影像验证系统在鼻咽癌调强放疗中的应用

黄焱秋 周春骏 余忠全 周元波

鼻咽癌的治疗以放射治疗为首选，其局部控制率与处方剂量以及给予靶区剂量的精确性有直接关系［1］。鼻咽部周边的结构复杂，大量的重要器官毗邻鼻咽原发灶靶区而需要得到保护。IMRT可使肿瘤靶区得到准确的剂量，同时周围正常组织和危险器官可得到充分保护［2］。但是调强放疗对摆位的精确度提出了极高的要求，而且鼻咽癌IMRT是一个漫长的过程，所以保证每次摆位的重复性对鼻咽癌调强放疗来说有着至关重要的作用。EPID是测量摆位误差的一个重要手段，但在EPID图像之间进行摆位重复性误差测量的研究鲜有报道。

1 材料与方法

1.1 资料与设备

1.1.1 一般资料 80例经过病理学检查诊断为鼻咽癌患者，均为采用调强放疗技术入列的患者。排除依从性差的患者。

1.1.2 设备材料 医科达(Elakta)precise直线加速器，电子射野影像验证系统(iView-GT EPID)，西门子16排CT(SOMATOM sensation16)，核通数字化模拟机(Nucletron SIMULIX HQ)，三维治疗计划系统(Pinnacle-RTP System 8.0m)，全碳素纤维头颈肩架和9个固定点的头颈肩热塑面罩，恒温水箱等。

1.2 方法

1.2.1 体位固定 根据治疗需要和患者的舒适程度选择好合适的头枕，使用头颈肩热塑面罩对患者进行个体化固定。

1.2.2 定位方法 选取3 mm层厚，范围由颅底线上10 cm至锁骨下3 cm进行CT扫描。扫描图像传输至Pinnacle治疗计划系统，在三维治疗计划系统上进行静态野调强计划设计。方案为7-9野IMRT技术，30次，每周5次。治疗计划通过网络传输到Elakta-precise直线加速器，DRR图像及适时野MLC图像传输至iView-GT。

1.2.3 图像的获取与比较 每位患者第一次开始治疗前，利用EPID采用双曝光技术，拍摄0°、80°和280°适时野图像，以后每周拍摄相同适时野图像。所有EPID图像保存在iView-GT内。第一次的EPID图像与TPS的DRR图像进行融合比较，以确定第一次的EPID图像的准确性。将每周拍摄的EPID适时野图像通过骨性标志和气管腔室与第一次的EPID图像进行融合配准比较，即可测量出两幅图像在前后、左右及头脚方向的重复性偏差。

1.3 统计学分析

1125个误差测定值均以各个方向的最大偏差作为该方向的摆位重复性偏差。各方向偏差之间的差异采用卡方检验。

2 结果

80例患者共拍摄1125幅图像，测得前后、左右和头脚三个方向共1125个误差测定值。最大误差范围在 -3.5～4.0 mm，在前后、左右、头脚三个方向误差≤1 mm 的分别占 83.7%、91.7%、76.0%，1 mm ＜ 误差≤2 mm 的分别占 13.9%、6.4%、19.2%，误差 ＞2 mm 的分别占 2.4%、1.9%、4.8%，各方向间的重复性误差经卡方检验具有显著差异性，数据结果见表1。

表1 各方向的重复性误差测量数据表(例，%)

3 讨论

放射治疗的目标是努力提高放射治疗的增益比［3］，使靶体积得到足够的剂量而周围正常组织和器官得到充分的保护。鼻咽癌的临床靶体积一般为凹形分布，中间是脊髓、脑干，周围有腮腺、视神经等诸多需要保护的危险器官，因此被认为最适合运用调强放射治疗［4］。也是基于以上鼻咽部及颈部的复杂结构，因而实施放射治疗时摆位的精确度对正常组织的保护，对肿瘤治疗质量的保证有重要意义［5］。在整个调强放疗过程中，影响治疗的误差主要有系统误差和随机误差，系统误差对于某一患者来说几乎是恒定不变的［6］，而随机误差的产生有很多不确定性。每次治疗时患者的摆位位置会有所变化，而这种摆位的不精确性可能造成靶区漏照，也可能使高剂量区移到危险器官的区域内，造成严重并发症和后遗症。ICRU第24号报告指出［7］:靶区剂量偏离最佳位置±5%时，就有可能使原发肿瘤失控，加大局部失控的几率或引起放射并发症增加，而摆位误差很可能会改变计划设计所规定的靶区剂量的大小及剂量的分布。有学者研究指出若误差＞1.5 mm，摆位误差明显降低了靶区剂量，98%大体肿瘤体积所接受的剂量平均减少3.8 Gy，原发灶靶体积平均减少4.8 Gy［8］。调强放疗是一个漫长的过程，需要几十次的重复摆位，在设计放射治疗计划的过程中，摆位误差是设定PTV外放边界的主要因素［9-10］，因此对摆位误差的测量用于纠正摆位偏差，提高每次摆位的重复性就显得尤为重要。目前国内外常用于摆位检测和验证的图像方式主要有以下几种:由电子射野成像装置(EPID)获得的兆伏级X线片(MVDR)，附加的加速器机载X射线成像装置获得的千伏级X线片(KVDR)和锥形束电子计算机断层图像(CBCT)［11-12］，使用EPID的MVDR图像配准比CBCT具有更高的效率［13］。鼻咽癌调强放疗过程中存在的摆位误差，可以在EPID系统下进行实时摆位误差纠正［14］。通过好的体位固定方式和分次摆位适时野的重复性验证，可以调整、减少和纠正重复性误差的出现，使其控制在可接受的范围之内。据Hurkmans等［9］总结了头颈部肿瘤放射治疗时的摆位误差，理想的头颈部肿瘤放疗摆位误差应在2 mm以下，而每次摆位的的重复性误差也是影响误差控制在该范围之内的重要因素。运用EPID图像与TPS的DRR图像之间进行误差比较有诸多报道，但因EPID图像与DRR图像在骨性标志方面很难显示一致，误差的测定准确性很难如人意。该研究运用EPID图像之间进行摆位重复性误差测量比较，因同为EPID图像，故骨性标志或气管、腔室的勾画更清晰，两幅图像具有更好的融合性和可比性，测量的误差更准确。有学者研究指出两种不同的影像模式(CBCT与EPID)进行摆位误差的比对没有差异性［15］，电子射野影像系统(EPID)能较好地测量鼻咽癌调强放疗过程中的摆位重复性误差，控制、缩小和减少摆位重复性误差的出现，可降低系统误差和随机误差，提高摆位精度［16］。

通过该研究可以确定影像验证系统(EPID)不仅在摆位误差测量和适时野验证方面有着重要的作用和独特的优势，在及时测定鼻咽癌调强放疗的摆位重复性误差，对确定靶区的外扩范围中也具有十分重要的意义。

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