頭頸部腫瘤調(diào)強(qiáng)放療探討論文

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【關(guān)鍵詞】頭頸部腫瘤；擺位誤差；電子射野影像裝置；數(shù)字重建圖像【Abstract】AIM:Tomeasurethesetuperrorintheintensitymodulatedradiationtherapy(IMRT)forheadneckneoplasms,andtoanalyzethemarginbetweentheclinicaltargetvolume(CTV)andplanningtargetvolume(PTV).METHODS:Seventysixpatientswithheadneckneoplasmswerechoosedatrandom.Theportalfilmswerescreenedusingtheelectronicportalimagingdevice(EPID),andtheerrorwasanalyzedthroughcomparingtheportalfilmwiththedigitallyreconstrucedradiographs(DRR)inthetreatmentplanningsystem(TPS).RESULTS:Thesetuperrorswere(-0.62±1.46)mm,(-0.41±1.54)mm,(-0.31±1.67)mmandthemarginswere2.27mm,1.87mm,1.98mminlateral,cranialcaudalandventraldorsaldirectionsrespectively.CONCLUSION:ForthepatientswithheadneckneoplasmsundergoingtheIMRT,themarginsbetweentheCTVandthePTVshouldbe2.5mminthelateraldirection,and2mmincranialcaudalandventraldorsaldirections.Moreover,withthetreatmenttimegoesby,theerrorvariedirregularly.【Keywords】headandneckneoplasms;setuperror;electronicportalimagingdevice(EPID);digitalreconstructedlyradiograph(DRR)【摘要】目的：測(cè)定頭頸部腫瘤在調(diào)強(qiáng)放射治療中的擺位偏差，分析計(jì)劃設(shè)計(jì)中從臨床靶區(qū)（CTV）到計(jì)劃靶區(qū)（PTV）的外擴(kuò)邊界.方法：隨機(jī)抽取76名頭頸部腫瘤患者，在治療時(shí)用電子射野影像裝置（EPID）拍攝射野片，將射野片和計(jì)劃系統(tǒng)中的數(shù)字重建射野（DRR）圖像片進(jìn)行誤差比較.結(jié)果：在左右、頭腳、腹背方向的擺位誤差分別是(-0.62±1.46)mm，(-0.41±1.54)mm，(-0.31±1.67)mm，外擴(kuò)邊界分別是2.27mm，1.87mm，1.98mm.結(jié)論：對(duì)于頭頸部調(diào)強(qiáng)治療的患者，CTV到PTV的外放邊界在左右方向需要2.5mm，頭腳方向和腹背方向需要2mm.并且隨著治療時(shí)間的遞進(jìn)，擺位誤差沒(méi)有規(guī)律性的變化.【關(guān)鍵詞】頭頸部腫瘤；擺位誤差；電子射野影像裝置；數(shù)字重建圖像0引言放射治療過(guò)程中患者的擺位偏差是影響精確治療的關(guān)鍵因素，越是精確的放射治療，對(duì)照射體位和照射野的準(zhǔn)確性要求越高.了解擺位偏差的大小和來(lái)源對(duì)減少擺位偏差和確定照射野合適的外放邊界是非常有意義的.本研究對(duì)電子射野影像裝置(electronicportalimagingdevice,EPID)拍攝的患者治療射野圖像與計(jì)劃系統(tǒng)所生成的數(shù)字重建射野圖像（digitalreconstructedradiography,DRR）進(jìn)行了比較,對(duì)調(diào)強(qiáng)放射治療（intensitymodulatedradiationtherapy,IMRT）的頭頸部腫瘤的擺位偏差進(jìn)行測(cè)量和誤差分析，并且計(jì)算出計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)從臨床靶區(qū)（clinicaltargetvolume,CTV）到計(jì)劃靶區(qū)（planningtargetvolume,PTV）的外擴(kuò)邊界的具體數(shù)值.1材料和方法1.1材料200411/200509隨機(jī)抽取江蘇省腫瘤醫(yī)院放療科住院患者76例，年齡4~68（中位45）歲，其中鼻咽癌57例，頭頸部腫瘤19例，包括喉癌、腦瘤、腮腺瘤等.熱塑面罩及底板，比利時(shí)Orfit公司產(chǎn)品；MX8000螺旋CT，荷蘭Philips公司產(chǎn)品；放療專用激光系統(tǒng)，德國(guó)Lap公司產(chǎn)品；23EX醫(yī)用直線加速器(配備120葉多葉光柵)，Eclipse治療計(jì)劃系統(tǒng)，模擬定位機(jī)，PortalVisionTM型電子射野影像裝置，圖像分析軟件Vision6.1均為美國(guó)Varian公司產(chǎn)品.1.2方法1.2.1采集圖像時(shí)間設(shè)置76例患者共獲取了147組數(shù)據(jù).患者調(diào)強(qiáng)治療的時(shí)間分布是1wk照射5次，1次/d，休息2d，共計(jì)32次治療.患者第1次治療時(shí)醫(yī)生參與擺位，核對(duì)體位的準(zhǔn)確性，每人第1次治療都拍射野片，總共有76組第1次的數(shù)據(jù)；其中8例患者在放療的同時(shí)還進(jìn)行化學(xué)治療，體質(zhì)量變化比較大，每周都拍1次射野片，每人有7組的數(shù)據(jù)；其中6例患者同時(shí)進(jìn)行放化療，體質(zhì)量變化不大，每隔10d拍1次射野片，每人有4組的數(shù)據(jù)；其中5例患者也同時(shí)進(jìn)行放化療，但體質(zhì)量幾乎沒(méi)有變化，所以只在治療第1次和最后1次拍射野片，每人2組數(shù)據(jù).其余患者只進(jìn)行放射治療，只拍攝第1次治療的射野片.1.2.2圖像獲取和比較DRR圖像是誤差比較的基準(zhǔn)，在做定位CT時(shí)，掃描范圍從頭頂部到鎖骨下端下3cm~4cm，以層厚5mm，層距5mm平掃，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將圖像傳輸?shù)接?jì)劃系統(tǒng)中.治療計(jì)劃完成后，設(shè)計(jì)和治療野同中心的驗(yàn)證野，正前野和左側(cè)野，大小15cm×15cm，每個(gè)野分別設(shè)置為骨窗和軟組織窗的效果，得到DDR圖像存儲(chǔ)到圖像工作站上.EPID圖像是誤差比較的參考圖像，在加速器治療時(shí)，出束前通過(guò)放療網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)調(diào)出驗(yàn)證野計(jì)劃，設(shè)置機(jī)器跳數(shù)為2Mu，劑量率調(diào)整到100Mu/s，設(shè)置機(jī)架為0度和90度，啟動(dòng)EPID裝置，出束拍下射野圖像，存儲(chǔ)到圖像工作站中.用圖像處理軟件Vision6.1對(duì)圖像進(jìn)行分析，在每個(gè)患者的文件目錄下，存儲(chǔ)了DRR圖像和EPID圖像.在系統(tǒng)中設(shè)為兩個(gè)窗口，一個(gè)放置重合在一起的圖像，另一個(gè)放置EPID圖像.按照射野邊界匹配兩幅需要比較的圖像，使得兩幅圖像基本吻合.在EPID圖像中勾畫比較明顯的骨性解剖標(biāo)記點(diǎn)，例如，在正野圖像中勾畫鼻中隔、眼眶等，在側(cè)野中勾畫蝶竇、枕骨、椎體前弓、后弓、椎體后緣等.在重合的兩副圖像中就顯示所勾畫的標(biāo)記點(diǎn)，比較EPID圖像中解剖標(biāo)記點(diǎn)和DRR圖像中相應(yīng)解剖點(diǎn)的位置差異，就得到該平面二維方向上的位置偏移.1.2.3擺位誤差的分析擺位偏差來(lái)源于分次治療擺位過(guò)程的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，用所有誤差的平均值表示系統(tǒng)誤差Σ，用所有誤差的標(biāo)準(zhǔn)差表示隨機(jī)誤差σ［1］.分析誤差數(shù)值時(shí)采用國(guó)際輻射單位及測(cè)量委員會(huì)（ICRU）62號(hào)報(bào)告［2］中的坐標(biāo)系，采用矢量表示各方向上的偏移，分別是X（lateral）表示左右方向，左方向?yàn)檎琘(cranialcaudal)表示頭腳方向，頭方向?yàn)檎琙(ventraldorsal)表示腹背方向，腹方向?yàn)檎?使用統(tǒng)計(jì)軟件Spss10.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析.2結(jié)果2.1擺位誤差的計(jì)算統(tǒng)計(jì)分析的誤差中X，Y，Z分別代表了左右，頭腳，腹背方向的誤差數(shù)值，其中第1組數(shù)據(jù)表示76例患者第1次治療時(shí)的EPID片和DRR片比較的誤差，第2組數(shù)據(jù)表示所有的測(cè)量數(shù)據(jù)除去第1次測(cè)量數(shù)據(jù)后的EPID片和DRR片比較的誤差，第3組數(shù)據(jù)表示所有的測(cè)量數(shù)據(jù)的EPID片和DRR片比較的誤差.正負(fù)號(hào)表示其矢量性（表1）.表1所有患者統(tǒng)計(jì)分析的擺位誤差數(shù)值對(duì)8例患者統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果（圖1），每隔1wk進(jìn)行1次拍片，共32次治療，每人有7組數(shù)據(jù)，將8例患者的第1次到第7次的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行分析，得到每次治療時(shí)的x±s.X，Y，Z分別代表左右，頭腳，腹背方向的誤差數(shù)值；每幅圖中的點(diǎn)表示每次的平均值，豎線表示（x±s）.2.2CTV和PTV間應(yīng)擴(kuò)邊界的計(jì)算Stroom等［3］采用DVH和靶區(qū)覆蓋可能性分析,指出為保證至少95%的劑量包含99%體積的CTV，CTV到PTV邊界至少應(yīng)為（2Σ0.7σ）mm（其中數(shù)據(jù)取正值，不帶有方向性），用表1中第3組所有的誤差測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到X2.27mm，Y1.87mm，Z1.98mm.3討論ICRU50號(hào)報(bào)告提出光子線照射的靶體積概念,主要包括實(shí)體腫瘤區(qū)(grosstumorvolume,GTV),CTV和PTV［4］.ICRU62號(hào)報(bào)告又對(duì)此進(jìn)行了補(bǔ)充,指出PTV是一個(gè)集合概念,指所有可能幾何變化所確定的,使由此所設(shè)定野的大小和分布能使CTV獲得規(guī)定劑量的容積,包括CTV本身、照射中患者器官移動(dòng)(internaltargetvolume,ITV)以及由于日常擺位不確定引起的治療中靶位置和靶體積變化(setupm[1][2]argin,SM)等因素引起的擴(kuò)大照射的組織范圍［2］.對(duì)采用適形放療、使用多葉光柵的患者,其照射野中心移位誤差嚴(yán)格控制在3mm以內(nèi)［5］，說(shuō)明設(shè)備的精度很高；而隨機(jī)誤差在1mm左右，說(shuō)明每次擺位的重復(fù)性高.結(jié)果表明擺位所帶來(lái)的偏差主要來(lái)源于隨機(jī)誤差.從表1數(shù)據(jù)可看到，單方向誤差≥3mm的在10%以內(nèi)，只有極個(gè)別的幾個(gè)數(shù)值超過(guò)了5mm.本研究是對(duì)頭頸部腫瘤進(jìn)行研究，調(diào)強(qiáng)治療屬于精確治療，對(duì)擺位的要求很高，若拍片時(shí)發(fā)現(xiàn)誤差>3mm，就到模擬機(jī)重新核實(shí)，保證體位一致性，確保治療效果.通過(guò)圖1可以發(fā)現(xiàn)，三個(gè)方向的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差沒(méi)有隨著治療時(shí)間的遞進(jìn)，逐漸變大或是變小，沒(méi)有規(guī)律性的變化.分析原因可能是對(duì)于有的患者，在治療過(guò)程中體質(zhì)量減輕，導(dǎo)致面罩不能很好的和身體保持一致，帶來(lái)擺位的不準(zhǔn)確，但有些患者體質(zhì)量沒(méi)有變化，并且在治療過(guò)程中始終保持體位的精確性，這樣誤差就很小.頭頸部腫瘤的調(diào)強(qiáng)治療中，靶區(qū)和危及器官之間很鄰近，照射靶區(qū)的精確性是療效的保障.我們使用EPID驗(yàn)證系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了擺位的精度，保證靶區(qū)得到高劑量而周圍關(guān)鍵器官受到保護(hù)，這對(duì)于局部控制率的提高和并發(fā)癥發(fā)生率的降低都有很重要的作用.【參考文獻(xiàn)】［1］戴建榮.射野影像系統(tǒng)［A］//胡逸民.腫瘤放射物理學(xué)［M］.北京：原子能出版，1999:463-466.［2］CommissiononRadiationUnitsandMeasurements(ICRU)［R］.Reports62.ICRUPublications，1999:1097-1120.［3］StroomJC,BoerHC,HuizengaHK,etal.Inclusionofgeometricaluncertaintiesinradiotherapytreatment，planningbymeansofcoverageprobability［J］.RadiatOncolBiolPhys,1999,43(4):905-919.［4］InternationalPrescribing,RecordingandReportingPhotonBeamTherapy(SupplementtoICRUReport50)［R］.ICRUPublications，1999:5-16.［5］胡逸民.調(diào)強(qiáng)適形放射治療［A］//胡逸民.腫瘤放射物理學(xué)［M］.北京：原子能出版社，1999:595-598