何 蕾，孫顯松，于 浪，王欣海，胡 克，邱 杰，張福泉

(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院 放射治療科， 北京 100730)

胰腺癌(pancreatic carcinoma)是一種惡性程度高、預(yù)后差的消化系統(tǒng)惡性腫瘤。因胰腺鄰近大血管，腫瘤發(fā)展迅速，早期診斷困難，大部分患者確診時(shí)已失去手術(shù)切除的機(jī)會(huì)。所以，放射治療是晚期胰腺癌的主要治療手段之一，并且對(duì)腫瘤的局部控制、緩解疼痛等治療效果明顯，國(guó)內(nèi)外多數(shù)專家、學(xué)者早已達(dá)成共識(shí)[1]。螺旋斷層放射治療[(helical) tomotherapy,HT]是一種全新的技術(shù)，具有獨(dú)特的同源雙束設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了集高精度放射線療法(intensity modulated radiation therapy,IMRT)和影像引導(dǎo)放射治療(image guide radiation therapy,IGRT)于一體的放療設(shè)備[2]。為保證腫瘤靶區(qū)照射的精準(zhǔn)，保護(hù)臨近危及器官，治療前均用兆伏級(jí)電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(megavoltage computed tomography, MVCT)掃描獲取的圖像與定位CT圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，以達(dá)到更好的修正擺位誤差的目的[3]。本文對(duì)23例接受螺旋斷層調(diào)強(qiáng)放射治療的胰腺癌患者的影像引導(dǎo)擺位誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，計(jì)算臨床靶區(qū)(clinical target volume, CTV)到計(jì)劃靶區(qū)(planning target volume,PTV)的邊界(margin)外放。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2015年5月至2019年7月在北京協(xié)和醫(yī)院放療科應(yīng)用tomotherapy治療的胰腺癌患者23例，其中女11例、男12例，年齡19～82歲，中位年齡64歲。患者一般情況較好，所有患者KPS評(píng)分≥70分。

1.2 方法

1.2.1 CT定位和計(jì)劃設(shè)計(jì)：患者仰臥位，雙手抱肘置于頭上，采用熱塑成形體部固定架對(duì)患者體位進(jìn)行體位固定，在膜體上勾畫出3個(gè)“十字”標(biāo)記線作為擺位治療標(biāo)記。用16排80 cm大孔徑CT模擬機(jī)(Briliance公司)，層厚5 mm，進(jìn)行定位掃描，將獲取圖像傳送至Eclipse治療計(jì)劃系統(tǒng)(瓦里安公司)上由醫(yī)生進(jìn)行靶區(qū)及危及器官的勾畫，并設(shè)定劑量及分割方式、危及器官限量等。傳輸至tomotherapy4.2.3計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行治療計(jì)劃設(shè)計(jì)，經(jīng)臨床醫(yī)生批準(zhǔn)后，行劑量驗(yàn)證，驗(yàn)證通過后即可實(shí)施治療。

1.2.2 數(shù)據(jù)獲取：放射治療前由兩名技師按照擺位要求進(jìn)行擺位，每次治療前均行一次MVCT掃描。再將掃描后獲取的MVCT與定位CT圖像進(jìn)行自動(dòng)配準(zhǔn)。首次治療由主管醫(yī)生觀察自動(dòng)配準(zhǔn)圖像在橫斷面、矢狀面和冠狀面上與定位CT上相應(yīng)的配準(zhǔn)區(qū)域是否獲得最佳重疊，如自動(dòng)配準(zhǔn)不理想時(shí)可進(jìn)行人工配準(zhǔn)。首先根據(jù)骨性標(biāo)記將已掃描獲取的MVCT圖像與定位CT圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，然后根據(jù)兩幅圖像中的靶區(qū)和危及器官的實(shí)際重疊情況進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整和修正，最終依據(jù)人工配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行治療，并記錄最終獲取的患者每次在左右(X軸)、頭腳(Y軸)、腹背(Z軸)方向和橫斷面旋轉(zhuǎn)(cross-section rotation, roll)方向的誤差值。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理及PTV邊界外放范圍的計(jì)算：所有患者的擺位誤差數(shù)據(jù)均用Excel軟件分析，計(jì)算出每例患者所有分次的擺位誤差的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。根據(jù)Mckenzie[4]推薦的公式margin=2.5∑+0.7σ計(jì)算X、Y和Z3個(gè)方向上的靶區(qū)外放邊界值。

2 結(jié)果

2.1 擺位誤差

23例胰腺癌患者共行592次MVCT掃描，其中X、Y、Z方向的平均誤差分別為(-0.51±2.77)mm、(-1.14±6.35)mm、(6.01±4.43)mm(表1,2)。

2.2 Margin值分析

根據(jù)外擴(kuò)間距值得公式M=2.5∑+0.7σ得出在三維X、Y和Z方向由CTV向PTV外擴(kuò)值分別為5.16、9.90和7.53 mm(表3)。因此，臨床治療中在X、Y和Z3個(gè)方向推薦的邊界外放值分別5、10和8 mm。

表1 23例胰腺癌患者在X、Y和Z 3個(gè)方向的平均誤差值百分比Table 1 Mean percentage error values of 23 pancreatic cancer patients in the three directions of X, Y, and Z (total number=592)

表2 23例胰腺癌患者在X、Y、Z 3個(gè)方向的平均誤差和roll的旋轉(zhuǎn)誤差值Table 2 Average error of 23 pancreatic cancer patients in X, Y, and Z directions and the value of roll’s rotation error

"-" indicates movement in theX,Y, andZaxes respectively to the right, foot, and back.

表3 擺位誤差值和PTV外擴(kuò)marginTable 3 Positioning error value and PTV external expansion margin

3 討論

Tomotherapy每次治療前行MCVT圖像掃描可實(shí)現(xiàn)在線配準(zhǔn)，并直觀了解患者當(dāng)次治療前的靶區(qū)和危及器官間的位置關(guān)系及靶區(qū)體積的情況，進(jìn)行在線的位置修正，可有效提高腫瘤治療的精度，減輕患者毒副反應(yīng)[5-6]。但過多外放會(huì)導(dǎo)致靶區(qū)周圍更多的正常組織受到照射，所以合適的外放是放療過程中的關(guān)鍵參數(shù)。

Mami等人的研究在每次治療前進(jìn)行圖像引導(dǎo)下的胰腺癌患者的誤差分析，X、Y和Z3個(gè)方向的PTV的M值分別是8.9、9.8和11 mm，在Y方向誤差值較大的主要原因是由呼吸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致胰腺位置變化大造成的[7]。這與本研究的結(jié)果一致，因此建議在今后的胰腺癌放射治療中引入4DCT(four-dimensional computed tomography)技術(shù)。它應(yīng)用呼吸門控技術(shù)進(jìn)行CT圖像的采集、放療計(jì)劃設(shè)計(jì)和放射治療，可檢測(cè)在呼吸周期中腫瘤移動(dòng)的幅度和方向[8-9]。由于tomotherapy實(shí)際治療位置與擺位位置有700 mm的距離，所以首次治療時(shí)治療床板的沉降數(shù)值較大， 待初次治療時(shí)床下沉的校正值系統(tǒng)自動(dòng)記錄，在以后的治療中進(jìn)行修正，從而減少Z方向的擺位誤差[10-11]。

計(jì)算靶區(qū)安全邊界外放時(shí)，Mckenzie等人結(jié)合DVH參數(shù)和靶區(qū)覆蓋等討論margin的外放,得出CTV到PTV外擴(kuò)邊界至少應(yīng)為M=2.5Σ+0.7σ[4]。Van Herk也做了相同的研究，其推薦的公式為M=2.5Σ+0.7δ-3，算出的外放邊界比Mckenzie等的算法小，并將呼吸運(yùn)動(dòng)引起的胰腺位置誤差計(jì)算在內(nèi)[12]?？紤]到研究未引入4DCT技術(shù)到放射治療中及脫靶的風(fēng)險(xiǎn)，所以采用前者的研究結(jié)果進(jìn)行margin計(jì)算。

綜上所述，tomotherapy自帶的MVCT圖像引導(dǎo)系統(tǒng)可有效修正胰腺癌患者在治療前的隨機(jī)誤差和擺位誤差，計(jì)算出胰腺癌放射治療在X、Y和Z三維方向上靶區(qū)邊界外放(margin)邊界值5、10和8 mm，為精準(zhǔn)放療的實(shí)施提供了依據(jù)。