胰腺癌调强放疗的图像引导位移参数及其影响因素

谢 瑾 王 竞

(中国人民解放军总医院肿瘤放疗科，北京 100853)

胰腺癌调强放疗的图像引导位移参数及其影响因素

谢 瑾1王 竞

(中国人民解放军总医院肿瘤放疗科，北京 100853)

目的探讨胰腺癌调强放疗(IMRD)图像引导(IGRT)位移参数与患者一般资料相关性。方法选取2013年11月至2016年5月解放军总医院67例接受IMRT的局限期胰腺癌患者，采用口服造影剂后CT模拟定位，勾画出肿瘤靶区。根据摆位兆伏级计算机断层(MVCT)扫描结果，校正位移误差并行图像配准后行精确放疗，记录下患者横向(x)、纵向(y)、前后(z)和横断面旋转(Roll)方向的位移参数。分析位移参数及其影像参数的因素。结果67例局限期胰腺癌患者接受MVCT扫描共计1 625次，在x、y、z方向线性位移的系统误差±随机误差分别为(-0.20±0.68)mm、(-0.21±2.41)mm、(0.54±1.03)mm；Roll方向旋转误差为(0.10±0.26)°，在x、y、z方向外扩5.38 mm、14.19 mm、4.65 mm 。x方向上的位移受体重、胸围、腹围的变化影响(P<0.05)，z方向位移影响因素为年龄、既往化疗、体重、胸围、腹围(P<0.05)，x、Roll方向无明显差异(P>0.05)。结论性别、既往化疗、年龄等因素会影响放疗的精确度，老年(年龄>60岁)及既往化疗后患者，放疗期间体重、胸围、腹围变化较大。当体重超过4 kg，胸围超过3 cm或腹围超过5 cm时，通过IGRT校正摆位误差能够提高胰腺癌放疗的精确度，确保IMRT的质量和治疗效果。

胰腺癌；调强放疗；图像引导；影响因素

胰腺癌发病率和死亡率高，且在经济发达地区新发病例多，并呈快速上升趋势〔1〕。放疗技术可以有效控制局部肿瘤，并且能够止痛。但由于胰腺的解剖位置毗邻胃肠道组织，局部肿瘤照射剂量不易控制，传统的放疗技术容易发生对正常器官及组织损伤。近年来，调强放疗(IMRT)、图像引导放疗(IGRT)不仅可以提高放疗的精准性，还能在提高肿瘤局部放疗剂量的同时保护周围正常组织，帮助患者享受高品质的生活，尽可能地增加存活的时间〔2〕。研究证明，局部晚期胰腺癌使用放射治疗能够提高局控率〔3〕。临床实际操作中，胰腺癌生物学特性的特殊及其靶区勾画范围与实际肿瘤范围存在误差，放疗剂量不易掌握等因素，导致胰腺癌经放疗后的复发率仍较高、毒副反应依较重。本研究通过采集局限期胰腺癌患者放射治疗影像扫描参数、治疗摆位及图像引导参数，分析IMRT过程中治疗摆位与治疗计划等影响因素的关系。

1 资料与方法

1.1一般资料 2013年11月至2016年5月选取解放军总医院67例胰腺癌患者，采用大分割螺旋断层IMRT进行治疗。入选标准：①根据《AJCC癌症分期手册第七版》〔4〕病理分期评估Ⅰ～Ⅲ期；②胰腺癌术后肿瘤切缘不净或肿瘤残存者(R1或R2手术)；③胆道梗阻患者先行胆道引流解决梗阻后；④局限在胰腺周围淋巴结转移者；⑤所有入组患者无放疗禁忌。排除标准：①Ⅳ期患者；②伴有黄疸、胆道梗阻；③临床资料不完整。其中男46例，女21例，年龄23～85〔平均(54.09±12.32)〕岁。有手术史24例，无手术史43例，既往化疗者23例，既往未化疗者44例。病理诊断45例，临床诊断22例，其中诊断为胰腺体尾癌26例，胰头癌41例。局限未转移31例，区域淋巴结转移22例，远处转移14例。放射剂量为50～60 Gy/25～30 F，局部残留病灶剂量60～65 Gy/20～25 F。本研究实施过程中所有入组患者知情，征得患者同意利用临床资料。

1.2放疗定位 患者采用仰卧位低温热塑体膜进行体位固定，双手抱肘置于额头。口服造影剂后，在Philips Briliance CT Big Bore CT下行增强+平扫模拟定位，层厚3 mm，从呼气位的膈顶扫描至第四腰椎椎体下缘。扫描图像通过DICOM网络传输到 Pinnacle38.0放疗计划系统上行增强与平扫图像融合后在增强序列上完成靶区与正常器官勾画。

1.3靶区定义及勾画 胰腺癌的原发肿瘤部位及转移的淋巴结称为肿瘤区(GTV)，放疗计划系统参照GTV向外放以勾画胰腺癌的临床靶区(CTV)，结合胰腺癌肿瘤的生物学特性以及周围解剖结构，在纵向、轴向上分别外放5～10 mm、5～8 mm，当肿瘤接近十二指肠时缩小1～3 mm外放范围。在CTV基础上适当外放5 mm即为计划靶区(PTV)。

1.4计划设计 患者均通过放疗计划系统，采用6 MV的X射线进行照射。每次治疗前要求患者统一着装，光脚称重、选择同一测量位置进行胸围、腹围的测量并记录。后采用摆位兆伏级计算机断层(MVCT)进行扫描，累计共获得1 625次MVCT图像。运用精细分辨率和骨组织自动配准，将每次放疗前的MVCT图像与CT模拟定位时图像进行配准、调整。校正摆位误差后进行MRT治疗。对比x、y、z、Roll方向的摆位误差受一般情况、治疗计划等因素变化的影响。

1.5统计学方法 应用SPSS19.0统计软件进行方差分析、t检验。

2 结 果

2.1摆位误差 在横向(x)、纵向(y)、前后(z)方向线性位移的系统误差±随机误差分别为(-0.20±0.68)mm、(-0.21±2.41)mm、(0.54±1.03)mm；横断面旋转(Roll)方向旋转误差为(0.10±0.26)°,在x、y、z方向外扩5.38 mm、14.19 mm、4.65 mm。其中，位移误差最大的是y方向，位移误差最小的是z方向。

2.2患者一般情况对摆位误差的影响 x方向上的位移受体重、胸围、腹围的变化影响(P<0.05)，z方向位移影响因素为年龄、既往化疗、体重、胸围、腹围(P<0.05)，y、Roll方向无明显差异(P>0.05)。见表1。

表1 患者一般情况特征与摆位误差相关性分析

2.3患者放疗后体重、胸围、腹围变化情况 患者的体重、胸围、腹围在接受治疗的第1、2周内变化不大。在第3、4周的测量中，患者体重减轻明显，胸围、腹围有不同程度的减小。见表2。放疗第4周后患者体重、胸围、腹围变化不明显，摆位误差也随之变化平缓。放疗后4 w内，体重减轻4 kg、胸围减小3 cm、腹围减小5 cm的患者增多。

表2 放疗后每周体重、胸围、腹围下降情况(n)

3 讨 论

IGRT作为精确放射治疗技术之一，是指通过加速器机载影像设备在放疗前、放疗中实施的在照射位置进行验证或靶区进行追踪的技术手段，以达到放疗位置更准确，精度更高的目的〔4〕。胰腺癌对于放疗的敏感度差、需要较高的剂量才能控制，对于放疗的精确度要求高〔5〕。研究表明，相对于适形放疗，摆位误差对IMRT计划剂量的影响更大，即IMRT对摆位误差更为敏感〔6〕。要使得90%的患者最小CTV累积剂量至少达到95%的处方剂量，就必须减小摆位误差〔7〕。李丹明等〔8〕关于系统摆位误差对胰腺癌放疗剂量分布的研究显示，当CTV外放边界<3 mm，PTV的V95%随着外放边界的增大明显增加，当随着系统误差的增大，V95%增加幅度较小。对于PTV的V105%，当CTV外放边界<5 mm，V105%对于摆位误差改变十分敏感，当外放边界>5 mm，其对PTV的V105%影响随着系统误差的增大而逐渐减小。提示5 mm的外放是一个较为理想的外放值，与本研究通过定位扫描及图像配准得到的x、z方向摆位误差接近。5 mm的外放能尽可能地降低正常组织的受量情况下增加靶区剂量，减轻放疗毒性反应，提高临床疗效。同时，相关人员对旋转误差进行了研究，表明当旋转误差平均值≤1°时，旋转误差不会影响90%的患者最小CTV累积剂量达到95%以上处方剂量。距离旋转轴心较远的位置随着旋转射野变化反而较大，距离旋转轴心较近的位置随着旋转射野变化反而较小〔9〕。本研究中Roll方向的旋转误差<1°，影响非常小，可以忽略不计。

在患者分次放疗的治疗过程中，可能会由于治疗设备、人员的误差，治疗时空不一致及放疗时的靶区移位等情况造成每次放疗治疗时的x、y、z方向上的位移不同。若未通过图像引导校正，可能造成不同程度的“靶区脱靶”和正常器官误伤〔10〕。胰腺肿瘤位于身体中央，毗邻众多脏器，呼吸运动、饮食运动均会造成摆位误差，且呼吸运动对于摆位误差的影响最为明显，胰腺在头脚方向上的移动长达(23.71±15.93)mm〔11〕。目前，IGRT可以通过定量控制呼吸运动，将PTV体积个体化地减小，从而降低毗邻脏器的剂量。也可以通过影像参数配准、校对摆位误差，减小CTV至PTV的外放。但仍由于呼吸运动的影响，导致摆位误差在y方向上相对最大，x方向上其次，z方向上相对最小。

Nakamura等〔12〕关于头颈部肿瘤体质量因素对摆位误差影响研究中表明，摆位误差影响较大的因素有患者身高及体质量，而影响体质量的因素为性别、既往是否进行过化疗、年龄等。国外相关研究将PTV定义为为了避免产生由摆位误差和内靶体积(ITV)等原因造成CTV位置相对射野的变化，根据CTV外放一定边界而形成的区域〔13〕。其中，PTV的主要影响因素是ITV，而影响ITV主要因素是肿瘤部位、年龄、性别、体型及肺功能等，以上因素也会在一定程度上影响x、y、z、Roll方向的位移〔14〕。本研究中考虑由于患者对摆位不熟悉、配合度不高导致放疗前2 w体重、胸围、腹围变化不大，x、z方向摆位误差变化不明显。放疗后第3、4周患者体重、胸围、腹围变化明显，x、z方向摆位误差变大。目前该方面的研究尚缺乏高级别的循证医学依据，建议更多的搜集患者一般情况及随访信息等相关数据，找出并验证影响IGRT摆位误差的相关因素，进一步研究患者的个体因素对摆位误差造成的影响。

1周九鹏,秦天洁,孙 红,等.GEMOX方案联合调强放疗治疗局部晚期胰腺癌的临床疗效观察〔J〕.昆明医科大学学报,2014;35(3):101-4.

2李丹明,孙新臣,葛晓林,等.摆位误差对胰腺癌同步推量调强计划剂量分布的影响〔J〕.临床肿瘤学杂志,2013;18(11):1013-8.

3秦 丹,王 萍,时惠平,等.3.0T MR多b值DWI序列评价胰腺癌放疗疗效〔J〕.中国医学影像技术,2015;31(4):576-80.

4中国临床肿瘤学胰腺癌专家委员会.胰腺癌综合诊治中国专家共识(2014年版)〔J〕.临床肿瘤学杂志,2014;19(4):358-70.

5Mellon EA,Hoffe SE,Springett GM,etal.Long-term outcomes of induction chemotherapy and neoadjuvant stereotactic body radiotherapy for borderline resectable and locally advanced pancreatic adenocarcinoma〔J〕.Acta Oncol,2015;54(7):979-85.

6李 光,于洋洋,韩 冲,等.81例胰腺癌后程加量三维适形放疗的疗效分析〔J〕.中国医科大学学报,2012;41(12):1134-7,1143.

7王 磊,宋大安,黎世秋,等.替吉奥联合吉西他滨化疗、同步放疗治疗晚期胰腺癌28例疗效观察〔J〕.山东医药,2014;54(10):50-1.

8李丹明,孙 涛.系统摆位误差对胰腺癌单弧VMAT剂量分布的影响〔J〕.浙江临床医学,2015;17(5):739-40.

9朱夫海,吴伟章,王 勇,等.胰腺癌患者螺旋断层放疗摆位误差分析〔J〕.中国医学物理学杂志,2013;30(6):4480-3.

10谢 瑾,徐寿平,解传斌,等.胰腺癌调强放疗的摆位和图像引导参数〔J〕.解放军医学院学报,2016;37(2):128-32.

11尚 进,李 东,闫 英,等.胰腺癌螺旋断层调强放疗剂量学分析〔J〕.中国医学物理学杂志,2013;30(6):4472-5,4518.

12Nakamura M,Akimoto M,Ono T,etal.Interfraction positional variation in pancreatic tumors using daily breath-hold cone-beam computed tomography with visual feedback〔J〕.J Appl Clin Med Phys,2015;16(2):5123.

13Tuli R,Surmak A,Reyes J,etal.Development of a novel preclinical pancreatic cancer research model:bioluminescence image-guided focal irradiation and tumor monitoring of orthotopic xenografts〔J〕.Transl Oncol,2012;5(2):77-84.

14王济东,夏廷毅,王颖杰,等.螺旋断层放疗联合热疗治疗局部晚期肿瘤或寡转移的疗效观察〔J〕.山西医科大学学报,2015;46(10):1030-2.

〔2017-03-11修回〕

(编辑 袁左鸣)

王 竞(1971-)，男，博士，副主任医师，副教授，主要从事肿瘤放疗研究。

谢 瑾(1984-)，女，主治医师，主要从事肿瘤放疗研究。

R735.9

A

1005-9202(2017)17-4307-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2017.17.066

1 邢台市人民医院肿瘤放疗科