IGRT在肺上叶及下叶肿瘤放射治疗中的应用

黄艳萍，张国军，陈晓荣，马彩花，尚 钧，余文军，詹文华

图像引导放疗技术(IGRT)的发展为肺癌精确放射治疗提供了有力的保证，能提高放射治疗的增益比[1]，减少放射治疗期间靶区移动误差和摆位误差，测量和校正放疗时肿瘤和正常组织移动幅度引起的位置误差[2]，在临床放射治疗期间可发现位于不同位置的肺部肿瘤随着呼吸运动其位置不同的变化[3-4]。本研究将肺部肿瘤以肺门为界分为肺上叶和肺下叶,应用IGRT技术测量并校正肺癌放射治疗位置误差，进而根据误差值分别计算CTV‐PTV的外放边界，为临床医师勾画肺部肿瘤靶区提供一定的理论依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料:选取2019年1月-2020年2月我科收治经病理诊断明确且无远处转移的50例首次放射治疗的肺癌患者，年龄35～70岁，其中鳞癌27例,腺癌13例,小细胞肺癌10例；以肺门为界划分为肺上叶和肺下叶(解剖学中左肺为上、中、下叶，本研究肺上、中叶合称为上叶，右肺为上、下叶)，肺上叶25例，肺下叶25例。

1.2 放射治疗前的准备:所有入组患者行模拟CT定位的要求，采取仰卧位，双手上举右肘右臂在上环抱置于额头。体表标记定位体线，碳纤维板和热塑体膜固定，固定范围上界为锁骨水平，下届至肋弓水平(因患者身高不同会有差异)，标记定位点，行增强CT扫描范围自环甲膜水平至肝脏下缘，将定位图像传至Pinnacle计划系统，勾画肿瘤靶区和危及器官。调强放射治疗计划设计均采用6 MV X线调强放射治疗，放疗总剂量为60 Gy,单次剂量2 Gy,放疗次数为30次，物理师计划验证通过后行放射治疗。

1.3 IGRT及肿瘤位置误差获取:由两位放射治疗师共同摆位治疗，周一至周五治疗，每周一次 IGRT，均采用灰度配准与CT图像匹配，记录X、Y、Z轴的位置误差值。

2 结果

2.1 位置误差结果：肺上叶组、肺下叶组各获取110次IGRT的数据，分别统计肺上叶组和肺下叶组X、Y、Z 3个方向任一方向≥5 mm的的次数。2组患者X方向≥5 mm的次数少，Y、Z 2个方向>5 mm的次数较多；肺上叶组治疗前靶区位置X、Y、Z方向误差最大值分别为6、13、7 mm，肺下叶组治疗前靶区位置X、Y、Z方向误差最大值分别为7、10、9 mm；肺上叶的Y轴误差值比肺下叶明显偏大，肺下叶的Z轴误差值比肺上叶明显偏大，差异均有统计意义(P<0.05)，见表1。

表1 肺癌中上野、下野误差值比较

2.2 CTV-PTV外放边界计算:根据Van Herk[4]MPTV(外放)=2.5Σ+0.7σ，分别计算肺中上叶、肺下叶X、Y、Z轴的外放边界，肺上叶、肺下叶X轴的外放边界。根据此研究建议临床医师勾画肺上叶肿瘤靶区CTV到PTV的外放边界为X方向7 mm、Y方向8 mm、Z方向6 mm；肺下叶肿瘤靶区CTV到PTV的外放边界为X方向7 mm、Y方向7 mm、Z方向8 mm，见表2。

表2 肺癌中上叶、下叶CTV-PTV外放边界值比较(n=110)

3 讨论

IGRT的核心技术是图像的配准，图像配准需要检验治疗前体位的重复性和肿瘤的误差值是否在允许范围内[5]，肺部肿瘤随着呼吸运动其位置也发生一定的位移，可导致肿瘤脱靶和危及器官的高剂量照射[6]。调强放疗的关键在于精确治疗，将肺部肿瘤分为肺上叶组和肺下叶组分别测量肿瘤的位置误差，对肺癌的精确治疗有很大帮助。

本研究得出肺上叶肿瘤IGRT测得Y轴的位置误差>5 mm的均值和次数均>X轴和Z轴。罗焕丽等[7]的研究为肺部肿瘤位置误差Y轴较大，与本研究相同，考虑患者双手上举右肘右臂在上环抱置于额头，双手双臂上举的位置变化会影响激光线和体表标记线的重合性，对摆位精度有一定的影响，这与丘敏敏[8]的考虑一致。本研究患者的固定方式为碳纤维板和热塑体膜固定，对胸部和背部的吻合性较好、固定紧密度较好，而锁骨水平和腹部是开放的，治疗师摆位时通过体表标记线与激光线重合后扣上热塑体膜，在摆位期间或(和)获取图像期间随着呼吸运动的发生热塑体膜没有覆盖的部位或方向发生位置误差比热塑体膜覆盖的部位或方向的位置误差大，这是导致肺上叶Y轴的位置误差值较大、肺下叶肿瘤 Z轴误差值较大的一个重要因素；相同的放射治疗条件下肺下叶肿瘤离膈肌较近，患者平躺后肿瘤随着膈肌受呼吸运动的影响较大，因而肺下叶肿瘤Z轴误差值>X轴和Y轴。综上原因，放射治疗师在给肺上叶肿瘤患者摆位时应注意患者双手位置和高度的重复性、体表标记线的上下线与热塑体膜上下缘的重复性，以降低人为因素的肿瘤误差值；肺下叶肿瘤离膈肌较近，肿瘤位置受呼吸运动的影响较大，因此治疗师嘱患者胸式呼吸，以减小腹部的运动。商在春等[9]研究表明对于食管上段肿瘤的头颈肩固定可提高治疗的精确度，因此笔者考虑对于肺上叶肿瘤横断面位置与食管中上段肿瘤位置相近，用头颈肩加碳纤维板固定可减小Y轴误差值；肺下叶肿瘤患者在做热塑体膜时可往下移将肋弓覆盖住，可减小腹式呼吸动度。有研究结果表明[9]，应用呼吸门控可降低膈肌运动，在以后的治疗工作中可采用呼吸门控装置再做进一步比较，以更好地应用于临床。

通过肿瘤位置误差值计算肺上叶、肺下叶肿瘤患者CTV-PTV的外放边界，临床医生可根据肿瘤位置分别勾画出肿瘤靶区，而不是所有肺部肿瘤的统一方案。肺上叶肿瘤在Y轴CTV-PTV的外放值为8 mm,要>X轴和Z轴；肺下叶肿瘤观察与膈肌的位置关系，可实施呼吸门控装置降低误差值，Z轴CTV-PTV的外放值为8 mm。

本研究应用图像引导技术提高肺癌放射治疗的精准度，提高患者体位的重复性，减少正常组织的照射剂量，以减轻并发症，分别研究肺上叶、肺下叶肿瘤的位置误差值、CTV-PTV的外放边界值，为临床提供数据支持。