胸腹部肿瘤调强放疗首次摆位误差的分析

高吉福，汪智勇（山东平度市人民医院，山东平度66700；山东青岛市第三人民医院，山东青岛6604）



胸腹部肿瘤调强放疗首次摆位误差的分析

高吉福1，汪智勇2
（1山东平度市人民医院，山东平度266700；2山东青岛市第三人民医院，山东青岛2660421）

〔摘要〕目的：利用模拟定位机图像配准功能，测量并分析胸腹部肿瘤调强放疗的摆位误差，为临床医师从临床靶区（CTV）到计划靶区（PTV）的外放提供参考依据。方法：抽取100例胸腹部肿瘤患者，在模拟机下拍摄正、侧位图像共200幅图像，将它们与治疗计划系统重建的DRR图像通过骨性标记进行对比，测出患者在人体左右（X轴）、头脚（Y轴）、前后（Z轴）方向的位移误差。结果：胸腹部肿瘤在X轴、Y轴、Z轴方向上的系统误差（平均值）±随机误差（标准差）分别为 （-0.51±2.55）mm、（0.95±2.75）mm、（1.57±2.63）mm， PTV外放边界分别为3.06mm、4.30mm、5.76mm。结论：胸腹部肿瘤的摆位误差以Z轴最大，Y轴次之，X轴最小；利用模拟定位机图像匹配功能，能提高放疗过程中实际摆位精度，并能为临床工作者设定从临床靶区（CTV）到计划靶体积（PTV）的外放范围提供参考数据。

〔关键词〕胸腹部肿瘤；调强放射治疗；摆位误差

1　资料与方法

1.1一般资料

本文选取2014年3～9月在青岛大学第二附院放疗中心收治的胸腹肿瘤患者共100例，其中男性77例，女性23例，年龄范围为15～86岁，中位年龄62岁，平均年龄60.2岁。所有患者均经病理学确诊为恶性肿瘤，患者基本能生活自理。

1.2主要设备及材料

Varian clinic 2lcx直线加速器； Nucletron Oncentra三维适型调强治疗计划系统；Varian Acuity模拟定位机；Simense EACTbiograph 16排 PET/CT 模拟定位机；四川瑞迪公司集成头体定位体架、热塑面罩、抽吸式真空体垫及RD/ DJG5 激光灯。

1.3患者体位固定及CT模拟定位

胸腹部肿瘤患者一般采用仰卧位，头垫合适枕，体部用真空体垫固定，双手交叉握住定位床杆，身体中轴线与床的纵轴保持一致，尽可能使患者体位舒适。在患者体表靠近病灶附近分别做四个标记点以固定躯干，以保证每次治疗摆位的高度重复性。CT定位扫描有以下几点注意事项：①扫描范围要足够大，要包含全肿瘤及其周围正常组织；②在扫描范围内要注意包全完整皮肤，避免皮肤扫描不完整影响剂量的计算；③病人在需要注射强化药物时，要询问病人有无药物过敏史，皮试正常方可进行正常注射。扫描完毕，将模拟CT图像传输至三维治疗计划系统，医师勾画完治疗靶区后，由放疗物理师根据临床要求进行治疗计划设计与制作。

1.4图像采集与配准

本文定义以靶区中心为原点和由3个相互垂直的轴组成的坐标系统，以人体的左右方向为X轴，头脚方向为Y轴，腹背方向为Z轴。分别评估在此3个方向的误差，采用矢量表示各方向上的偏移，正负符号表方向，偏离靶中心左向、头向、前向为正值；反之为负值。治疗计划系统中建立以靶区中心点为坐标，面积20cm×20cm的射野方向观（BEV）正、侧位视图，并在其基础上生成数字重建放射图像（DRR）。将DRR图像通过网络传送到模拟定位室的计算机系统里作为参考图像。首次治疗前，患者的摆位和CT定位时体位要求相同，采用激光线、源皮距SSD与皮肤体模标记点相符合完成摆位，摆位由一名技师、一名医师和两名物理师共同参与完成。依据体表标记中心点和计划上靶区中心点，移动模拟机治疗床使靶区中心点和模拟机等中心点完全重合。在模拟机上拍摄正（机架0 °）侧（机架90 °） 位片（面积20cm×20cm），分别和0 °、90 ° 的DRR图像做出匹配，以骨性标记为参考，获得靶中心左右（X轴）、头脚（Y轴）及前后（Z轴）方向的偏差值。

2　计算和统计方法

所有数据经过SPSSl3.0软件和EXCEL2007处理，据文献[1]的定义，计量资料采用系统误差（均值）±随机误差（标准差）即（±s）形式来表示，比较采用t检验。对于肿瘤调强放疗（IMRT），笔者参考Van Herk 临床靶体积（CTV）到计划靶体积（PTV）的外放边界公式M=2.5Σ+0.7δ，其中Σ表示系统误差，δ表示随机误差。误差值的正负表示方向，偏离靶中心左向、头向、前向用正值表示，反之用负值表示。除平均数和标准差其它数据均取绝对值。

3　结果与结论

本文对100例胸腹部患者的摆位误差总结如表1所示。

由表1可见，在2mm以内的误差范围占总数比例最高，约占一半左右；>6mm的比例最低，占不到总数的5%。通过对100例病人摆位误差的分析，可以得出如下结论：胸腹部肿瘤在X、Y、Z轴三个方向都存在误差，且以Z轴方向误差最大。在X轴、Y轴、Z轴方向上的误差分别为（-0.51±2.55）mm、（0. 95±2.75）mm、（1.57±2.63）mm，根据Van Herk提出的外放公式MPTV=2.5Σ+0.7δ，可以得出PTV在X、Y、Z方向上的外放范围分别为3.06mm、4.30mm、5.76mm，从而为临床医师设定PTV的外扩提供参考。

表1　摆位误差

4　讨论

放射治疗过程中摆位误差包括系统误差和随机误差。系统误差与治疗设备等有关，有一定的规律性和重复性，对摆位误差影响较大，可以通过经常性地校准设备等来降低。随机误差与患者体位及治疗摆位有关，有不确定性。相关因素有：人体器官的移动（包括体内和体外）、体位体形的变化、皮肤标记点的不准确及技术员的摆位经验密切相关，这类误差不能完全消除，但通过努力可将其减少。

目前，国内对放疗摆位误差的研究较多，报道较多的是采用EPID和CBCT等放疗辅助设备进行研究，刘利彬等[2]选取60例胸腹部肿瘤患者均分两组，放疗前行CBCT扫描并在线匹配，结果显示研究组患者左右、上下、前后方向的摆位误差分别为（0. 32±2. 58）mm、（-0. 40±3. 89）mm、（-0. 75±2. 43）mm，PTV外放界值分别为5.60、6.08、6.32 mm；对照组的结果分别为（0. 62±3. 60）mm、（2.44±4.93）mm、（0.66±2. 85）mm和8.07、10.63、6. 90mm，结论采用体部固定底板+真空垫+热塑成型网罩体位固定方式能有效固定患者，在控制误差方面明显优于体部固定底板加热塑成型网罩体位固定方式。王健仰等[3]选取保乳术后调强放疗的29例乳腺癌患者，利用EPID拍摄的正交MV验证平片于放疗计划系统数字重建的DRR图像进行比较。结果全组患者左右、上下、前后方向摆位误差分别为（0.9±3.1）mm、（0.74±3.0）mm、（1.24±2.1）mm，CTV到PTV边界左右、上下、前后方向分别外放为9.6、9.8、7.7mm。两位作者分别研究了通过不同的影像设备来获取摆位误差进行对比以及采用同一种设备不同固定体位来研究其摆位误差的差异。曹晓辉等[4]应用kV级CBCT研究了34例胸部肿瘤行249次扫描，考虑误差方向时，左右、上下、前后方向误差分别为（-0.16±3.25）mm、（-1.36±5.43）mm、（-2.43±2.14）mm，只考虑误差大小时（取绝对值），左右、上下、前后方向误差分别为（2.41±2.18）mm、（4.27±3.60）mm、（2.71±1.77）mm，PTV在左右、上下、前后方向的外放边界分别为2.68、7.19、7.57mm。结果刘利彬与王健仰等研究结果类似，误差以人体头脚方向误差最大，左右方向最小。而曹晓辉等与本文的研究结果相类似，以人体前后方向误差最大，左右方向最小。而国内文献报道中误差大小不一而足，大多以人体的头脚方向误差最大，考虑可能存在以下几点原因：①不同单位采用的实验设备不同造成的误差；②不同单位采用固定人体的材料及固定体位不一样，可以造成误差；③不同单位考虑误差的方向性或取绝对值方式不同，造成计算结果不同。

参考文献

［1］ Van Herk M.Errors and real’gins in radiotherapy[J].Semin Radiat Oncol，2004，14：52-64.

［2］ 刘利彬， 吴君心， 瞿宜艳， 等. 应用CBCT研究胸腹部肿瘤IMRT两种体位固定技术的摆位误差[J]. 中华放射肿瘤学杂志，2014， 1（23）: 48-52.

［3］ 王健仰，王淑莲，黄鹏，等. 乳腺托架固定下全兆伏X 线验证平片乳调强放疗摆位误差测定分析[J]. 中华放射肿瘤学杂志，2013， 5（22）: 239-242.

［4］ 曹晓辉， 刘明， 翟福山， 等.CBCT图像引导下胸部肿瘤放疗摆位误差及其外放边界[J]. 中华放射肿瘤学杂志，2014，1（6）: 53-55.

收稿日期：2015-03-10

〔中图分类号〕TH774

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1002-2376（2015）09-0030-02