别为X轴（1.50±1.28）mm，Y 轴（1.61±1.35）mm，Z 轴（1.63±1.47）mm；根据Van Herk公式（PTV =2.5∑+0.7δ）计算得到各方向的 CTV-PTV 外放边界值 X、Y、Z 轴分别为2.56 mm、2.23 mm和2.94 mm。结论 应用KV-CBCT影像系统可实时测量摆位误差并在线进行纠正，缩小鼻咽癌放疗过程中分次间的摆位误差，为CTV-PTV外放边界提供参考。

[关键词] 鼻咽癌；KV-CBCT；调强放射治疗；摆位误差

[中图分类号] R730.55 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2018）04（c）-0193-03

Setup Error in Intensity Modulated Radiotherapy for Patients with Nasopharyngeal Carcinoma by Cone-Beam Computed Tomography

CHEN Xiu-bei， LIAO Xi-yi， LIN Qin

Department of Radiotherapy， First Affiliated Hospital of Xiamen University， Xiamen， Fujian Province， 361003 China

[Abstract] Objective To analyze the setup errors by KV-CBCT （Kilo-Volt Cone-Beam Computed Tomography） in nasopharyngeal carcinoma treated with Intensity Modulated Radiotherapy to provide the reference for calculate safety margins of PTV with CTV. Methods 61 patients from June 2014 to December 2015 in our hospital with nasopharyngeal carcinoma who had received KV-CBCT and were treated with IMRT were selected. By matching the acquired images of KV-CBCT and localization of CT images， the setup errors of X-axis （left-right）， Y-axis （cranial-caudal） and Z-axis （ventral-dorsal） were respectively tested. Results 61 cases of patients received the 223 KV-CBCT scans.， and 223 setup errors were obtained， The overall setup errors were below （1.50 ±1.28） mm in X-axis， （1.61±1.35） mm in Y-axis and （1.63±1.47） mm in Z-axis； The margins required for CTV-PTV were calculated 2.56 mm， 2.23 mm and 2.94 mm， respectively， according to the Van Herk formula （PTV =2.5∑+0.7δ）. Conclusion The application of KV-CBCT imaging system on the margin of CTV-PTV can measure and reduce the setup errors by correcting online， which can reduce the intra-fractional setup errors， and provide the reference for calculating safety margins of PTV with CTV.

[Key words] Nasopharyngeal carcinoma （NPC）； KV-CBCT； Intensity Modulated Radiotherapy （IMRT）； Setup error

鼻咽癌是我國南方常见恶性肿瘤之一，其治疗方法首选放射治疗，特别是近20年来调强放射治疗技术的应用，鼻咽癌的局控率高达90%左右[1]。而适形调强放疗IMRT（Intensity modulated radiation therapy）是三维适行的一种，与常规放射治疗相比，精确度更高，在三维影像重建的基础上、在三维治疗计划指导下，靶区内的剂量能够按照处方的要求分布，即高剂量区更好地包绕靶区，周围组织的受照剂量更低，剂量梯度陡峭，因而它对摆位的精确性要求更高[2]。该研究选取2014年6月—2015年12月该院收治的61例患者为研究对象，现将研究结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

该院共收治的初治鼻咽癌IMRT患者61例，女性16例，男性45例，所有病例均经病理确诊为非角化型癌。

1.2 主要设备及材料

①瓦里安（Varian）23EX直线加速器；②Type-STM9个点固定的标准穿孔型（MT-APSD）头颈肩热塑面模；③Type-STM全碳素纤维头颈肩搁板（20-CFHN-SUB2）。

1.3 体位固定方法

根据患者的胖瘦及颈部长短选择合适的头枕，取仰卧位，头后仰，两外耳孔距离床面相等，双手置于体侧，掌心朝内，采用头颈肩热塑面膜固定体位，注意面膜与面部五官的服帖。

1.4 摆位

首次摆位由医生、物理师、技术员共同参与。仔细核对治疗单上各项参数，核对无误后，交代病人治疗的注意事项，以及配合治疗的重要性。摆位要求按上述体位固定要求。通过激光定位线，先对计划中心（定位中心线：我科统一标注为“1”线），三点激光重合后，根据治疗计划单数据移床至治疗中心，然后进行KV-CBCT扫描。首次摆位患者扫描校正后，必须先进机房在面罩上贴胶布，按照激光十字线，画好3个十字标示线，标记“2”线，作为治疗对位标示线，并标示好中心源皮距，然后进行治疗。分次间摆位，患者体位与模拟定位体位一致，先用激光对“1”线，三点激光重合后，移床对“2”线三点激光十字线重合后，核对中心源皮距与首次摆位标示中心源皮距是否一致，然后进行治疗或KV-CBCT扫描。

1.5 图像获取与匹配

扫描参数为：旋转扫描角度从22°逆时针旋转至178°，时间25 ms，图像重建矩阵设为512×512，重建层厚选取2.5 mm。扫描后的CBCT图像与模拟定位扫描的CT图像进行比对，先进行机器的自动比对，然后通过手动微调，主要先对颈椎及鼻尖，然后根据医生勾画的靶区进行比对，要求两幅图像尽量重合。计划CT与KV-CBCT图像匹配完成后计算机软件即可自动得出摆位误差。记录每次CBCT扫描后各方向上的摆位误差值。

1.6 统计方法

该研究对数据的处理采用SPSS 19.0统计学软件进行处理。采用Van Herk等[3]提出的PTV外放公式：PTV=2.5Σ+0.7σ，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。

2 结果

根据 Stroom 等[4]的定义：用该患者每次摆位误差的平均值表示个体系统误差，用该患者每次摆位误差的标准差表示个体随机误差，表1为 61例患者的个体摆位误差的详细情况。

3 讨论

放射治疗一般采用分次放疗的方式，对于鼻咽癌患者而言，解剖结构密集，同时存在较大的个体差异，正因如此，促进了更清淅的KV级X线图像技术在放疗体位校正中的应用[5]。

分析的结果显示：3个方向的总体摆位误差均数±标准差（mean±SD）分别为X轴（1.50±1.28）mm、Y轴（1.61±1.35）mm、Z轴（1.63±1.47）mm，在放疗过程中产生的偏差在2～3 mm，与国内[6-7]一些鼻咽癌摆位误差研究结果相接近，说明目前使用头颈肩热塑面罩固定体位，该放疗中心放疗设备的系统误差和技师操作的随机误差在可接受范围内。从摆位误差分布来看，分次间误差主要集中在3 mm内，虽然鼻咽癌放疗摆位精确性较好，但在X、Y和Z轴 >5mm的次数分别是2（0.90%）、2（0.90%）、5（2.24%），这提醒个别患者存在较大偏移，在整个放疗过程中，需要进行严格的质量控制，以期减小误差。由于本单位对每周扫一次KV-CBCT图像，若某一方向误差偏移超过5 mm有条件在线纠正，分析原因，重新摆位，误差较大者则由主管医生确定是否重新定位，以确保精确治疗。该研究摆位误差数据是未经纠正的数据，而实际治疗中，若进行CBCT扫描后，按照配准后的最佳坐标状态进行放疗，因而是误差的极大值，为未行治疗前KV-CBCT扫描的分次治疗提供可靠的外放范围的数据依据。

Van Herk等[3]推导的计算公式（PTV=2.5Σ+0.7δ），按此公式计算得到X（左右）、Y（腹背）、Z（头脚）3个方向CTV-PTV外放边界值分别为 2.56、2.23、2.94 mm，因此，建议该本放疗中心鼻咽癌放射治疗PTV在各个方向取3.0 mm。邢宝继等[8]应用KV-CBCT分析鼻咽癌调强放射治疗的摆位误差，对30 例患者共行168次KV-CBCT扫描，结论为X轴方向为 3.1 mm、Y 轴方向为3.3 mm、Z轴方向为3.4 mm，该研究结果外放边界较其小。因此，对于鼻咽癌患者，基于KV-CBCT图像分析的在线摆位校正能明显减小摆位误差，缩小了CTV外放，减少了周围正常组织的照射剂量。

该研究的不足之处：由于患者的依从性等原因，61例患者未做到每例每周均进行一次KV-CBCT扫描，但是该研究的统计扫描次数达223次，应该也能较客观地说明我放疗中心应用Varian23EX 直线加速器针对鼻咽癌进行三维调强放射治疗计划设计时CTV外放3mm形成PTV是合适的；而且，使用的均是CBCT扫描配准后的原始数据，为没有IGRT的放疗单位提供了较可靠的CTV外扩到PTV边界大小的数据。

[参考文献]

[1] Lin S， Lu JJ， Han L，et a1. Sequential chemotherapy and intensity modulated radiation therapy in the management of locoregionally advanced nasopharyngeal arcinoma： experie nce of 370 consecutive cases[J].BMC Cancer，2010，10（1）： 39.

[2] Stroom jc，Heijmen gJ. Geometrical uncertainties， radiothrapy planning margins， and the ICRU-62 report[J].Radiother Oncol， 2002， 64（1）： 75-83.

[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] Stroom JC，de Boer JC，Huizenga H，et al. Inelusion of geometrieal uneertainties in radiotherapy treatment Planning by means of ceoverage probability[J].Int J Radiat Oneol Biol Phys， 1999， 43（4）： 905-919.

[5] 于金明， 袁雙虎. 图像引导放射治疗及其发展[J].中华放射肿瘤学杂志， 2006， 28（2）： 81-83.

[6] 黄炎秋， 周春骏， 于忠全， 等. 鼻咽癌调强放疗摆位误差分析[J]. 中国实用医刊， 2013， 40（21）： 109-110.

[7] 曲颂. 锥形束CT图像引导在头颈部及胸腹部肿瘤放射治疗中的应用[D]. 南宁： 广西医科大学， 2011.

[8] 邢宝继， 陈林， 郭汝涛， 等. 应用KV-CBCT分析鼻咽癌调强放射治疗的摆位误差[J].现代生物医学进展，2014（35）：6953-6955，6959.

（收稿日期：2018-01-26）