鼻咽癌调强放疗中的摆位误差分析及其与患者体重指数的关系

石翔翔,李佳，庞皓文，孙小杨

（泸州医学院附属医院：肿瘤科；1教育培训部，四川泸州64600）

鼻咽癌调强放疗中的摆位误差分析及其与患者体重指数的关系

石翔翔,李佳1，庞皓文，孙小杨

（泸州医学院附属医院：肿瘤科；1教育培训部，四川泸州64600）

目的：鼻咽癌调强放疗计划会在肿瘤靶区周围产生剂量的梯度陡降，因此对患者的精确摆位是至关重要的。本文为量化放疗摆位方法的科学性，并且讨论体重指数对摆位误差的影响因素。方法：对2014年1月至6月收治通过调强放疗治疗的20名鼻咽癌肿瘤患者分别进行多组CT图像的采集，获得患者在RL（左右），SI（头脚）和AP（腹背）三个方向的偏移数据，从而计算出的摆位误差，验证摆位方法。结果：系统误差在RL、SI和AP方向分别为2.1 mm、2.4 mm和3.0 mm，随机误差在RL、SI和AP方向分别为2.8 mm、2.6 mm和3.5 mm。结论：肯定了摆位方法的科学合理，确定了CTV到PTV的外扩边界大小。患者摆位误差与体重指数并无相关性。

鼻咽癌；调强放疗；摆位误差；体重指数

调强放射治疗（intensity-modulated radiation therapy，IMRT)现已广泛地运用于鼻咽癌的临床治疗中，这就要求各个放疗机构能根据自己的实际情况制定合适的临床靶区(clinical target volume,CTV）外扩为计划靶区(planning target volume,PTV)的范围,而无根据盲目地缩小外扩范围则可能造成灾难性的后果[1]。在本文中，我们将讨论现使用的鼻咽癌肿瘤患者放疗定位程序，并以20位接受调强治疗的患者为对象，采集CT图像。通过分析数据，计算出摆位误差，以此来判断现行鼻咽癌放疗定位程序是否准确，提出建议使之改进，并确定计划治疗靶区（PTV）的外放范围。通过统计分析，确定在患者身体指数（体重、身高、年龄等）和实际测出的摆位误差之间是否存在相关性。

1 方法

在本文中，我们使用了2014年1月至6月间接受IMRT治疗鼻咽癌的20位患者的CT图像，所有患者均经病理证实为鼻咽低分化鳞癌。我们通过对首次定位，计划复位后及治疗中校位图像的测量分析，计算得到摆位误差。并将误差数据与患者体重指数Body mass index（BMI）进行相关性分析。

1.1 定位程序

所有患者的定位均按照特制放疗定位程序进行。鼻咽癌患者均使用头颈肩热塑膜固定，并在CT模拟床上通过专用定位三维激光装置完成定位装置的制作和固定。定位时，患者仰卧于床上，平静呼吸，据患者实际情况选用标准化头枕放在底架上，使头颅枕部放在头枕的凹陷处并尽量使颈部与头枕相贴和。

体膜制作之后，使用GE lightspeed CT模拟机进行模拟定位。扫描范围从颅顶到锁骨下3 cm处，扫描层厚2.5 mm，平均每位患者约采集130张图像。每位患者均经静脉血管造影，以提高定位图像质量，方便放疗靶区勾画。

1.2 勾画靶区和制作计划

将CT扫描图像传输至Pinnacle 8.0计划系统，由放疗主治医师在CT图像上按影像学和临床检查结果逐层勾画鼻咽肿瘤大体肿瘤区（GTVnx）、转移淋巴结大体肿瘤区（GTVnd）、高危临床肿瘤区（CTV1）、低危临床肿瘤区（CTV2），在上述各靶区的基础上三维外扩5 mm形成相应的计划靶区PTVnx、PTVnd、PTV1和PTV2。并勾画脑干、脊髓、视交叉、视神经、腮腺、下颌骨等邻近危及器官。

所有计划都是由使用Pinnacle 8.0计划系统，由物理师和主治医师共同制作完成。计划均为9野均分，6MV的共面静态调强计划，并在同一台加速器（医科达Precise直线加速器）上进行治疗。

1.3 数据采集

计划制作完成后，根据计划系统得到的参数，对患者进行复位校正。将患者按定位时步骤摆放并固定好头颈肩热塑膜，根据激光点在体膜上标出参考线标记等中心点。校位和治疗时，摆位步骤与复位一致。CT定位室已装备了与直线加速器相同的治疗床和专用定位激光装置，加上体膜上的特定标记，可保障在模拟定位和放射治疗的摆位一致性。对等中心点附近进行CT扫描，得到的图像与计划治疗中心层面图像进行比对，并记录在RL（左右），SI（头脚）和AP（腹背）方向的偏移数据。当患者治疗过程中，每周对患者进行一次校位，尽可能使患者体位与复位时相同，并将其偏移数据进行记录。

1.4 体重指数的测量登记

体重指数Body mass index（BMI）是与体内脂肪总量密切相关的指标，主要反映全身性超重和肥胖[2]。由于BMI计算的是身体脂肪的比例，比单纯的以体重来认定，更具准确性。其计算公式为BMI=体重（kg）/身高（m2）

按照中国卫生部的标准，BMI＜18.4为过轻，在18.5～23.9为正常，24～27为超重，27～29为肥胖，超过29为过度肥胖[3]。

定位前，对患者体重、身高和年龄进行登记，并嘱患者在放疗期间尽量维持体重。并在放疗期间每周测量体重、身高，确保其BMI不会有太大波动变化，后求得个人平均BMI。

1.5 摆位误差的计算

摆位误差分为系统误差和随机误差两个部分[4]。系统误差包括在放疗过程中，定位系统的扫描误差、机械误差、加速器的机械误差、激光灯的误差等，这些误差对于某一患者来说在整个治疗过程中是恒定的，用Σ表示。随机误差是患者每次摆位时体位重复性的差异，造成原因包括技术员的摆位操作、患者器官运动等，具有随机性，用σ表示。本文系统误差和随机误差的计算方法采用由Remeijer提出[5]，详见公式（1）-（5）。在公式中，N是患者总数目，Fi是患者i的测量次数，F是所有患者的测量总次数。患者i在第f次所测得的某方向偏移数据为tif。

某个体患者在某一方向的平均位移公式为：

对于某个体患者，其在某一方向的随机误差的标准偏差公式为∶

系统误差Σ，是所有患者个体误差的平均数

其中M是指所有患者该方向的误差平均值

2 结果

2.1 摆位误差的计算结果见表1

表1 摆位误差结果

系统误差Σ，范围是0.46 mm～0.71 mm,其中最大误差在AP方向；随机误差σ，范围是1.34～1.70 mm，最大误差在AP方向。

2.2 体重指数BMI的计算结果

所有患者的体重范围为40～78 Kg，平均体重为60 Kg；身高范围为1.55 m～1.7 m，平均身高为1.65 m。BMI指数的计算结果范围为16.44～27.64，平均BMI值为21.99，其中体重过轻者4人，正常者10人，超重者4人，肥胖者2人。

2.3 摆位误差与体重指数的关系

使用SPSS 19.0统计将20例患者在RL（左右），SI（头脚）和AP（腹背）三个方向的误差均值与其体重指数进行spearman相关性分析，结果相关系数均P＞0.05，判定为不存在显著相关性。

2.4 将所测的摆位误差与其他单位所测误差进行比较，结果见表2。

表2 所测的摆位误差与其他单位所测误差结果比较图

在各个方向上，本文所得的误差值与其他研究并无较大出入，并且系统误差均小于随机误差，这与所比较的三个结果相同。由此可见，本文上述对于鼻咽癌调强放疗患者的定位摆位方法是可行的。

3 讨论

精确的体位固定和摆位是能否准确执行调强计划的关键。为了保证定位时和治疗时的体位的一致性，较好的方法是在线验证，即在治疗同时使用锥形束CT等设备进行图像下指导的放射治疗（image guided radiotherapy，IGRT）[9]。但是在我国西部地区并非多数放疗中心都配备了IGRT，绝大多数机构都需运用模拟CT或模拟机进行体位验证。在本次测量中，在6个月时间对20位患者共采集120次CT影像图像，平均每个患者为6次。从RL（左右），SI（头脚）和AP（腹背）三个方向测量摆位误差。本次研究的目的是通过量化摆位误差来确定鼻咽癌调强放疗患者的定位摆位过程是否适当。

在三个方向的误差中，腹背AP方向的误差均为最大。分析其原因应是患者在多次摆位中下颌后仰程度不同导致。患者在摆位时，无法准确控制区下颌后仰角度，即重复性不好，导致在腹背方向出现的误差相对较大。

摆位误差与患者体重指数并无相关性，即肥胖患者并非其摆位误差就大。但是需要重视的是患者的体表脂肪变化引起的问题。研究中发现虽然患者体重指数变化不大，但是由于放疗对患者饮食、营养的影响，使患者出现头颈部体表脂肪减少（体重指数较大患者更为明显），体膜与体表贴合出现空隙而导致误差。有研究发现，鼻咽癌患者调强放疗过程中体重减轻现象普遍存在[10]，因此对患者BMI监控和对BMI变化大的患者进行治疗中重新定位和在线修改放疗计划是非常重要的。

根据DVH和靶区覆盖可能性分析，为使90%患者CTV内至少受到95%以上处方剂量的照射，CTV到PTV外扩边界的大小由公式2.5Σ+0.7σ[11]计算得出，结果是LR、SI和AP三个方向为2.22 mm、2.1 mm 6和2.97 mm。因此我们将三个方向的外扩边界取为3 mm、3 mm和4 mm，取代之前现试行的外扩5mm，这对鼻咽癌调强放疗计划制作有指导意义，这样就使得患者的每一次治疗都达到最佳效果。

1.潘建基，郑步宏.鼻咽癌适形放疗中摆位误差的测定[J].癌症.2006.25(1):115-118.

2.Keys A，Fidanza F，Karvonen M J，et al.Indices of relative weight and obesity[J].Chron.Dis，1972,25:329-343.

3.成人体重判定.中华人民共和国国家卫生与计划生育委员会[M].2013.4.18

4.Bijhold J，Lebesque JV，Hart AA，et al.Maximizing. setupaccuracyusingportalimagesasappliedtoa conformal boost technique for prostatic cancer[J].Radiother. Oncol，1992，4:261-271.

5.Remeijer P，Geerlof E，Ploeger L，et al.3-D portal image analysis in clinical practice:An evaluation of 2-D and 3-D analysis techniques as applied to 30 prostate cancer patients.Int[J].Radiat.Oncol.Biol.Phys.2000，46:1281-1290.

6.王骁踊，刘晖，谢丛华，等.鼻咽癌临床靶区及危及器官计划体积的确定[J].武汉大学学报（医学版）2013.34.06: 866-868

7.刘均，陈宏，王永刚，等.图像引导鼻咽癌调强放疗位置误差导致剂量差异分析[J].中华放射肿瘤学杂志2011. 20.02:160-163.

8.甘晓根，徐子海，廖福锡，等.基于CTVision扫描分析鼻咽癌放疗摆位误差[J].医疗卫生装备2011.32.10:84-85.

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（2014-11-14收稿）

作者投稿系统http∶//xb.lzmc.edu.cn/

Analysis of setup errors and its relationship with body mass index(BMI)in patients treated with intensity-modulated radiation therapy for Nasopharyngeal Carcinoma

Shi Xiangxiang,Li Jia1,Pang Haowen,Sun Xiaoyang
Department of Oncology，the Affiliated Hospital of Luzhou Medical College，1Department of Education& Training，the Affiliated Hospital of Luzhou Medical College

Objective:To quantify the accuracy of patient positioning in intensity-modulated radiation therapy(IMRT)for nasopharyngeal carcinoma for formulating appropriate expansion from clinical target volume (CTV)to planning target volume(PTV)，and assess the correlation between body mass index(BMI)and setup error. Methods:CT images of 20 patients treated with IMRT at our institution were examined,date in three directions (Right-Left,superior-Inferior,and Anterior-Posterior)were obtained and the setup error in patients treated with IMRT was calculated to venfy patient positioning Average of BMI was calculated and correlation between the setup error and BMI was analyzed.Results:The systematic error in the three directions was 2.1 mm,2.4 mm and 3.0 mm,and the random error was 2.8 mm,2.6 mm and 3.5 mm respectively.Condusion:The appropriate range of expansion from CTV to PTV is determined to make the IM-WPRT plan more scientific and rational.There was no correlation between the setup error and BMI.

Nasopharyngeal Carcinoma；IMRT;Setup errors；BMI

R699.8

A

10.3969/j.issn.1000-2669.2015.02.015

石翔翔（1985-），男，技师，本科，E-mail：uiokih@qq.com

孙小扬（1961-），男，高级工程师