蔡栩如等

[摘要] 目的 探討用圖像引導(dǎo)放射治療技術(shù)對(duì)不同體型宮頸癌擺位誤差的影響，以期對(duì)臨床MPTV外擴(kuò)值提供依據(jù)。 方法 選取宮頸癌20例，按照體質(zhì)指數(shù)（BMI）分為兩個(gè)不同體型，在治療前行錐形束CT掃描1次，在線校正擺位誤差后，再行錐形束CT掃描1次，記錄并分析校正前后的擺位誤差數(shù)值的變化，根據(jù)公式MPTV=2.5∑±0.7δ來(lái)計(jì)算CTV到PTV的邊界。 結(jié)果 正常體型患者與肥胖體型患者在X軸（左右方向）、Y軸（頭腳方向）、Z軸（腹背方向）的擺位誤差在校正前分別為：（2.45±0.72）mm、（2.73±0.81）mm、（2.23±0.85）mm與（2.67±0.76）mm、（3.14±0.98）mm、（2.65±0.74）mm，其中Y軸和Z軸擺位誤差具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；校正后在X軸、Y軸、Z軸的擺位誤差分別為：（0.96±0.33）mm、（0.91±0.32）mm、（0.89±0.29）與（1.02±0.36）mm、（0.96±0.31）mm、（0.92±0.37）mm，三維方向比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。兩組體型患者誤差校正前后三維方向的擺位誤差，有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。正常體型和肥胖體型患者在擺位誤差校正前X軸、Y軸、Z軸的MPTV值分別為4.7 mm、5.4 mm、4.9 mm和5.7 mm、7.4 mm、6.2 mm，誤差校正后X軸、Y軸、Z軸的MPTV值分別為2.4 mm、2.5 mm、2.3 mm和2.6 mm、2.5 mm、2.5 mm。 結(jié)論 肥胖體型患者的擺位誤差大，臨床在勾畫(huà)MPTV值時(shí)應(yīng)考慮患者體型；應(yīng)用CBCT圖像引導(dǎo)技術(shù)在擺位誤差校正后，患者體型對(duì)MPTV值的影響不大。

[關(guān)鍵詞] 宮頸癌；圖像引導(dǎo)；擺位誤差；CBCT

[中圖分類號(hào)] R737.33 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號(hào)] 1673-9701（2014）33-0035-04

[Abstract] Objective To explore the effects of image-guided radiotherapy techniques on setup error of cervical cancer in different body types， in order to provide basis for expansion value of clinical MPTV. Methods Twenty patients with cervical cancer were selected and divided into different body shapes according to the body mass index （BMI）. Cone beam CT scan was performed once before treatment and once after online correction of setup error. And the changes of the setup errors before and after the correction were recorded and analyzed. Formula MPTV=was used to calculated the boundary from CTV to PTV. Results Setup errors of normal shaped patients and obese patients in X axis （left and right direction）， Y axis （head and feet direction） and Z axis （back and belly direction） before correction were： （2.45±0.72） mm， （2.73±0.81） mm， （2.23±0.85） mm and （2.67±0.76） mm， （3.14±0.98） mm and （2.65±0.74） mm respectively. Among them， setup errors in Y axis and Z axis showed statistical significance （P<0.05）； After correction， the corresponding setup errors were： （0.96±0.33） mm， （0.91±0.32） mm， （0.89±0.29） mm and （1.02±0.36） mm， （0.96±0.31） mm and （0.92±0.37） mm. Setup errors in the three directions showed no statistical significance（P>0.05）. Setup errors along the three directions before and after correction in the two groups of patients showed significant statistical significances （P<0.01）. MPTV values of setup errors along X axis， Y axis and Z axis in normal shaped people and obese patients were 4.7 mm， 5.4 mm， 4.9 mm and 5.7 mm， 7.4mm and 6.2mm before correction and 2.4 mm， 2.5 mm， 2.3mm and 2.6 mm， 2.5 mm and 2.5 mm after correction. Conclusion The setup error of obese patients is larger. Drawing MPTV in clinical needs to consider the patients body shape； after application of CBCT image guided technology in setup error correction， it shows that the patients body shape has little impact on MPTV value.

[Key words] Cervical cancer； Image guided； Setup error； CBCT

宮頸癌是常見(jiàn)的女性惡性腫瘤，在發(fā)展中國(guó)家位居?jì)D科惡性腫瘤第1位。由于宮頸癌的放療適應(yīng)證廣泛，效果好，尤其是IIb期及IIb期以前的患者，已經(jīng)顯示出根治性手術(shù)不可替代的地位[1]。宮頸癌因其特殊的生理解剖結(jié)構(gòu)，它的放射治療擺位精度不但受體型、體重、腹式呼吸過(guò)重、皮膚牽拉、重復(fù)擺位等影響，而且小腸蠕動(dòng)、腫瘤體積的縮小、直腸以及膀胱充盈量的多少也會(huì)影響其擺位精度。而隨著現(xiàn)代影像技術(shù)的發(fā)展，圖像引導(dǎo)的放射治療（image guided radiotherapy，IGRT）正顯現(xiàn)出它無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，也被越來(lái)越多的癌癥中心所應(yīng)用。本研究采用瓦里安加速器配備的KV-X級(jí)CBCT（cone beam computerized tomography）研究不同體型宮頸癌患者擺位誤差校正前后不同，對(duì)臨床勾畫(huà)靶區(qū)提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

隨機(jī)抽取我科2013年4月～2014年7月治療的宮頸癌20例，所有病人均經(jīng)病理證實(shí)，此前從未接受過(guò)放射治療。根據(jù)世界衛(wèi)生組織規(guī)定的身體質(zhì)量指數(shù)BMI（Body Mass Index）計(jì)算公式，即BMI=體質(zhì)量（kg）/身高的平方（m2），將患者分為兩型：正常型（18.5≤BMI<24）10例，肥胖型（24≤BMI<30）10例。

1.2 熱塑體膜的制作和CT模擬定位

20例宮頸癌患者均采用仰臥位，肩背部盡量放平并緊貼治療床，雙手上舉或置于前額，雙腿并攏并伸直，囑患者呼吸幅度盡量小且均勻并盡量采用胸式呼吸，熱塑體膜經(jīng)75℃恒溫水箱取出，快速放置患者體表，均勻拉伸固定，30 min后冷卻定型。模擬定位前囑患者憋少量小便，并記住此次的憋尿感，放射治療擺位時(shí)也要求采用此次憋尿感的膀胱充盈量。模擬定位采用PHILIPS大孔徑4D-CT模擬定位機(jī)（PHILIPS，Brilliance TM CT Big Bore），掃描層厚為5 mm，層距5 mm，圖像分辨率為512×512。

1.3 放射治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)和確認(rèn)

所有患者均為IMRT計(jì)劃，模擬定位采集的數(shù)據(jù)通過(guò)DICOM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將其傳輸至飛利浦公司Pinnacle3 V9.2治療計(jì)劃系統(tǒng)。主管醫(yī)生在四維CT圖像上勾畫(huà)完靶區(qū)后再由物理師根據(jù)所勾畫(huà)的靶區(qū)制定治療計(jì)劃，再經(jīng)CT模擬定位機(jī)對(duì)治療中心進(jìn)行確認(rèn)。最后將治療計(jì)劃與CT定位圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸至瓦里安Trilogy加速器的OBI系統(tǒng)。

1.4 圖像匹配及擺位誤差糾正

患者擺好位后，首次放射治療前行CBCT掃描，掃描得到的圖像與計(jì)劃CT圖像進(jìn)行在線自動(dòng)匹配，自動(dòng)匹配勾選骨匹配和PTV輪廓線復(fù)選框，匹配框設(shè)定范圍包括腫瘤靶區(qū)及其附近器官結(jié)構(gòu)。使CBCT圖像和計(jì)劃CT圖像在矢狀位、冠狀位及橫斷位上的骨性標(biāo)記及靶區(qū)腫瘤高度重疊，并觀察CBCT圖像上PTV、CTV、GTV 對(duì)整個(gè)腫瘤輪廓的包繞。匹配完成后將獲得治療床在X軸（左右方向）、Y軸（頭腳方向）、Z軸（腹背方向）的擺位誤差，根據(jù)這組差值來(lái)進(jìn)行治療床的移位，移位完成后再行1次CBCT掃描，將獲得的圖像疊加到計(jì)劃CT圖像上，自動(dòng)匹配后獲得另外一組X軸、Y軸、Z軸的擺位誤差。之后每周分別在擺位誤差校正前后掃描兩次，每位患者接受CBCT掃描8～14次。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。擺位誤差校正前后數(shù)據(jù)用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組內(nèi)計(jì)量資料采用配對(duì)t檢驗(yàn)，如果方差不齊，則進(jìn)行t'檢驗(yàn)或秩和檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)；P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。根據(jù)van-Herk等[2-3]推理公式MPTV（Margin of Planning Target Volume）=2.5∑±0.7δ（至少90%的人群的CTV最小劑量能達(dá)到處方劑量的95%）來(lái)計(jì)算CTV（Clinical Target Volume）到PTV（Planning Target Volume）的邊界。

2 結(jié)果

10例正常體型患者獲得校正前后各53組CBCT圖像，10例肥胖體型患者獲得校正前后各51組CBCT圖像。

2.1 校正前、后兩組患者三維方向擺位誤差的比較

見(jiàn)表1。表1顯示，在擺位誤差校正前正常體型患者X軸、Y軸、Z軸的擺位誤差為（2.45±0.72）mm、（2.73±0.81）mm、（2.23±0.85）mm；肥胖體型患者X軸、Y軸、Z軸的擺位誤差為（2.67±0.76）mm、（3.14±0.98）mm、（2.65±0.74）mm；兩組患者Y軸（頭腳）方向的擺位誤差均大于X軸和Z軸，其中X軸、Z軸有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。而在擺位誤差校正后：兩組患者在X軸、Y軸、Z軸的擺位誤差接近，t值分別為-0.887、-0.809、-0.461，兩組三個(gè)方向的P值均大于0.05，差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討論

宮頸癌的放射治療從最初粗放型的盆腔大野照射、盆腔四野照射，到后來(lái)的3D-CRT、IMRT，再到現(xiàn)在IMRT發(fā)展的高級(jí)階段—IGRT，依靠的是多影像技術(shù)的融合、多功能影像以及分子影像技術(shù)的發(fā)展[4]，從而為“三精”放療（precision radiotherapy，PT）時(shí)代的到來(lái)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。隨著放射治療技術(shù)的不斷更新改進(jìn)，擺位誤差也在不斷的縮小，但是腫瘤靶區(qū)盡量高的劑量和周圍正常組織盡量低的劑量是始終存在著的矛盾，ICRU 24號(hào)報(bào)告指出，靶區(qū)照射劑量的變化劑量偏離5%就有可能使原發(fā)灶失控或并發(fā)癥增加，Hong等[5]也研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)劑量改變3%～5%時(shí)腫瘤療效也將下降，而正常組織的副反應(yīng)也將增加，所以在宮頸癌IMRT放射治療過(guò)程中應(yīng)用CBCT圖像引導(dǎo)技術(shù)減小擺位誤差是有必要的。

從本研究結(jié)果可以看出，肥胖體型患者在擺位誤差校正前Y軸、Z軸方向上的擺位誤差與正常體型患者比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），而其中Y軸（頭腳方向），無(wú)論是肥胖組還是正常組擺位誤差均大于X軸和Z軸，這可能與肥胖體型患者躺下時(shí)體表皮膚牽拉有關(guān)，而且皮下脂肪層越厚皮膚牽拉會(huì)越厲害，特別是腹部脂肪厚且皮膚松弛的患者尤其顯著，所以囑患者躺到治療床時(shí)一定要先坐在治療板的中間再躺下，盡量避免病患身體的左右移動(dòng)以免發(fā)生皮膚的局部牽拉；還可能與患者呼吸幅度過(guò)大且采用腹式呼吸有關(guān)，肥胖體型患者的體型比較厚，呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)在體表產(chǎn)生的幅度會(huì)比正常體型患者的幅度大，囑患者盡量呼吸平穩(wěn)且采用淺式呼吸以及胸式呼吸。呼吸控制技術(shù)以及呼吸門(mén)控放療在胸腹部腫瘤放射治療中在當(dāng)前是研究的熱點(diǎn)，特別是肺部、乳腺、肝臟的腫瘤，多項(xiàng)研究[6-8]顯示，利用呼吸控制技術(shù)或呼吸門(mén)控放療能精確靶區(qū)的勾畫(huà)，改善靶區(qū)均勻性，安全有效地提高靶區(qū)劑量，降低周圍正常組織的照射劑量以及受照體積，減少可能出現(xiàn)的放療副反應(yīng)。正常體型患者與肥胖體型患者擺位校正前后三維方向的擺位誤差比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01），這也證實(shí)了王多明等[9]的研究結(jié)果：認(rèn)為CBCT技術(shù)可大大糾正宮頸癌患者分次間的擺位誤差。而Xu等[10]則用CBCT技術(shù)分別研究頭頸部、胸腹部腫瘤分次治療內(nèi)擺位誤差，發(fā)現(xiàn)各部位腫瘤均存在分次治療內(nèi)擺位誤差，而頭頸部腫瘤最小。肥胖體型患者在擺位校正前在X軸、Y軸和Z軸方向的MPTV值分別為5.7 mm、7.4 mm、6.2 mm，正常體型患者在擺位校正前在X軸、Y軸和Z軸方向的MPTV值分別為4.7 mm、5.4 mm、4.9 mm，肥胖體型患者M(jìn)PTV值在三維方向比正常體型分別大1.0 mm、2.0 mm、1.3 mm。而兩組體型擺位校正后在三維方向的MPTV值接近于2.5 mm。我科現(xiàn)在MPTV外放值普遍為5 mm，三級(jí)醫(yī)生根據(jù)經(jīng)驗(yàn)再修正外放邊界。通過(guò)此次研究可以給臨床提供一個(gè)MPTV值的外放依據(jù)：即行CBCT掃描的宮頸癌患者M(jìn)PTV值外放可以適當(dāng)縮小至2.5 mm，不行CBCT掃描的宮頸癌患者M(jìn)PTV值要考慮患者的體型、體重，肥胖體型患者要適當(dāng)增加MPTV外擴(kuò)值。本研究表明，應(yīng)用CBCT圖像引導(dǎo)的放射治療技術(shù)在線校正擺位誤差，能對(duì)腫瘤及靶區(qū)實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控，降低周圍正常組織劑量，提高PTV劑量，增加放療增益比。

子宮是盆腔內(nèi)一個(gè)的囊性器官，毗鄰膀胱，位置很大程度上受膀胱充盈的擠推變形的影響。國(guó)外多人[11，12]研究表明，在放療中膀胱的充盈程度在子宮和宮頸的運(yùn)動(dòng)評(píng)估中起重要作用。洪善超[13]等認(rèn)為膀胱由空虛狀態(tài)向充盈時(shí)態(tài)（即采集膀胱空虛狀態(tài)下的盆腔圖像）轉(zhuǎn)變時(shí)，宮頸在前、后、左、右、上、下6個(gè)方位平均最大位移改變分別為1.0、0.6、0.3、0.5、1.0和0.7 cm。當(dāng)膀胱由空虛狀態(tài)向半充盈時(shí)態(tài)（即通過(guò)導(dǎo)尿管向膀胱注入100 mL 0.9%NaCl溶液，采集膀胱半充盈狀態(tài)下的盆腔圖像）轉(zhuǎn)變時(shí)，平均最大位移改變分別為0.5、0.3、0.2、0.3、0.6和0.4 cm。而由半充盈向充盈時(shí)態(tài)（即過(guò)導(dǎo)尿管繼續(xù)向膀胱注入150 mL 0.9%NaCl溶液，采集膀胱充盈狀態(tài)下的盆腔圖像）轉(zhuǎn)變時(shí)，平均最大位移改變則分別為0.6、0.4、0.2、0.3、0.8和0.7 cm。其中空虛-充盈與空虛-半充盈及半充盈-充盈兩組比較在位移改變上差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000，P=0.029）。這也是本研究采用患者憋少量小便并記住此次的憋尿感的原因。另外CBCT圖像引導(dǎo)技術(shù)雖然能提高放療精度，但是它所帶來(lái)的額外劑量問(wèn)題也不容忽視。Ding等[14]研究表明，整個(gè)治療過(guò)程中每日行CBCT掃描可導(dǎo)致病人接受約300cCy的額外劑量，其中骨組織的受量是軟組織的2～4倍?？琢崃岬萚15]研究表明，每分次放療前行在線CBCT掃描并與計(jì)劃CT圖像配準(zhǔn)，獲得三維方向配準(zhǔn)差值，分別以初始5次和10次的平均值作為預(yù)測(cè)值校正后續(xù)治療的系統(tǒng)擺位誤差，通過(guò)比較未進(jìn)行在線擺位校正、應(yīng)用5次校正法和10次校正法進(jìn)行在線擺位校正放療過(guò)程中的群體化系統(tǒng)、隨機(jī)擺位誤差以及三維殘余誤差發(fā)現(xiàn)利用初始5次放療在線CBCT配準(zhǔn)差值預(yù)測(cè)并校正系統(tǒng)擺位誤差在一定程度上改善了每日擺位準(zhǔn)確度。筆者認(rèn)為此方法在工作量大且繁忙的機(jī)構(gòu)值得推廣而且也減少了患者額外的受照劑量。

本研究只是針對(duì)18.5≤BMI<24和24≤BMI<30的宮頸癌患者，而對(duì)BMI≤18.5和BMI≥30的患者未做系統(tǒng)研究，而對(duì)后兩部分人群還待進(jìn)一步研究。龐皓文等[16]報(bào)道稱宮頸癌IMRT中直腸體積改變會(huì)引起CTV改變，穩(wěn)定體積與位置或許能減少CTV位置變化，說(shuō)明了宮頸癌IMRT中排空直腸的重要性。在本研究中對(duì)直腸的充盈狀態(tài)只是呈自然狀態(tài)，如果排空直腸可能對(duì)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

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（收稿日期：2014-09-22）

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