利用射野照相验证片对胸部肿瘤放疗摆位误差的分析

郭小琳，王小虎，高力英，赵 林，刘志强

（甘肃肿瘤医院，甘肃 兰州 730050）

胸部肿瘤在全身恶性肿瘤中占相当的比例，尤其是肺癌和食道癌，确诊时已属于中、晚期，而放射治疗是其主要的治疗手段之一。三维适形、调强放射治疗作为现代放射治疗技术，进入“精确定位、精确计划、精确治疗”的时代，对照射野的准确性要求更高。而在放射治疗执行过程中，每次治疗摆位位置都会有所变化[1，2]，摆位所带来的误差不仅会导致部分靶区不能得到足够的剂量，降低肿瘤局部控制率，还可能使高剂量区移至危及器官的区域内，造成严重的并发症[1，3，4]。了解摆位误差的大小与来源对减少摆位误差和对确定照射野合适的外放边界具有非常重要的意义[5]。故应用加速器双曝光验证装置及Photoshop 软件测量本院胸部肿瘤摆位误差，为做放射治疗计划时选择临床靶区（CTV）到计划靶区（PTV）外扩边界的数值及为进一步提高放射治疗的准确性提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

选取2010 年10 月至2013 年1 月在我科行三维适形、调强放射治疗的胸部肿瘤患者30 例，年龄在45～81 岁，其中女性7 例，男性23 例，KPS≥70，包括中央型肺癌11 例，食道癌19例，均有上消化道X 线钡餐片或CT 片及病理细胞检查证实。有良好的自控能力。CT 模拟定位机，Simens-Primus 医用直线加速器，并配备40 对多叶准直器，放射治疗专用拍片车、体部热塑料记忆面网和碳纤维底板及B 型号固定枕（简称“B 枕”），胶片，VIDAR 胶片扫描仪及Photoshop 图像处理软件、PLATO 8.0放射治疗计划系统。

1.2 方法

1.2.1 体位固定、CT 定位参考图像的获取 30 例胸部肿瘤患者均采用CT 模拟定位，患者仰卧于全碳纤维体架，双手交叉抱肘置于颅顶，头枕B 枕，有利于治疗的舒适体位，热塑体模覆盖胸廓及肋弓骨凹凸成型固定。根据CT、X 线上消化道钡餐片确定参考中心，调整激光线至肿瘤中心附近，按激光线在体模上

用纸质胶布粘贴3 个定位十字线，在体表画体模位置线，用含有铅丝的定位板按激光线标记身体两侧（左、右）和胸前3 个定位十字于体模上，给予CT 增强扫描，范围为下颌水平至膈肌下2～3 cm，层厚为5 mm。为了减少呼吸运动的影响，扫描时嘱咐患者平静呼吸。CT 定位图像通过网络系统将数据传输到治疗计划系统，勾画肿瘤体积（GTV）、CTV，外扩边界暂定10 mm，计划系统对定位CT 进行三维重建，通过计划系统默认靶区中心点，即等中心点，由此为基础自动重建，生成数字重建射线图像（DRR）（正、侧位）作为参考图像，设计三维适形、调强放射治疗计划。

1.2.2 射野验证图像的采集 利用治疗室的激光线、热塑体模、碳纤维体架固定板等定位装置，严格按照CT 模拟定位时相同体位进行摆位，每次治疗摆位均按适形、调强治疗等中心操作流程规范进行，采用加速器双曝光照相技术验证射野的准确性。将带有中心坐标标记，大小8 cm×8 cm 的托板插入加速器托架槽中，验证片采用双药膜面的普通X 线片装入CAWO 型兆伏级暗盒中置于机架对侧垂直于射线束，在机架0°、准直器0°，核对射野源皮距，射野大小40 cm×40 cm、剂量5 MU 完成第一次曝光；机架90°、准直器0°时，调入患者治疗计划并核对需验证的射野现状、大小、核对射野源皮距，剂量2 MU 完成第二次曝光。获取图像清晰、对比度好、能清楚显示射野内外骨性解剖结构的射野验证片（正、侧位），也就是实际治疗位置的图像。首次、每周正常治疗前拍摄一次。

1.2.3 测量摆位误差 摆位误差是将加速器拍摄的射野验证图像与DRR 骨性配准而获得的空间位置偏差，实际治疗位置由射野验证片正、侧位提供，治疗参考位置是通过模拟定位CT 定位图像为基础，治疗计划系统产生DRR 正、侧位提供。以DRR等中心处图像大小为基准，必须先配准射野验证片与DRR 的边框，利用Photoshop 软件处理图像，调整两幅图像的灰度、大小、旋转方向，使椎体、棘突的清晰度与对比度达到最佳，选择在图像上均能识别的骨性解剖标志作为参考点（气管、隆突、胸椎、棘突），将射野验证图像与DRR 配准，分别测量射野验证片正、侧位片中心点与DRR 中心点3 个方向的位移值，患者左右方向为X 轴，头脚方向为Y 轴，前后方向为Z 轴，通过正位图像的配准获取患者X 轴、Y 轴摆位误差，侧位图像配准即可获得患者在Y 轴、Z 轴摆位误差，由于Y 轴的误差分别是从正位、侧位图像配准而获取的数据，故最终取二者的平均数。

1.2.4 统计分析 采用统计软件SPSS15.0 对所测数据进行统计分析，根据同一患者不同次治疗间个体的摆位误差计算出该患者摆位误差平均值和标准差，即个体的系统误差和随机误差，对个体系统误差和随机误差进行分析，验证是否符合正态分布，再分别计算全组患者的个体系统误差和随机误差的均数，也就是群体的系统误差（∑）和随机误差（δ）。

2 结果

应用Stroom 公式2∑+0.7δ 来确定CTV 到PTV 外放范围，分别计算X 轴、Y 轴、Z 轴的外扩数值。

30 例患者150 人次的射野位置验证以DRR 为基准与射野验证片核对胸椎、棘突，测定射野中心点的误差数据，其结果如下：

（1）150 人次在X、Y、Z 轴上的误差范围分别为-9.1 mm～8.2 mm、-12.5 mm～13.4 mm、-11.8 mm～11.2 mm。

（2）150 人次治疗的系统误差、随机误差见表1。

表1 150 人次患者摆位误差（mm）

（3）摆位扩边值。Stroom 等采用DVH 和靶区覆盖可能性分析指出：99%的CTV 受到95%的处方剂量，由2∑+0.7δ，计算CTV 到PTV 的扩边大小，见表2。

表2 150 人次患者摆位扩边（mm）

3 讨论

3.1 射野位置验证与摆位误差的重要性

在适形、调强放射治疗过程中，对靶区位置的准确性要求很严，但在每次治疗实施过程中，仍不可避免地存在摆位重复性的差异。位置偏差过大可能会导致靶区漏照和正常组织过量照射，就会影响肿瘤的局控率和器官的并发症发生率；因此，能否降低放射治疗中的摆位误差是适形、调强治疗成败的关键。摆位误差即实际治疗位置与治疗参考位置的差异，摆位误差来源于分次治疗摆位过程的系统误差和随机误差[6]，影响因素包括器官的运动，患者的运动，体形的变异，皮肤标记点的不清楚等。从文献统计的结果来看，摆位误差发生的概率很高，有50%的射野摆位误差超过了5 mm[7]，故必须进行位置验证。应用双曝光照相技术，可观察到射野内外骨性结构，靶区及重要器官的保护情况；获取胸部肿瘤放射治疗摆位误差，确定CTV 到PTV 外扩边界，对提高摆位精确度有非常重要的意义。

3.2 摆位误差及影响摆位误差的相关因素

本文通过应用加速器双曝光验证技术对30 例胸部肿瘤患者共进行150 人次位置验证，分析等中心摆位误差的数据，分布呈正态分布，据误差数据分布范围及摆位扩边值，结果显示，患者CTV 到PTV 外扩数值，在左右为5.99 mm，头脚为9.11 mm，前后为8.33 mm。由于呼吸运动的上、下移动影响骨性参考点（气管、隆突）或射野中心点位置变化、女性乳房皮肤松弛易造成体模标记线移位的差异是影响Y 方向随机误差数据的因素；腹胀状态、整个疗程体重的变化引起胸廓的改变而造成体膜紧张或松弛，是影响Z、Y 方向随机误差数据的因素，有报道显示这一差异可达10%以上[8]。胸部肿瘤摆位的误差主要发生在Y 、Z 方向，当系统误差增大时，随机误差也随着增大，与Erridge[4]的结果基本相同，说明本结果的可靠性。放射治疗的摆位贯穿患者的整个治疗过程，是保证照射野位置准确性的重要环节，但胸部肿瘤患者存在呼吸运动、心脏搏动及肺不张、阻塞性肺炎的变化，都可影响靶区的位置变化，摆位误差是不可避免的。为了减少摆位误差我们可考虑采取以下办法：（1）成型体模固定可以适当地限制呼吸运动，尽量嘱咐患者采取平静呼吸，减少靶区的移动幅度。（2）使用双上肢手握杆固定装置，防止因肢体与肩膀体位不固定引起皮肤的移位，皮肤体表标记线与体模的差异。（3）整个疗程患者每周称体重，体重增加、体模过紧或肥胖者可调整治疗时间（控制饮食），或重新定位；若体模过松造成身体在体模内的移动，影响靶区的准确性，需重新设计治疗计划。（4）严格按适形等中心摆位技术操作流程摆位。摆位误差是决定PTV 的重要因素之一，各医院设备条件、人员素质和业务水平的差异，使得摆位误差也存在着差异。因此各医院根据本单位实际情况，测量并计算出本院的摆位误差，适当放大CTV 到PTV 的边界数值，以保证精确放疗的实施。

3.3 加速器双曝光验证技术的推广及应用前景

本研究利用加速器双曝光拍摄验证片对胸部肿瘤摆位误差数据的测定与国内、外的研究数据比较接近[9]，它不仅可以提高摆位精确度，减少摆位的不确定性因素，确定合适的计划靶区边界，对提高肿瘤的局控率，减少对周围正常组织的照射，减少并发症具有非常重要的意义。随着加速器设备及适形、调强放射治疗技术的普及，对照射野靶区的准确性要求更高，而基层医院在尚未配备验证设备（EPID、IGRT），只能通过简单的模拟定位机进行复位，难以准确测量出摆位误差。加速器双曝光拍摄照射野验证技术具有技术成熟、操作简单、结果可靠、费用低廉等优点，为更好地减少与纠正摆位误差提供了可靠的依据和有效的方法，尤其在经济欠发达的西部地区具有广泛的应用前景，它的不足之处是在射野验证片与DRR 的对比过程中，存在着骨性解剖标志勾画不清楚，存在肉眼偏差而造成的误差，影响了摆位误差精度的测定。

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