肿瘤放疗中电子射野影响系统对摆位误差的分析

雷海红，陈善凤，金伟端（.肇庆市第二人民医院放疗科，广东56060；.中山大学附属第五医院，广东珠海59000）

肿瘤放疗中电子射野影响系统对摆位误差的分析

雷海红1，陈善凤1，金伟端2
（1.肇庆市第二人民医院放疗科，广东526060；2.中山大学附属第五医院，广东珠海519000）

目的探讨肿瘤放疗过程中电子射野影响系统（EPID）对摆位误差的分析。方法选取该院2013年12月至2014年8月收治的放疗患者115例为研究对象，将其放疗时实际的照射图像与计划生产的数字化重建X线片技术图像进行比较，分别测定X轴（左右方向）、Y轴（前后方向）和Z轴（头脚方向）的摆位误差。结果头颈部的X轴（左右方向）在校正前后的差值比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；胸部和腹盆部的Y轴（前后方向）在校正前后的差值比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论使用EPID能有效地对体部肿瘤放疗期间的摆位误差进行分析，为放疗外扩计划靶体积提供参考依据。

数学计算； 质量控制； 放射疗法； EPID； 肿瘤放疗； 摆位误差

放疗是治疗不可手术切除肿瘤的重要手段，而精确的体外放疗能提高肿瘤控制率、降低放射诱发的疾病的发生率，是一种行之有效的治疗方式[1-2]。但是，在治疗过程中存在着摆位的不确定性，造成肿瘤边缘区域未得到充分照射或正常组织的过量照射，导致对肿瘤区域的控制力减弱或正常组织受到损伤。因此，减小摆位误差确保患者肿瘤靶区得到精准照射就更为重要[3]。电子射野影响系统（EPID）对比模拟定位时构建的计划照射靶区与实际治疗过程中的照射靶区，验证患者在治疗前后的摆位问题，从而达到最好的治疗效果[4]。近期，本院对EPID在体部肿瘤放射治疗中的摆位误差进行了分析，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取本院2013年12月至2014年8月收治的行放疗的患者115例为研究对象，其中男63例，女52例；年龄25～76岁，平均（60.5±3.5）岁。其中头颈部肿瘤25例，其中鼻咽癌23例，肺癌脑转移2例；胸部肿瘤39例，其中肺癌23例，食管癌16例；腹盆部肿瘤51例，其中腹腔淋巴结转移癌10例，宫颈癌12例，子宫内膜癌12例，前列腺癌8例，直肠癌9例。所有患者均为病理确诊为肿瘤，且无放疗禁忌证。

1.2 方法

1.2.1 CT定位和治疗计划 所有患者在行放疗前均用飞利浦64排螺旋CT进行定位扫描。参数设置为120kV，250 mA，层厚3 mm，将所得数据使用数字重建图传送至治疗计划系统，由医生勾画正常组织轮廓和治疗靶区，物理师制订放射治疗计划，计划完成后由主治医生确认。采用瓦里安CX加速器治疗，由2位技师对患者进行摆位，体位以患者感觉舒适，且有利于放疗的位置为最佳，并使用抽吸式真空袋或体架体模固定。在身体两侧及等中心平面按激光十字线以Mark金属球作为参照。使用加速器对患者靶区进行放疗。验证方案根据患者躯体的轮廓、靶区敏感器官等设置验证计划（胸部以气管、隆突、胸椎、棘突为参照；腹部以腰椎、棘突为参照；盆腔以耻骨联合为参照）。采用垂直、水平两野，建立各射野内的线束轴向视图（BEV），并以此为依据生成数字化重建X线片技术（DRR）并上传至系统为参考图像。

1.2.2 图像采集和误差分析 使用瓦里安CX加速器治疗，治疗时保持患者体位与定位相同，通过激光、源皮距（SSD）与皮肤标记的符合情况进行摆位调整，调出验证野图像及电子射野影响系统，参数为：跳数2 MU，剂量率100 MU/S。使用20 Gy获得实际照射位置，115例患者共拍摄690张图片。将实际图片与数字图像DRR建立的图片比较，使用专业软件对匹配，分析图片边缘，通过放大、缩小及灰度值扫描等方法对摆位误差进行测量。分别测定左右、前后及头脚方向的误差，以测量值为0时为摆位正确。以正位射野确定左右方向误差（正数为左，负数为右）；以侧位射野图像确定前后方向误差（正数为腹侧，负数为背侧）；以正侧位射野图像的均值为头脚方向误差（正数为头侧，负数为脚侧）。经EPID系统确定的治疗靶区与模拟定位时确定的计划靶区在3个方向上存在着摆位误差，分别用X（左右方向）、Y（前后方向）和Z（头脚方向）代表，然后通过对治疗床的移动来校正摆位误差，再一次通过EPID系统进行扫描，从而确定肿瘤靶区位置校正前后的摆位误差。校正后3个方向分别用X/（左右方向）、Y/（前后方向）、Z/（头脚方向）代表。

1.3 统计学处理 应用SPSS 17.0统计软件进行数据分析，借鉴Bijhold[5]的研究，采用均值代表系统误差，标准差代表随机误差，以正值表示偏左，以负值表示偏右，计量资料采用t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 体部肿瘤EPID匹配结果 本研究分别统计了头颈部、胸部肿瘤、腹部肿瘤和盆腔肿瘤患者EPID匹配结果，计算平均值与标准差，见表1～3。

表1 头颈部肿瘤EPID结果误差分析（cm）

表2 胸部肿瘤EPID结果误差分析（cm）

表3 腹盆部肿瘤EPID结果误差分析（cm）

2.2 校正前后摆位匹配结果 摆位校正后的放疗精确度明显优于摆位校正前。头颈部的X轴（左右方向）在校正前后的差值比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；胸部和腹盆部的Y轴（前后方向）在校正前后的差值比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；而各部的Z轴（头脚方向）在校正前后的差值比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见表4。

表4 校正前后摆位匹配结果（±s，cm）

表4 校正前后摆位匹配结果（±s，cm）

注：与校正前比较，aP＜0.05。

部位 时间X Y Z精确度 t 精确度 t 精确度 t头颈部0.01±0.20 -0.01±0.13 -0.03±0.14 -0.02±0.07 -0.17±0.27 -0.14±0.34校正前校正后校正前校正后校正前校正后0.05±0.32 0.10±0.20 0.01±0.20 -0.02±0.17 0.02±0.14 0.01±0.10 4.486a0.7831.027胸部1.7486.080a0.977腹盆部0.017 -0.02±0.14 -0.01±0.07 0.05±0.32 -0.10±0.20 -0.09±0.13 -0.03±0.11 6.163a1.209

3 讨 论

放疗过程中因仪器设备造成的误差、患者生理周期产生的误差及多次治疗过程中产生的误差都会影响患者计划照射靶区的重现性，皮肤的不同张力程度则会影响患者在治疗床上的位置，同时，调整体位时固定板之间也会出现相互移位，这些都会造成肿瘤区域得不到充分照射或正常组织受到过度照射，从而严重影响患者的治疗进程。在临床实际放疗过程中，偏差位置若在5 mm以上，不仅不能对肿瘤组织进行充分照射，还会造成正常组织的严重损失，降低疗效的同时还带来了严重的不良反应。因此，精确定位、精确计划、精确治疗是放疗的关键，这就对机械精度、靶定位精度及摆位准确提出极高要求[6]。

EPID是迅速发展的可用于进行射野定位的技术，可通过模拟机定位和DRR图像输出与加速器治疗的实际图像匹配对比，能够对摆位误差进行验证[7]。本研究对EPID在体部肿瘤放疗的摆位误差进行分析，结果显示，摆位校正后的放疗精确度明显优于摆位校正前，在X轴（左右方向）和Y轴（前后方向）的差异有显著性。

综上所述，使用EPID能够有效地对体部肿瘤放疗期间的摆位误差进行测定，为放疗提供初步的参考依据。虽然EPID的应用可以明显提高放疗精确度，但仍有其不足之处，利用EPID技术进行体位的校正，仅仅是其应用的一方面。EPID的应用很可能在以下几个方面取得良好效果：通过计算机强大的数据处理功能，来集成模拟定位系统、计划系统和实时影像系统的数据，从而得到最佳的治疗方案[8-9]。现在应用MV级X射线的EPID系统已经不是传统意义上的成像设备，其同时还具有剂量检测设备的作用，已显示出剂量引导放疗设备的雏形[10]。通过实时指导放疗过程中照射野的移动，以不断地移动来吻合患者随呼吸和心搏等生理活动带来的体位变换，从而保证肿瘤靶区在动态变换过程中也能得到精准照射，进一步减少治疗时的摆位误差，提高治疗效果。作者期待着EPID系统的不断完善，在肿瘤放疗过程中能更精准地分析患者出现的摆位误差，达到精确放疗的目的。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.06.036

：B

：1009-5519（2015）06-0892-03

2014-10-23）

雷海红（1978-），男，广东肇庆人，主管技师，主要从事肿瘤放射治疗物理与技术研究；E-mail：leiharyun@163.com。