图像引导放疗二维电子射野影像系统验证模式和三维锥形束验证模式对鼻咽癌调强放疗摆位误差的影响〔1〕

张佩,叶威

(九江市第一人民医院,江西 九江 332000)

鼻咽癌的发病常见于南方地区,尤其多发于中老年人,且存在性别差异,男性发生率是女性的2～3 倍。鼻咽癌病灶区多位于较深位置的鼻咽后壁,手术治疗非常不便,而鼻咽癌对放射疗法(简称放疗)敏感,故放疗是目前的首要治疗方法[1]。调强放疗(IMRT)可减轻对其余正常组织的放射性损伤,降低复发率,提高生存率[2]。但是在治疗过程中受到不可控制因素的影响,患者会不自主轻微移动,造成受照范围增加,危及附近组织器官或造成靶区遗漏,因此放疗过程中体位固定并且减少摆位误差十分重要。本研究比较采用二维电子射野影像系统(EPID)验证模式和三维锥形束CT(CBCT)验证对鼻咽癌IMRT摆位误差的影响,以提高治疗效果,减少对其他危及组织的辐照剂量[3-4]。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2018年10月—2021年10月行IMRT的30 例鼻咽癌患者,根据使用的图像引导放疗(IGRT)方式不同分为EPID组(n=15)和CBCT组(n=15)。纳入标准:病理学检查确诊为鼻咽癌;年龄20～65 岁;鼻咽癌分期为Ⅱ～Ⅳ B期;患者及家属均知情。排除标准:妊娠或哺乳期患者;既往有头颈部放疗或手术史。本研究已获得医院伦理委员会批准。

1.2 治疗方法

1.2.1 设备

患者体位固定后,采用BRIVO CT机(美国GE公司)定位和扫描,扫描层厚2.5 mm,对颅顶至胸腔关节进行扫描,扫描完毕上传至PHLIPS Pinnacle3计划系统。

1.2.2 图像采集

EPID组:使用二维兆伏(MV)级Synergy Vmat机械臂,曝光条件为6 MV,角度为0°和90°,视野10×10,获取两幅分辨率为0.259 mm×0.259 mm,大小为1 024×768正交图像。

CBCT组:使用三维千伏(KV)级Synergy Vmat3309直线加速器XVI系统,图像重建层厚2.5 mm,矩阵512×512,图像采集范围360°,角度从180°顺时针旋转180°。两组患者的治疗剂量均为2 Gy,共28 次,每周5 次,总剂量56 Gy。

1.2.3 图像配准

CBCT采用骨性和软组织配准;EPID采用图像配准。

1.3 观察指标

比较两组患者影像采集和配准时间,图像配准后记录并分析左右(Lat)、头脚(Long)、前后(Vert)三个方向的摆位误差及验证效果。计算靶区外扩边界(MPTV)[临床靶区(CTV)到计划靶区(PTV)的外扩范围],公式为MPTV=2.5∑+0.7σ。σ代表随机误差(每例患者偏移标准差的均方根),∑代表系统误差(每例患者平均偏移的标准差),分别计算Lat,Long和Vert三个方向的MPTV。治疗结束后,采用视觉模拟评分法(VAS)评估患者疼痛情况,总分10分,0分代表无痛,10分代表最痛,分值越高疼痛越明显。比较两组对其他危及组织的辐照剂量。

1.4 统计学方法

2 结 果

2.1 两组患者三个方向的摆位误差比较

EPID组患者Lat,Long和Vert三个方向的摆位误差明显大于CBCT组患者,差异有统计学意义(P<0.05)(见表1)。

2.2 两组图像采集和配准时间及VAS评分比较

CBCT组图像采集、配准时间显著大于EPID组,VAS疼痛评分低于EPID组,差异有统计学意义(P<0.05)(见表2)。

2.3 两组患者MPTV比较

EPID组患者Lat,Long和Vert三个方向的MPTV均大于CBCT组患者,且均大于6 mm,差异有统计学意义(P<0.05)(见表3)。

表1 两组患者三个方向的摆位误差比较 单位:mm

表2 两组图像采集、配准时间以及VAS评分比较

表3 两组患者MPTV比较 单位:mm

2.4 两组对其他组织的危及剂量比较

CBCT组患者危及非肿瘤区域内耳、脊髓、啮合关节和视神经的平均受照剂量均小于EPID组,差异有统计学意义(P<0.05)(见表4)。

表4 两组对其他危及器官的辐照剂量比较 单位:Gy

3 讨 论

鼻咽癌是指位于鼻咽腔侧壁、顶部的恶性肿瘤,发病率呈逐年上升趋势,临床常见症状为涕中带血、鼻塞、头痛、听力下降、复视、耳闷堵感等[5]。鼻咽癌对于放射治疗敏感性较高,是目前的首选治疗方法。放射治疗需精准定位肿瘤部位,较少危及其余正常组织,但由于头颈部位结构复杂,给正确摆位带来了挑战[6]。因此,降低摆位误差、提高肿瘤放射治疗的重复性和治疗是临床研究的重点和难点。

本研究采用CBCT和EPID两种IMRT治疗方式。EPID操作时采用兆级能量,操作简便、经济、快速,但也存在一定的局限性,例如图像的分辨率低,只能在水平方向进行图像采集,缺乏全方位的角度分析,患者被迫接受的额外剂量高,对其他组织的危及较大[7-9]。CBCT是一种新型调强放疗方法,组织分辨率更高,患者接受的辐射更少,可减少对其他正常组织的照射[10-12]。本研究中,EPID组的图像采集和配准时间明显小于CBCT组,可能与EPID组图像分辨率更低、采集图像更少有关,也可能与其只在水平方向进行采集和配准有关[13-14]。癌症患者经常出现疼痛症状,因此放疗过程应尽量减少或避免给患者带来疼痛。本研究比较了两组患者的VAS疼痛评分,结果显示EPID组VAS疼痛评分明显高于CBCT组,可能与EPID组患者接受了非靶区额外辐射有关。

放射治疗的目的是提高肿瘤的治愈率,但实际过程中由于各种原因会导致摆位误差,降低局部肿瘤控制率,使部分肿瘤区域获取不到足够剂量,也有可能危及附近无关组织,造成后遗症和并发症[15-17]。本研究中,CBCT组前后、左右、头脚的摆位误差与EPID组比较,差异均无统计学意义。Hurkmans等[18]回顾发现头颈肿瘤的σ和∑分别为1.1～2.5 mm和1.6～4.6 mm;徐升等[19]应用CBCT行调强放疗治疗鼻咽癌,放疗中心σ在X,Y和Z三维方向上的平均值分别为1.53 mm,2.42 mm和1.22 mm,∑分别为0.96 mm,-1.32 mm和0.78 mm。本研究中,CBCT组随机误差为0.73 mm,0.90 mm和0.86 mm。同时,CBCT组对于非肿瘤区域内耳、脊髓、啮合关节、视神经的平均受照剂量小于EPID组。CTV指病灶区以及病灶基础上外扩一定范围,PTV指考虑到患者的运动、器官生理运动、射野误差等在CTV基础上再次外扩的范围,根据摆位误差可计算MPTV,即CTV到PTV的外扩范围[20]。EPID组患者Lat,Long和Vert三个方向的MPTV均大于CBCT组患者,且均大于6 mm,而MPTV在≥6 mm时对于外扩边界值的确定有一定的参考价值[21-22]。

综上所述,采用三维CBCT模式进行放射治疗鼻咽癌,摆位误差较小,可降低危及组织的受照剂量和患者的疼痛指数,提高放射治疗的精准性。