锥形束CT在鼻咽癌调强放射治疗中摆位误差对危及器官及靶区剂量分布的影响研究

玉贵永 邹良群 阮国柱

鼻咽癌为临床较常见的恶性肿瘤疾病之一，目前主要是予以三维适形调强放射治疗[1]。然而，在治疗过程中由于药物剂量梯度相对陡峭，加之高剂量区和靶区紧密联系，对摆位精确度有着极高的要求[2]。因此，在对鼻咽癌患者进行调强放射治疗过程中，由于摆位误差会导致肿瘤及其周围的正常组织所接受的放射药物剂量出现一定的偏差，应引起临床重视[3]。有研究报道显示，在鼻咽癌患者调强放射治疗中存在的摆位误差会对临床放射治疗的质量产生严重影响，不利于患者预后，严重威胁着患者的生命健康安全[4]。鉴于此，本研究分析了鼻咽癌患者调强放射治疗的锥形束计算机断层摄影(cone-beam computed tomography，CBCT)中摆位误差与危及器官及靶区剂量分布，以期为临床鼻咽癌的调强放射治疗提供可靠的指导数据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2015年2月至2017年2月于桂林医学院附属医院接受治疗的60例鼻咽癌患者的病历资料，其中男性38例，女性22例，年龄34～74岁，平均年龄(58.3±8.5)岁。所有患者均知情并签署同意书，且经医院伦理委员会批准。

1.2 纳入与排除标准

(1)纳入标准：①所有患者均经病理诊断确诊为鼻咽癌；②均接受三维适形调强放射治疗；③具有完整的临床影像学资料[5-6]。

(2)排除标准：①有其他类型的恶性肿瘤者；②已接受过手术治疗者；③无法耐受放射治疗者；④病历资料数据缺失者。

1.3 仪器与材料

采用E-clipe治疗计划系统、Trilogy机载影像系统的CBCT图像采集和处理平台及UNIQUE直线加速器(均购自美国瓦里安公司)；16排螺旋大孔径放射治疗专用计算机断层扫描模拟扫描机(美国GE公司)。

1.4 治疗方法

(1)所有患者接受放射治疗前均取仰卧位，采用头垫保证患者的术式，随后通过头颈肩固定架和热塑膜等进行固定处理。然后再采用CT模拟扫描机进行CT模拟定位处理，放置好三维激光灯位置，并于面膜上进行标记，保证激光“+”字与“+”子线相重合，并据此为参照点，构建坐标系，予以螺旋CT扫描处理。其中扫描范围从头顶露空层至锁骨头部，图像分辨率设为512×512，扫描层厚为2.8 mm，待扫描完成后将所获取的图像传送至E-clipe治疗计划系统中，由放射治疗物理师将靶区输入至系统中，进而制定一套合理的治疗方案。此外，在CT图像以及在线锥形束CT图像手动配准方面，由于鼻咽癌患者的病灶与周边骨性结构存在紧密的联系，因此通常选择其周边骨性结构作为CT图像以及CBCT图像手动配准参考体系。将鼻咽部的翼突和鼻中隔，以及第1～6颈椎前缘的中点用于骨性标志，配准时，翼突及鼻中隔表示头部，C1～3表示上颈部，C4～6表示下颈部，明确3个不同的摆放区域的摆放误差情况。

(2)以Sliding window方式进行调强照射，第1阶段剂量为56～60 Gy，复查CT，将缩野加量到鼻咽部剂量70～78 Gy，其中位剂量为70 Gy。对颈部存在淋巴结肿大的患者，设置剂量为60～70 Gy。对颈部无淋巴结肿大的患者，给予预防照射剂量为56 Gy。

1.5 观察与评价指标

(1)靶区定义。根据国际辐射单位与测量委员会(Internation Commission on Radiation Units and Measurements，ICRU)50号和62号文件原则勾画靶区和重要器官：肿瘤靶区(gross tumor volume，GTV)中GTVnx为原发肿瘤大体瘤体积；GTVnd为转移淋巴结大体肿瘤体积。临床靶区(clinical target volume，CTV)中CTV1为原发灶临床靶体积；CTV2为含原发灶的临床靶体积和全部鼻咽腔的预防照射区。计划靶区(planing target volume，PTV)对应个靶区外扩。GTVDx为X%体积受照剂量。

(2)采用瓦里安专用的分析软件，得到其分别在X(左右)方位、Y(头脚)方位以及Z(腹背)方位上的摆位误差，并观察鼻咽癌调强放射治疗中摆位误差对放射治疗剂量的分布影响情况；观察危及器官与靶区剂量分布情况。

1.6 统计学方法

数据使用SPSS 20.0软件实施检测，计数资料予以x2检验，计量资料以±s)表示，采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 摆位误差对放射治疗剂量的影响分析

在摆位误差中，GTVnxD95、GTVndD95、CTV2D95、PTV2D95、PTVndD955区域的实际剂量相较同靶区计划剂量低，差异有统计学意义(t=2.481，t=8.654，t=2.419，t=5.294，t=3.157；P＜0.05)，见表1。

表1 摆位误差对放射治疗剂量影响分析(%，±s)

表1 摆位误差对放射治疗剂量影响分析(%，±s)

注：表中GTV为肿瘤靶区，GTVnx为原发肿瘤的大体瘤体积，GTVnd为转移淋巴结的大体瘤体积，CTV2为含原发灶的临床靶体积和全部鼻咽腔的预防照射区，PTV为计划靶区，GTVDx为X%体积受照剂量。

剂量观测区域GTVnxD95 GTVndD95 CTV2D95 PTV2D95 PTVndD95靶区实际剂量 -1.27±0.29 -3.32±0.64 -2.35±1.29 -2.50±0.44 -2.51±0.45靶区计划剂量 -0.80±1.20 -2.61±1.15 -1.13±1.74 -1.36±0.93 -1.23±1.43 t值 2.481 8.654 2.419 5.294 3.157 P值 0.029 0.000 0.032 0.000 0.000项目

2.2 CBCT中摆位误差分析

在60例鼻咽癌患者调强放射治疗的CBCT中摆位误差值在X方位为(-0.50±1.32)mm，在Y方位为(-0.22±2.55)mm，在Z方位为(-0.54±1.18)mm，其中在Y方位的误差最大，在X方位的误差最小，见表2。

表2 60例鼻咽癌患者经调强放射治疗CBCT中摆位误差结果分析(mm)

2.3 危及器官与靶区剂量分布

在60例鼻咽癌患者经调强放射治疗的危及器官与靶区剂量分布均出现不同程度的异常，其中剂量分布变化范围按照从大到小的顺序分别为右侧眼晶状体、左侧眼晶状体、脑干、颈部转移淋巴结、脊髓以及鼻咽原发肿瘤。见表3。

表3 60例鼻咽癌患者调强放射治疗危及器官与靶区剂量分布(Gy)

3 讨论

有相关研究报道显示，近年来鼻咽癌的发病率正呈逐年上升趋势，严重影响患者生活质量[7-8]。目前，临床上针对鼻咽癌患者主要是采用三维适形调强放射治疗，该放射治疗的优点在于可有效减少计划靶区的范围，同时缩小敏感组织体积，提高肿瘤靶区剂量，从而达到有效治疗肿瘤的目的，临床疗效较为明显[9]。然而，国内外不少研究报道显示：鼻咽癌三维适形调强放射治疗在实施过程中，通常存在不同程度的系统误差和随机误差[10]。系统误差主要是由模拟机、加速器以及外置激光灯误差等因素所导致，而随机误差主要是由患者身躯的不自主运动、生理性呼吸运动以及技术员的摆位技术等多种因素导致[11-12]。有研究报道证实，摆位误差的存在会导致在放射治疗过程中患者各器官，以及靶区接受的实际放射治疗药物剂量与初始设计的放射治疗药物剂量存在显著的差异，不利于患者疾病康复，从而对患者的生活质量造成严重影响[13-14]。由此，研究摆位误差对调强放射治疗药物剂量分布的影响具有极其重要的意义。

本研究结果显示，在摆位误差中，GTVnxD95、GTVndD95、CTV2D95、PTV2D95、PTVndD955区域的实际剂量较相同靶区计划剂量低，且其摆位误差值结果与张云等[15]和井笛等[16]的研究报道相一致，表明鼻咽癌患者接受调强放射治疗的过程中，摆位误差的存在。而瓦里安直接加速器的机载影像系统主要是用于患者治疗位置的修正等方面，其增加了验证摆位时间，可对摆位误差进行实时校正，从而为精确放射治疗的剂量提供保障。有研究报道显示，瓦里安直接加速器的机载影像系统具有图像清晰，采集和配准简便，自动优化程度较高以及患者吸收剂量较少等优势，且能精确地计算出每次等中心的三维方向上的真实误差值，并能清楚地显示此刻照射范围内所有组织以及器官的三维结构变化情况，从而有利于为纠正患者的摆位误差，确保肿瘤及其周边组织的放射治疗药物剂量[17-18]。此外，本研究还显示，60例鼻咽癌患者调强放射治疗的危及器官与靶区剂量分布均出现了一定程度的异常现象，其中剂量分布变化范围按照从大到小的顺序分别为右侧眼晶状体、左侧眼晶状体、脑干、颈部转移淋巴结、脊髓及鼻咽原发肿瘤。这符合列灿良等[19]和李明等[20]的研究报道，提示了在鼻咽癌调强放射治疗中，如不进行摆位误差的校正，可能导致肿瘤周围正常组织器官的放射治疗药物过量，从而影响临床治疗效果，并对患者正常组织造成严重损害，不利于患者预后。

本研究采用了计划系统对比摆位误差后的剂量差异，结果所显示的只是相对剂量的比较，并未考虑肿瘤靶区随治疗时间的逐渐延长靶体积逐渐变小的情况，从而可能导致研究结果存在一定的偏差。因此，在今后的研究中应制定更为完善的研究方案，以获取更为准确、可靠的数据。

鼻咽癌患者接受调强放射治疗时存在摆位误差，而采用直接加速器的机载影像系统对患者CBCT图像进行采集，并对摆位误差进行实时校正，可有效减少系统误差以及随机误差，同时有效提高摆位的精确度，进一步精确分布靶区与危及器官的剂量，从而保证临床调强放射治疗的质量，改善患者预后。