田龍，席強，趙鑫，劉月霞，張遵浩

1河北北方學院附屬第一醫(yī)院放療科，河北張家口075000

2張家口教育學院醫(yī)學影像系，河北張家口075000

3河北醫(yī)科大學第一醫(yī)院放療科，石家莊050030

放射治療（簡稱放療）是腫瘤治療最重要的手段之一，而現(xiàn)代精確放療技術已在腫瘤治療中占據(jù)主導地位[1]。針對前列腺癌的圖像引導放療（image-guided radiation therapy，IGRT）技術能夠有效地提高靶區(qū)的照射劑量，縮小照射野，并保護腫瘤周圍正常的組織和器官（如膀胱、直腸），成為首選的放療方法[2]。IGRT技術包括基于內(nèi)植標志物的KV級正交X線方法和基于不同校準方法的錐形束計算機斷層掃描（cone beam computerized tomography，CBCT）方法，可減小前列腺癌放療過程中造成的誤差[3-6]。不同的前列腺癌IGRT技術對前列腺癌的擺位誤差不同，且在經(jīng)濟性、可操作性和安全性方面存在差異[7]。鑒于中國大多數(shù)醫(yī)院放療科一般僅開展一項前列腺癌IGRT技術，本研究比較了兩種常用的IGRT技術，即基于內(nèi)植標志物的KV級正交X線技術和基于軟組織灰度值校準的CBCT技術對前列腺癌的擺位誤差，并客觀分析了其優(yōu)勢和劣勢，從而為臨床前列腺癌的診斷提供技術選擇和應用參考，現(xiàn)報道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2016年5月至2017年12月河北北方學院附屬第一醫(yī)院放療科收治的25例中危前列腺癌患者作為研究對象。納入標準：①未接受過其他任何治療；②體格檢查示各項生理、生化指標均正常；③身體狀況能夠接受植入手術。排除標準：①合并前列腺增生、前列腺嚴重鈣化等疾病；②合并肥胖癥；③合并前列腺原發(fā)灶感染等并發(fā)癥；④合并直腸息肉、痔瘡等疾病。25例中危前列腺癌患者的年齡為57～80歲，中位年齡為69歲；參考以1966年原始評分標準[8]為基礎建立的新標準[9-10]進行Gleason評分：≤6分12例，7分12例，≥8分1例；臨床分期：T1c期1例，T2a期20例，T2b期2例，T2c期2例。全部患者及家屬均對本研究知情同意，并自愿簽署知情同意書，且本研究通過醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會的審核批準。

1.2 方法

1.2.1 設備試驗設備為Visicoil helical線性金屬標志物（比利時IBA公司生產(chǎn)）、獨立的KV級正交X線成像系統(tǒng)（美國瓦里安公司生產(chǎn)）和裝載CBCT成像設備的Synergy Platform醫(yī)用電子直線加速器（瑞典醫(yī)科達公司生產(chǎn)）。

1.2.2 標志物植入腸道處理后，全部患者采用經(jīng)直腸超聲引導術和細針抽吸（fine needle aspiration，F(xiàn)NA）活檢術植入3枚標志物于前列腺的不同層面，標志物之間的距離大于10 mm。

1.2.3 CT模擬患者采取仰臥位行盆腔掃描，過程中使用固定裝置。植入標志物的前列腺區(qū)域掃描層厚為0.5 mm，以保證可視性；除前列腺外，其他部位的掃描層厚為2.5 mm，于計劃系統(tǒng)中重建靶區(qū)及盆腔器官、組織，并拍攝數(shù)字重建射野影像（digitally reconstructed radiograph，DRR）片。

1.2.4 計劃設計大體腫瘤靶區(qū)（gross tumor volume，GTV）：前列腺和包膜；臨床靶區(qū)（clinical target volume，CTV）：GTV外擴1 cm+精囊根部+盆腔淋巴結引流區(qū)（視患者的具體情況而定）；計劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）：在CTV的基礎上外擴5 mm。對危及器官劑量的限定：直腸接受50 Gy劑量照射總體積（V50）≤40%，膀胱V50≤30%，恥骨聯(lián)合V70≤25%，股骨頭V50≤5%，股骨頭全體積中最大劑量（Dmax）＜52 Gy，小腸V50≤5%，小腸Dmax＜52 Gy。每例患者的總劑量為76 Gy，分次數(shù)為38次，分次劑量為2 Gy，共950次。

1.2.5 IGRT 放療前，全部患者首先拍攝獲取包含內(nèi)植標志物的KV級正交X線盆腔部位平片，分別計算出KV級正交X線平片和CT模擬機DRR平片上3枚標志物中心的空間坐標及兩中心之間在左右（left-right，LR）、頭腳（superior-inferior，SI）和前后（anterior-posterior，AP）3個方向上的位移，并調(diào)整誤差。當日KV級正交X線照射后，全部患者行基于軟組織灰度值校準的CBCT掃描，每例患者每周行1次CBCT掃描，共7周；全部患者共進行175次CBCT掃描。記錄校準后的位移數(shù)值，該數(shù)值僅用于與該患者的KV級正交X線校準結果的對比研究。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理首先，記錄每例患者在歷次KV級正交X線方法的校準中等中心在LR、SI和AP方向上的位移（每例患者在單一方向上獲得38個結果，在3個方向上共114個結果，全部患者共2850個結果），并計算每例患者在3個方向上的位移均數(shù)和標準差，最后計算全部患者在3個方向上的總的均數(shù)和標準差。其次，記錄每例患者在CBCT方法的校準中等中心在LR、SI和AP方向上的位移（每例患者在單一方向上獲得7個結果，在3個方向上共21個結果，全部患者共525個結果），并計算每例患者在3個方向上的位移均數(shù)和標準差，最后計算全部患者在3個方向上總的均數(shù)和標準差，并將其與KV級正交X線方法獲得的總的結果進行比較。最后，統(tǒng)計兩種方法在3個方向上位移誤差≤5 mm和位移誤差≤3 mm的治療分次百分比。

2 結果

2.1 兩種方法在 3個方向上的位移情況

KV級正交X線方法在LR方向上的位移為（0.20±0.19）mm，CBCT方法在LR方向上的位移為（1.27±1.18）mm。KV級正交X線和CBCT平片上3枚標志物確定的空間坐標中心相對于DRR平片上3枚標志物確定的空間坐標中心向左方向發(fā)生偏移的百分比較高，其中，前兩者向左發(fā)生偏移的百分比分別為75%、63%。

KV級正交X線方法在SI方向上的位移為（1.44±1.09）mm，CBCT方法在SI方向上的位移為（4.08±3.75）mm。KV級正交X線和CBCT平片上3枚標志物確定的空間坐標中心相對DRR平片上3枚標志物確定的空間坐標中心向頭方向發(fā)生偏移的百分比較高，其中，前兩者向頭發(fā)生偏移的百分比分別為79%、61%。

KV級正交X線方法在AP方向上的位移為（1.51±1.26）mm，CBCT方法在AP方向上的位移為（4.25±3.82）mm。KV級正交X線和CBCT平片上3枚標志物確定的空間坐標中心相對DRR平片上3枚標志物確定的空間坐標中心向后方向發(fā)生偏移的百分比較高，其中，前兩者向后發(fā)生偏移的百分比分別為78%、59%。

KV級正交X線方法中，LR方向上位移誤差≤5 mm的治療分次百分比為97%，SI方向上位移誤差≤5 mm的治療分次百分比為73%，AP方向上位移誤差≤5 mm的治療分次百分比為78%；CBCT方法中，LR方向上位移誤差≤5 mm的治療分次百分比為95%，SI方向上位移誤差≤5 mm的治療分次百分比為70%，AP方向上位移誤差≤5 mm的治療分次百分比為77%。

2.2 不同誤差允許范圍內(nèi)治療分次百分比的比較

本研究不僅統(tǒng)計了5 mm誤差允許范圍內(nèi)治療分次百分比，還統(tǒng)計了3 mm誤差允許范圍內(nèi)治療分次百分比。以5 mm作為誤差允許范圍，KV級正交X線和CBCT方法在LR、SI、AP方向上超過允許值的治療分次百分比分別為25.4%、27.0%和26.0%；28.5%，27.3%和31.4%；以3 mm作為誤差允許范圍，KV級正交X線和CBCT方法在LR、SI、AP方向上超過允許值的治療分次百分比分別為49.0%、87.0%和41.3%；85.0%、36.6%和78.0%。

3 討論

本研究結果顯示了前列腺癌靶區(qū)在治療過程中位置的可變性以及KV級正交X線和CBCT兩種校準方法在前列腺癌擺位誤差方面的差異。顯而易見，當膀胱、直腸等器官充盈度變化造成的前列腺位置可變性以量化的方式體現(xiàn)在兩種IGRT方法上時，基于內(nèi)植標志物的KV級正交X線方法的誤差小于基于軟組織灰度值校準的CBCT方法，原因如下：①CT模擬機掃描無法精確地重建前列腺與膀胱交界處的軟組織結構（即前列腺頂部）；②內(nèi)植標志物金屬偽影對CT模擬機掃描、重建和CBCT掃描、校準產(chǎn)生影響[4-6]；③在CT模擬定位、復位和CBCT掃描過程中患者輕微運動；④CBCT圖像質(zhì)量（即軟組織分辨率）不能夠保證CBCT同DRR平片上前列腺邊界的一致性[5]。上述原因可造成后者的誤差略大于前者，從誤差大小、經(jīng)濟成本、時間成本和額外接受的劑量等方面看，前者更具優(yōu)勢。但是，從客觀角度看，后者在某些方面也具有一定的優(yōu)勢，例如其具有無創(chuàng)性和可操作性。對于長期接受抗凝治療的前列腺癌患者，有創(chuàng)的標志物內(nèi)植術會增加患者合并出血的風險[11]，因此，后者對前列腺癌患者來說是更好的選擇。

另外，以5 mm作為誤差允許范圍，兩種方法均出現(xiàn)了超過25%的分次位移不符合要求，足以影響實現(xiàn)95%靶區(qū)劑量覆蓋要求；而以3 mm作為誤差允許范圍時，不符合要求的治療分次數(shù)相比以5 mm作為誤差允許范圍時大大增加。因此，若在此理論基礎上縮小PTV邊界，顯然會降低治療效果，這也就成為了立體定向體部治療前列腺癌懸而未決的難題[11]。因此，未來如何進一步縮小PTV邊界，開展體部立體定向放射治療（stereotactic body radiotherapy，SBRT）技術是研究的主要方向[12]?？傊枰鶕?jù)實際情況選擇自適應的IGRT方法。就目前中國放療學科的發(fā)展現(xiàn)狀來看，除部分高等級的醫(yī)院外，上述技術由于各種原因并未普及于廣大基層醫(yī)院，因此，綜合各種因素分析后發(fā)現(xiàn)，利用超聲圖像引導的前列腺癌放療可能是多數(shù)設立放療科室的基層醫(yī)療單位更現(xiàn)實的選擇。因此，本研究不僅對不同的先進技術進行了比較，還探討了非常現(xiàn)實的問題，即是否可以將IGRT技術——超聲圖像引導下的前列腺癌放療技術普及于廣大基層醫(yī)療單位。劉佳賓[13]對超聲圖像引導擺位系統(tǒng)BAT引導放療在前列腺癌調(diào)強放射治療中的實用性和可行性進行了初步的探討，并分析在超聲圖像引導擺位系統(tǒng)輔助前列腺癌調(diào)強放療時等中心的擺位誤差，該研究量化了BAT系統(tǒng)對誤差的糾正能力，為BAT系統(tǒng)的普及提供了理論依據(jù)。另外，詹嘉等[14]探討了超聲引導下經(jīng)會陰穿刺植入125I放射性粒子治療前列腺癌的新方法，為超聲圖像引導輔助近距離治療前列腺癌提供了理論依據(jù)和實踐經(jīng)驗，并彌補了外照射的不足。由此可見，超聲圖像引導在前列腺內(nèi)外照射中的作用和價值均得到了證實，從而為解決當前現(xiàn)狀指明了方向。

綜上所述，兩種IGRT方法在前列腺癌擺位誤差方面的差異較小，需兼顧醫(yī)療單位的實際情況選擇自適應的方法。未來的發(fā)展方向主要是提高治療設備軟硬件的水平、精度和圖像質(zhì)量，為更好的前列腺癌治療手段奠定基礎。