KV-CBCT在鼻咽癌放療首次擺位誤差監測中的運用

陳帥領,杜桂林,張 拓

(鄭州市第三人民醫院超聲科,鄭州 450000)

鼻咽癌是我國較為高發的惡性腫瘤之一,其發病率居于耳鼻咽喉惡性腫瘤的首位,臨床表現為鼻塞、聽力下降、頭痛等[1]。放療是治療惡性腫瘤的主要方式之一,臨床上鼻咽癌的主要治療方式為強調放射治療(intensity modulated radiation therapy, IMRT),通過瞄準靶區的光子束向多個方向照射,調節治療區域的劑量強度,減少治療外側劑量的浪費,較好地保護正常組織,降低并發癥的發生率,減少患者的痛苦,最終達到提高患者生存質量的效果[2-4]。IMRT擺位精確度與患者的臨床療效密切相關,有文獻研究[5]指出,當擺位平移為3 mm時,其臨床療效降低約3.3%,而當擺位平移為6 mm時,其臨床療效下降高達30%以上,因此提高放療首次擺位的精準度對提高臨床療效具有積極作用。千伏級錐形束CT(kilo-volt cone beam computer tomography, KV-CBCT)是已知圖像引導技術,目前在鼻咽癌放療中廣泛應用,具有控制擺位誤差,為靶區提供參考的作用[6-8]。本文則對經IMRT治療鼻咽癌患者采用KV-CBCT對擺位誤差進行監測,以期提高治療過程中的擺位準確度,報道如下。

1 對象與方法

1.1 對象 按照便利抽樣法選取2020年6月—2022年12月在鄭州市第三人民醫院行IMRT鼻咽癌患者35例作為研究對象,其中男22例,女13例,年齡30～70(45.37±2.62)歲。納入標準:①經病理確診為鼻咽癌患者。②卡氏評分(karnofsky performance status, KPS)>70分,能夠進行放療的患者。③有認我辨識和溝通能力,依從性較高的患者。④患者自愿參與本研究,并簽署知情同意書。排除標準:①臨床資料不齊全者。②腦炎等顱內病變者。③妊娠及哺乳期患者。④中途退出本研究者。本研究經院醫學倫理委員會審核通過。

1.2 方法 所有患者均采取仰臥的姿勢,雙手放于身體兩側,選擇合適的頭枕固定體位,使患者身體與床面平行,兩耳與床面的距離均相等。

1.2.1 定位CT圖像 采用CT模擬定位機床對患者進行百威和定位CT掃描,以頭頂到鎖骨下方2～3 mm的位置為掃描范圍,并要求掃描層厚及層距的長度為5 mm,定位CT掃描完成后將定位CT圖像上傳到放射治療計劃系統(Eclipse)中,按照ICRU50號和ICRU62號報告中的相關定義勾畫出患者的靶區和危及器官,為患者的IMRT計劃提供參考,放療方法采用9個基本野方案,上述操作由1名經驗豐富的醫生操作執行。

1.2.2 KV-CBCT采集CT圖像 35例患者共進行191次KV-CBCT掃描,其中3例患者進行7次KV-CBCT,10例患者進行6次KV-CBCT,22例患者進行5次KV-CBCT。在患者治療期間,應用KV-CBCT采集治療前的CT圖像,一周一次,KV-CBCT的具體掃描參數如下:125 kV掃描電壓,80 mV管電流,以full fan模式為掃描方式。KV-CBCT采集CT圖像以逆時針進行,掃描角度為22°至178°,掃描時長為25 ms,圖像為512×512的矩陣,層厚為2.5 mm。采取骨配準方式與定位CT圖像進行匹配,然后才有計算機軟件計算左右(X軸)、頭腳(Y軸)、前后(Z軸)三個方向的擺位誤差,負值表示左、腳、后方向平行偏移,正值表示右、頭、前方面平行偏移。根據擺位誤差對患者進行在線校正,校正之后進行治療。

1.2.3 觀察指標 統計X軸、Y軸、Z軸三個方向的均數、標準差、最大值、最小值、中位數以及誤差<3 mm、3～5 mm、>5 mm的百分比,并按照Van Herk公式計算X軸、Y軸、Z軸三個方向的臨床靶區(clinical target volume, CTV)外擴計劃靶區(planning target volume, PTV)邊界值大小。

2 結果

2.1 患者平移擺位誤差 X軸的擺位誤差絕對值為(-0.13±1.37) mm,Y軸的擺位誤差絕對值為(0.25±1.45) mm,Z軸的擺位誤差絕對值為(-0.17±1.59) mm。X軸、Y軸、Z軸的平移擺位誤差小于3 mm的占多數。見表1。

表1 患者X軸、Y軸、Z軸平移擺位誤差結果(mm)

2.2 CTV外擴PTV邊界值大小 X軸、Y軸、Z軸的擺位誤差包括系統誤差(Σ)和隨機誤差(σ),按照Van Herk計算出X軸、Y軸、Z軸的Σ值大小分別為0.94 mm、1.05 mm、0.93 mm,σ值大小分別為1.06 mm、1.01 mm、1.52 mm。同樣按照Van Herk的計算方法:CTV外擴PTV邊界值=2.5Σ+0.7σ,得出X軸、Y軸、Z軸CTV外擴PTV邊界值大小分別為3.09 mm、3.33 mm、3.43 mm。

3 討論

臨床上對于腫瘤的治療,主要有手術、放療、化療三種方法,放療由于其適應證范圍較為廣泛,70%以上的惡性腫瘤患者都需要接受放療。放療是通過將放療劑量集中在患者的病變區域(靶區),殺死腫瘤細胞的過程。隨著放療技術的不斷發展與進步,放療技術已經成為治療惡性腫瘤的主要治療方法,傳統經驗式的放療方法由于定位、計劃、治療的精準度較為低下,因此逐漸被日益準確的精確放療技術取代。IMRT作為精確放療技術之一,是當前治療鼻咽癌的重要手段,但在實際操作中出現的擺位誤差會使治療計劃中的劑量分布與實際的劑量分布出現較大差距,可能會造成靶區的放射劑量不充足,甚至是造成放射劑量移動到正常組織中,影響治療的準確度,最終降低腫瘤的治療效果,引發嚴重的后遺癥和并發癥。有研究[9]指出,當放療靶區的實際劑量與最佳劑量誤差超過5%時,化療后出現并發癥和腫瘤復發的概率增加。因此,IMRT治療鼻咽癌的關鍵在于減少放療過程中的擺位誤差的大小。

本研究中采用的KV-CBCT是一種千伏級的X射線探測板成像設備,是附加在加速器上的CBCT,具有體積小、重量輕等特點,能夠隨時監測放療靶區的實際劑量與最佳劑量的重合度,為IMRT的實施提供精準定位、計劃與治療,是目前應用于鼻咽癌IMRT患者中較為廣泛的一種圖像引導放療[10]。CBCT采集的圖像為三維圖像,與其他研究中采用的電子設野影像裝置中采集的二維圖像比較具有如下優勢[11-12]:①圖像清晰,能夠更為清楚顯示腫瘤組織及周圍正常組織的變化情況。②CBCT的匹配方式更多,可選擇手動匹配、骨匹配以及灰匹配。③CBCT無論是在線還是離線狀態,都能夠測量及校正擺位誤差。④CBCT的放療劑量相對較少。有研究[13]顯示,CBCT圖像引導放療能夠將CTV外擴PTV縮小將近一半,提高放療的精準度。

擺位誤差中的Σ和σ在每個單位的放療設備中都不相同,因此,其他文獻中的擺位誤差只能為CTV外擴PTV邊界值提供參考依據。鼻咽癌患者產生擺位誤差的原因有如下可能:①患者首次擺位時,由于對環境以及操作的陌生以及認知的缺失,造成情緒緊張,對擺位的配合度不高。②腫瘤患者可能有疼痛感,致使其在擺位過程中身體出現移動。③放療是一個長期的治療過程,患者后期會出現惡心、嘔吐等不良反應,進食少,致使體質量下降。④擺位過程中頭部和頸部可能出現移動。本研究結果顯示,X軸、Y軸、Z軸的擺位誤差絕對值分別為(-0.13±1.37)mm、(0.25±1.45)mm、(-0.17±1.59)mm,且放療過程中產生的偏差多為3 mm以內,與以往的文獻研究結果無明顯差別[14-15],說明本文研究中每個單位放療設備的Σ值和σ值在可接受的范圍內。

呼吸、器官活動可能會引起PTV外邊界值的改變,同時放療過程中靶位置及體積的改變等也會引起PTV外邊值增大。Van Herk關于CTV外擴PTV邊界值的計算方法中,同時考慮了Σ值和σ值的影響,保證了99%患者的計劃劑量達到實際劑量的95%,因此得到廣泛認可和應用。本資料中,X軸、Y軸、Z軸CTV外擴PTV邊界值大小分別為3.09 mm、3.33 mm、3.43 mm,因此X軸、Y軸、Z軸CTV外擴PTV邊界值取3.5 mm,既往研究[16]中的CTV外擴PTV邊界值大小X軸、Y軸、Z軸分別為2.56 mm、2.23 mm、2.94 mm,與本研究差異不大,而另一篇文獻研究[17]中,CTV外擴PTV邊界值大小X軸、Y軸、Z軸分別為2.9 mm、4.5 mm、3.1 mm,與本文研究結果差異稍大?？梢娒總€單位的放療設備的擺位誤差都不相同,因此需要進行實際測量和計算。

綜上所述,KV-CBCT應用于鼻咽癌放療中,Z軸的擺位誤差最大,X軸的最小,KV-CBCT對擺位誤差進行監測,能夠計算出CTV外擴PTV邊界值,為臨床工作者提供參考價值,并提高治療過程中的擺位準確度。