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盆腔肿瘤调强放疗摆位误差探讨

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摘要:目的测定盆腔部肿瘤在调强放射治疗中的摆位误差,分析误差的原因并加以控制,以提高放疗准确性。方法选取40例盆腔部肿瘤患者,用电子射野影像装置拍摄验证片,将验证片和计划靶区影像图进行误差比较。结果在左右、头脚、前后方向上的误差分别为(2.10±1.25)、(2.65±1.60)、(2.40±1.50)mm。结论对于盆腔部调强放疗的患者,临床靶区(CTV)到计划靶区(PTV)扩边范围为左右6.13mm,头脚7.75mm,前后7.05mm。

关键词:盆腔部肿瘤;摆位误差;电子射野影像装置;调强放射治疗

在现代化肿瘤治疗过程中,调强放射治疗(IMRT)已成为治疗盆腔部恶性肿瘤的主要方式。但是在放疗过程中,由于每次技术员的摆位误差、患者的体位移动、放疗设备存在的误差、肿瘤靶区相对位置改变,使放疗误差不可避免,影响治疗效果。对此,笔者对40例接受调强放疗的盆腔部肿瘤患者进行了摆位误差的测量和分析,为计划设计时从临床靶区(CTV)到计划靶区(PTV)的外扩边界提供依据。

1资料与方法

1.1一般资料

选取东南大学附属第二医院2015年11月—2016年1月接受调强放疗的盆腔部肿瘤患者40例。其中宫颈癌20例,子宫内膜癌10例、直肠癌10例。患者年龄30~81岁,中位年龄58岁。KPS评分均≥75分,具备明确放疗适应证。固定方式为热塑体膜与放疗体架。本研究得到了医院伦理委员会批准。

1.2设备

瓦里安医用电子直线加速器及其配置的电子射野影像系统(EPID),Eclipse治疗计划系统,新华X线模拟定位机。

1.3定位、计划设计

宫颈癌、子宫内膜癌患者仰卧于平板体架上,直肠癌患者俯卧位于平板体架上,患者的矢状面与床面垂直,将选定的热塑体膜置于65~70℃的水箱中,待体膜软化后取出放置于患者体部,左右拉伸体膜固定于体架上,并使之贴近患者体部。注意突出患者的体表标志,如肚脐、髂前上棘等。打开激光灯,在患者扫描范围的体膜上标记三个金属标记点。然后进行CT扫描,层厚3mm。在设计调强放射治疗计划时,在计划中设计0°和90°两个正交摆位验证野,患者初次治疗时和以后每间隔1周均采集EPID正交位影像进行摆位误差验证和校正(患者知情同意)。

1.4验证图像采集及对比

技师摆位完成后,使用EPID对患者进行摆位验证。采集治疗计划中设计的0°和90°两个正交摆位验证野,以计划野和开放野分别曝光,机器跳数为3MU。参考图像为数字重建摄影图像(DRR),图像比较采用盆腔的骨性结构为标志,勾画出DRR图像上的盆腔骨性结构,与EPID进行最大程度重合,比较EPID图像中解剖标记点和DRR图像中相应解剖标记点的位置差异,得出在x轴、y轴、z轴(x轴、y轴、z轴分别表示患者左右、头脚和前后方向)的摆位误差数据并进行分析。

2结果

本研究共对40例盆腔部肿瘤患者进行了160次EPID影像采集。

2.1摆位误差包括随机误差和系统误差[1]

跟据Stroom等[23]的定义,以μ表示系统误差的均值,以∑表示系统误差的标准差,随机误差为每个患者的每次总误差减去该患者的系统误差,以σ表示随机误差的标准差。40例患者误差(系统误差±随机误差)分析显示:x轴方向(2.10±1.25)mm,y轴方向误差(2.65±1.60)mm,z轴方向误差(2.40±150)mm。根据公式[46]MPTV=2.5∑+0.7σ,计算得出盆腔部肿瘤放疗患者在x轴、y轴、z轴方向上的合适扩边值。

2.2患者在x轴、y轴、z轴上的误差频次分析

摆位误差主要集中在6mm内,y轴方向上>6mm的误差较多。

3讨论

摆位误差中的系统误差不可改变,设备的稳定性不受人为控制。随机误差具有随机性,主要与每次摆位时患者体位变动和技术员的操作误差有关。随机误差会导致剂量分布的变化,进而导致肿瘤局部控制率减少或正常组织并发症的增加。因此,能否降低放射治疗过程中的摆位误差成为提高放疗精度的关键。本次研究显示左右方向摆位误差相对较小,前后方向其次,头脚方向最大。左右方向摆位误差较小与患者移动空间较小,热塑膜固定较紧有关;头脚方向摆位误差较大与患者皮肤标记点的移动,治疗过程中患者体质量变化导致体膜与人体不吻合有关;前后方向摆位主要与腹式呼吸、消化道及膀胱的充盈度不一致有关。

因此,为了控制和减少这些误差,笔者在实际工作中会做到以下几点:(1)患者放疗期间的体位确保和初次定位的体位保持一致,如髋关节和骶髂关节的左右摆动和内外侧旋转;患者双腿间距和肌肉紧张度;患者的直肠和膀胱充盈的程度和初次定位时保持一致。(2)保证患者的体表标记线清晰可见,如有不清楚,应严格按照定位时的姿势描线,另外由于腹式呼吸的存在,描冠状面的定位线时以患者呼气末时激光灯所在位置为准,治疗摆位时也按照呼气末对线。(3)提高放疗技师的责任心和水平,通过加强技师的技能培训和业务学习,严格按操作规程执行,与物理师配合完善科室的质控管理,达到降低摆位误差的目的。上官小玲等[7]使用EPID验证115例胸部肿瘤患者在调强放疗中的摆位误差,其左右、头脚、腹背方向的摆位误差分布是(-0.46±0.24)cm,(-037±0.08)cm,(-0.42±0.19)cm,CTV到PTV的外放边界在左右方向需要2.5mm,头脚和腹背方向需要2mm。王佳浩等[8]采用EPID和EDU相结合的方法,对宫颈癌调强放疗靶区的最佳生物边界的确定有一定的借鉴意义。由于存在医院等级和地区差异,每个肿瘤放射治疗中心的放疗设备精度、患者所采用的固定方式不同,所以产生的摆位误差范围也就不同。因此还要结合本科室的实际情况,测得相应的摆位误差数据分布范围。

从本次研究结果来看,8mm以上的摆位误差较少,而0~6mm的误差发生最多,计划设计时CTV到PTV的外扩边界为左右6.13mm,头脚775mm,前后7.05mm。但是,医生还要注意患者的个体差异[9],尤其在个体摆位与预计值发生差异较大时,根据患者的实际情况在各方向上采用合适的外放边界。此外,本次研究用的是EPID检测摆位误差和控制,虽然已经有多名学者证明了EPID可以较好的减少摆位误差[1011],但是EPID只能获得二维图像,不能实时观察患者放疗期间肿瘤和危及器官的位移情况。如果用图像引导放射治疗(IGRT)技术[1214],通过锥形束CT或者InRoomCT对误差进行检测和控制,效果会更好。

参考文献

[1]胡逸民.肿瘤放射物理学[M].北京:原子能出版社,1999:616617.

[7]上官小玲,张强克,徐建国.胸部肿瘤调强放疗中摆位误差的原因与控制[J].中国医学物理学杂志,2011,28(4):27162717,2732.

[8]王佳浩,赖建军,唐荣军,等.结合EPID与EUD方法确定宫颈癌病例靶区最佳生物外放边界的研究[J].中国医学物理学杂志,2013,30(5):43784382.

[9]李丹明,朱锡旭,武新虎.不同体型盆腔肿瘤患者放疗摆位误差[J].医学研究生学报,2009,22(12):12921295,1299.

[10]邬筱莹,章真,王文超,等.电子射野影像装置对盆腔肿瘤放疗摆位误差的测定[J].中华放射肿瘤学杂志,2007,16(1):5254.

[11]胡俊,刘海,王晓萍,等.EPID在颈、胸上段食管癌调强放疗中的应用价值[J].中国医疗设备,2012,27(6):164166.

[12]王多明,秦永辉,古丽娜•库尔班,等.宫颈癌在图像引导调强放疗中摆位误差的分析[J].新疆医科大学学报,2012,35(3):288292.

[13]罗焕丽,靳富,王颖,等.肿瘤放疗中体外误差与体内误差的关联性[J].中国医学物理学杂志,2016,33(1):1015.

[14]龙腾飞.InRoomCT与EPID在头颈部肿瘤IGRT中配准的对比研究[D].合肥:安徽医科大学,2016.

作者:杜傲宇;鲁世慧;曹群;王礼学;童金龙 单位:东南大学附属第二医院放疗科

盆腔肿瘤调强放疗摆位误差探讨责任编辑:张雨    阅读:人次