图像引导调强放射治疗胸腹部肿瘤的摆位误差分析

王剑生，陈磊

（广东省农垦中心医院 肿瘤放射治疗区，广东 湛江 524100）

0 引言

胸腹部肿瘤包括结肠癌、胃癌、肺癌等，发病率较高[1]，严重危害国民身心健康。现阶段临床针对胸腹部肿瘤患者主要采用放疗，且干束流调强放疗（intensity modulated radiation therapy IMRT）与三维适形放射治疗（3D-conformal radiationtherapy，3DCRT）得到进一步发展[2]，所以肿瘤放疗疗效日渐提高，集中表现在肿瘤局部控制率增加、并发症减少、生存质量改善明显，而这些技术的主要应用特点是靶区剂量分布适形度增加，可更好地保护正常组织，不过也意味着正常组织、肿瘤间剂量梯度上升。另外，在临床治疗中，若是患者摆位不当，则危及器官剂量容量过高，或是肿瘤剂量不足，容易对疗效产生一定影响[3]，尤其针对胸腹部肿瘤患者而言，体重、皮肤牵引、呼吸等因素均可导致放疗误差并影响疗效，甚至会对正常组织造成损伤。IGRT可以结合加速器与成像系统，经由获取治疗前与治疗过程中的CBCT图像（X线容积图像），与定位CT图像加以比较，从而确定三维误差[4]。本文就20例胸腹部肿瘤患者应用IGRT的效果进行了研究，内容如下文。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入2020年2～4月广东省农垦中心医院接收的20例胸腹部肿瘤患者，纳入标准：①纳入对象均确诊为胸腹部肿瘤；②均行放疗；③知情同意、自愿参与；④本次研究经我院伦理委员会批准。排除标准：①资料不全者；②肿瘤转移者；③拒绝参与研究者。其中男8例，女12例，年龄32～76岁，平均（54.3±2.5）岁，宫颈癌7例、直肠癌5例、乳腺癌3例、肺癌3例、胸腺瘤2例。

1.2 方法

全部病例行放疗，治疗期间借助头枕、延伸支架等固定，且以全数字化X线模拟定位机模拟。另外，全部患者以热塑体膜结合发泡胶固定，方法为：在模拟定位机下展开热塑体膜腹杆，待结束塑体固定后，再固定头部，调整激光线，期间保证矢状面正中呈平行状态，以便维持激光灯能量无异常，同时开展体膜时还需软化后热塑膜与患者体表均匀贴合，之后在热塑体膜上进行标记，而患者全程应维持平直状。此外，模拟定位时使用飞利浦大孔径CT，以瓦里安VitalBEAM加速器治疗；治疗前均进行CBCT扫描，所得图像借助三维匹配框确定三维体积，再与定位CT含有的三维体积相匹配；依据部位不同，可选择手动配准、灰度配准以及骨性配准；采集平移误差（x、y、z）以及对应的旋转误差（u、v、w）；据此调整摆位误差，再行治疗。

1.3 观察指标

以平均摆位误差、总体摆位系统误差为观察指标[2]。

1.4 统计学分析

以SPSS 23.0统计学软件对观察数据展开分析，随机误差（δ）通过标准差（∑）形式表示，系统误差通过摆位误差平均值形式表示，摆位外扩（M）为0.7δ与2.5∑之和。

2 结果

2.1 分析平均摆位误差

20例患者采集CBCT共441次，各方向的平均摆位误差以“系统误差±随机误差”代表，分别为：x轴是（0.16±0.08）cm，y轴是（0.09±0.14）cm、z轴是（-0.03±0.13）cm、u轴是（0.77°±0.26°）、v轴是（-0.21°±0.28°）、w轴是（0.21°±0.18°）。

2.2 分析总体摆位系统误差

①x方向的误差最小，而y方向的误差最大；②x方向、y方向、z方向的外扩值为0.61cm、1.12cm、0.69cm，见表1。

表1 总体摆位系统误差

3 讨论

近年来，我国放疗技术得到长足发展，确保肿瘤控制率时，还可保护更多正常组织，并且由于医学影像技术有所进步，肿瘤放疗期间放疗靶区、治疗计划设计等的精确性均有显著改善[5]。对于放疗而言，周围危及器官以及靶区的位置变化均为常见不确定因素[6]，极易影响实际照射剂量分布，导致器官损伤，或是肿瘤脱靶，亦或是高剂量区进行危及器官范围内，出现后遗症、并发症等，特别是胸腹部肿瘤放疗患者因体型近似椭圆形、易牵拉皮肤、体积大、皮下脂肪较厚，以及受呼吸运动、膀胱充盈度、心脏搏动、消化道充盈程度等因素的影响，容易产生摆位误差[7]。此外，肿瘤位移、周围器官组织位移主要是摆位误差、治疗中位移与治疗间位移，其中摆位误差包括系统误差（每例患者平均偏移标准差，产生系统误差的原因包括模拟定位时患者体位与治疗体位偏差等[8]）、随机误差（分次间摆位误差波动），摆位误差对放疗精度有重要影响，若是存在摆位误差，容易因靶区边缘剂量不准确而造成野内复发，而治疗计划、体内剂量分布间差异越大，越会降低治愈率，提升并发症风险，另外，治疗中位移是照射期间肌肉收缩、心脏跳动、呼吸运动对胸腹器官产生影响，治疗间位移是泌尿系统及消化系统产生的影响。基于此，校正摆位误差至关重要[9]。

IGRT以三维放疗技术为基础，且在融入时间因素后[10]，最终形成四维放疗模式，该法在治疗期间通过综合考虑呼吸动度、摆位误差等对疗效的影响，且以磁共振成像（Magnetic resonance imaging，MRI）、计算机断层扫描（computed tomography，CT）等影像设备实时监测治疗全程肿瘤及周围正常组织器官，及时发现异常且做出调整，能够实现精准化治疗[11]，保证“三精”治疗方案得到落实，同时为加强治疗期间质量控制提供可靠依据，以及确保肿瘤模拟、定位、方案实施以及重复治疗时的体位一致性[12]。

本次研究表明，胸腹部肿瘤治疗中应用IGRT，可有效校正摆位误差。IGRT可借助CBCT技术，在治疗前发现并纠正摆位误差，一方面而言，CBCT可有效计算平移摆位误差，进而移动治疗床，达到校正摆位误差的目的，可以提高治疗精度，另一方面而言，CBCT可计算旋转摆位误差，并显示照射区域器官组织三维结构，当然也能显示肿瘤位置及其大小，所以有助于修改治疗计划，增强肿瘤控制率；本研究中经由CBCT连续采集患者的三维图像，可分析旋转误差，所以较之以往使用的二维数据，将更加精确、直观。此外，胸腹部肿瘤容易受到呼吸的影响，所以外放CTV也是临床关注的重点，相关文献指出[13]，肝脏肿瘤位置存在特殊性，所以在呼吸运动影响下，CTV可达1～3cm，本次研究分析CBCT误差后，胸腹部肿瘤经由图像引导下CTV需于三个方向外扩，即：x方向外扩0.64cm，y方向外扩1.15cm，z方向外扩0.83cm，以此校正PTV。另外，PTV外放有多种计算方案，本研究采用“M=0.7δ+2.5∑”，兼顾随机误差以及系统误差对剂量的影响，此种情况下所得CTV至PTV外放可确保多数患者累积剂量（最小CTV）达95%处方剂量[14-15]。

综上所述，基于IGRT在治疗胸腹部肿瘤患者过程中可应用CBCT技术及时、在线校正摆位误差，有助于及时修正患者放疗计划，确保治疗准确实施，建议推广。