Halcyon医用电子直线加速器对142例肺癌患者常规分割治疗模式下靶区外放边界的分析

徐浩然，孙显松，王欣海，胡 克，邱 杰，张福泉

(中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院 放射治疗科，北京 100730)

近几年，恶性肿瘤发病率逐渐增高，已经成为危害人类健康的第二大疾病。放射治疗是治疗恶性肿瘤的主要方式之一，占所有恶性肿瘤综合治疗的65%-75%。肺癌是指来源于支气管黏液腺、细支气管上皮及肺泡上皮的恶性肿瘤，临床上就诊的非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)中，早期仅占20%左右，中、晚期占70%以上，包括小细胞肺癌(small cell lung cancer，SCLC)，早期可选择手术治疗，中晚期患者多选用放疗和化疗等治疗达到较好的局部控制率，提高患者生存率[1]。Halcyon是瓦里安公司一款应用高剂量率的新型治疗机，装载锥形束CT(cone beam computed tomography，CBCT)图像引导系统，每次治疗前需进行图像引导，且基于第一次治疗修正的摆位误差应用以后治疗前摆位误差的修正。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 研究对象：选取北京协和医院放疗科2019年5月至2020年8月142例肺癌患者，一般情况见表1，年龄42～84岁，中位年龄60岁，所有患者采用单次剂量低于3 Gy，每周治疗5次的常规分割方式，总疗程4～5周，选取每次患者治疗前配准图像共计3 192组。

表1 142例肺癌患者病种分布和比例Table 1 Details of 142 patients with lung cancer

1.1.2 设备材料：瓦里安公司Halcyon加速器、Eclipse计划系统、飞利浦公司Brilliance大孔径CT、碳纤维一体板、低温热塑网状体罩。

1.2 方法

1.2.1 CT模拟定位: 将低温热塑体膜放在恒温水箱中，水温控制为60 ℃，等待5 min，使低温热塑体膜全部柔软，捞出后用干布将其擦干。在Brilliance CT床面上放置一体板，Lockbar放置于F3,患者仰卧于碳纤维一体板上，头托放置D1,右臂在上左臂在下，双手交叉手握握杆C处，使患者处于舒适的位置，待患者呼吸放松平稳后， 在身上覆盖低温热塑体罩塑形，CT床移动至碳纤维一体板刻度0位，依据激光灯指示位置，在低温热塑体罩上标记十字中心。

1.2.2 CT模拟定位图像采集: 依照激光中心定位后，采用飞利浦Brilliance大孔径CT采集图像，CT设置条件：管电压120 kV、管电流100 mA、扫描厚度5 mm、图像矩阵512×512，图像扫描范围为肺尖上缘5 cm至肝部下缘，将扫描图像传输到瓦里安Eclipse计划系统，进行计划设计[2]。

1.2.3 摆位误差数据获取: 每次在患者治疗前应用Halcyon加速器CBCT系统扫描，将CBCT图像与CT定位图像进行配准，配准以靶区为主，骨性标记为辅，摆位误差升降方向(vertical，VRT)、进出方向(longitudinal，LNG)、左右方向(lateral，LAT)任意方向大于8 mm应重新摆位再次确认，并对摆位误差进行统计分析。

1.2.4 误差分析方法: 随机抽取18例患者的CBCT图像进行观察，分析出现误差的原因。由于肺部在治疗过程中是持续进行呼吸运动的，实验结果应结合国际辐射单位与测量委员会(International Committee on Radiation Units and Measurements,ICRU)50号报告和ICRU62号报告进行分析。

1.3 统计学分析

2 结果

获取142例患者总疗程中所有CBCT图像共计3 192组，计算摆位误差结果，其中升降方向(VRT)摆位误差范围为(0.07±1.59)mm，进出方向(LNG)摆位误差范围为(-0.15±4.40)mm，左右方向(LAT)摆位误差范围为(0.08±3.50)mm；肺癌常规分割患者靶区外放范围升降方向为1.29 mm，进出方向为2.70 mm，左右方向为2.64 mm[4]。从结果中发现，进出和左右两个方向靶区外放范围较升降方向值偏大，通过对18例患者CBCT图像分析，发现肺部呼吸运动时肿瘤在LNG和LAT两个方向上位移较大，特别是肺下叶靠近膈肌肺组织移动度较大。考虑到患者治疗是在自由呼吸下进行的，肺部一直进行规律的呼吸运动，应将肺部呼吸运动产生的移动范围考虑在内，因此本实验结果应结合ICRU50号和ICRU62号报告(表2)，将肺部自由呼吸时平均移动范围与本实验结果相加[5]，校正后的靶区边界外放结果为：VRT=3.69 mm，LNG=6.60 mm，LAT=5.04 mm。

表2 对20例肺癌患者用荧光记录仪测得正常呼吸时靶区相对与一内固定点(椎体)的移动范围

3 讨论

在入组患者试验中，LNG和LAT方向有误差范围超出±8 mm现象，经过观察总结为以下3个方面原因：1)肿瘤体积变化，部分患者治疗过程中对射线敏感，肿瘤体积缩小较快，导致图像配准时与定位时结果偏大；2)患者体型变化较大，致使体型与体罩不匹配；3)患者呼吸幅度与定位时不同。根据这3个方面，北京协和医院放疗科采取了如下措施：首先，让患者躺在治疗床上，等待其呼吸稳定后再进行摆位；其次，当患者体型与体罩严重不合适、肿瘤缩小明显时，及时重新定位，避免治疗错误。提高肺癌患者放疗精度不仅要通过精确的定位，准确的靶区外放范围，还要减少患者呼吸幅度过大和体型变化过快等一些影响随机误差的客观因素。不同种类的加速器拥有自己的特性，加速器对摆位误差的修正能力不同，例如，部分加速器加载了4维或6维床使其修正摆位误差能力更强，因此针对相同的病种，不同加速器应该有不同的靶区边界外放值。

随着放疗设备的更新，照射范围越来越精准，单次照射剂量越来越高，精确放疗已经有堪比手术刀的功能，如何给予肿瘤部位准确的照射提高效果，又保护正常组织器官免受影响，是本研究的目的，也是放疗工作者越来越关注的问题。