鼻咽癌容积调强放疗过程中不同治疗时间点的下颈部位置误差比较研究*

余荣春 石锦平 滕建建 张利文 薛玉兰 何燕燕 何锦潮 梁少波

广东省佛山市第一人民医院肿瘤中心放射物理科 528000

鼻咽癌是我国华南地区常见的一种恶性肿瘤[1]，目前采用的治疗手段主要为放射治疗，主要治疗部位为鼻咽原发灶和颈部淋巴区。临床上常使用容积旋转调强放射治疗(Volumetric Modulated Arc therapy，VMAT)，可以使鼻咽和颈部淋巴结获得良好根治剂量，同时降低脑干、脊髓等重要器官的受照射剂量[2-4]。

为了确保患者的治疗方案被正确执行，在直线加速器进行放射治疗时，放射治疗师根据患者接受模拟CT定位时确定的体位对患者进行摆位。鼻咽癌调强放疗的体位固定采用的是头颈肩热塑固定技术，这种技术通常在患者治疗前根据患者的体型与体位进行个性化塑模。Cone-Beam CT (CBCT)技术被引入获取患者治疗时的影像信息，在图像匹配软件中与计划CT影像配准，计算出患者治疗体位与CT模拟定位时的体位偏差数值，从而确定摆位误差。临床上可接受的治疗时体位与CT模拟定位的体位差异为3mm[5]。

目前，临床上多采用验证头部摆位误差的方法评估整个头颈部的摆位误差，然而经验发现随着放疗疗程的进行，患者的体重以及解剖结构都会发生变化。颈部尤其是下颈部位置(C5～C7)与CT模拟定位时确定的治疗位置可能会发生较大变化，这可能导致下颈部淋巴靶区受到欠量照射、而颈部正常组织和脊髓等危及器官则可能因为位置偏差而受到高剂量照射，影响患者治疗效果。不少作者已经研究过头部摆位误差的范围以及原因，但对下颈部的摆位误差，特别是治疗过程中不同时间点的摆位差异关注较少。

现阶段我院主要采用VMAT(瓦里安Rapid Arc)放疗技术对鼻咽癌患者进行治疗[6]，并采用CBCT技术进行摆位验证。为了确定鼻咽癌容积调强放疗期间不同治疗时间点的下颈部位置误差，本研究拟采用比较不同治疗时间的CBCT图像与CT模拟定位的体位差异，分析鼻咽癌下颈部的位置误差以及随放疗疗程推进的变化趋势，为临床确定下颈部计划靶区(PTV)外放范围以及疗程中是否需要进行计划修改提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 随机选取2018年1—12月在本院接受容积调强放射治疗的100例鼻咽癌患者作为研究对象。所选患者均进行容积调强放射治疗，且头部摆位误差均<3mm。

1.2 设备 Philips大孔径CT模拟机；Eclipse13.5治疗计划系统；美国Varian公司生产，具有KV-CBCT图像引导系统的trilogy直线加速器；瓦里安Offline Review13．0图像匹配软件，配准精度为0.1cm。

1.3 方法

1.3.1 体位固定与CT模拟定位：所有患者均采取仰卧舒适体位，男患者不穿上衣，剃平头。女患者穿薄患者服，留短发。利用头颈肩面罩加真空袋固定方式塑模，然后在CT模拟定位机扫描床上放置好体位固定板和真空袋，嘱咐患者按舒适体位躺下，轻轻盖上面罩，在面罩上做好三个激光十字标记，进行平扫加增强CT扫描。技师将采集的CT定位图像由CT工作站传至Varian 网络服务器中， 然后在计划系统中将平扫和增强CT图像进行图像融合。医生在病房的工作站上调取图像，根据患者病情和以往治疗经验勾勒靶区。

1.3.2 计划设计：物理师根据医生处方要求在Eclipse 13．5治疗计划系统中制定容积调强治疗计划。计划设计包含两条射野弧(一条弧固定准直器角度340°，机架角度从181°到179°顺时针旋转放疗；另一条弧固定准直器角度20°，机架角度从179°到181°，逆时针旋转放疗)，均利用6MV光子线医治。经主管医生评估剂量，通过计划后签名确认。

1.3.3 计划执行及数据收集：计划均通过Varian公司的Aria放疗网络传至Trilogy加速器上执行。鼻咽癌患者通常要接受33次放射治疗，本研究把鼻咽癌放疗期间不同时间分成前、中、后三个阶段以保证时间均匀分布，分三次共三组统计数据。首次放疗、第12次放疗、第22次放疗时在Trilogy直线加速器上利用机载KV级CBCT图像引导设备采集图像。在瓦里安图像配准软件中进行下颈部腹背(VRT)、头脚(LNG)、左右(LAT)三个方向跟CT定位扫描图像配准，得到各方向的位置偏移误差。

1.4 统计学方法 利用SPSS20.0软件进行数据分析：(1)分析下颈部在腹背(VRT)、头脚(LNG)、左右(LAT)三个方向的平均摆位误差(∑)、标准偏差(σ)及统计学意义。然后根据CTV外扩PTV经验公式MPTV=2．0∑+0．70σ[7]计算各治疗时间点的MPTV值，并比较分析。(2)对各摆位误差进行概率分布统计，并计算通过率(≤3mm数目/总数目)。

2 结果

2.1 摆位误差结果与分析 表1为对100例患者的第1、12、22次CBCT图像分析得到的颈部位置的摆位误差统计以及对应MPTV计算结果。VRT、LNG、LAT三个方向的平均摆位误差±标准偏差(mean±SD)分别为：(1.46±1.45)mm、(1.10±0.99)mm、(1.61±1.37)mm。三个方向对应的MPTV分别为3.94mm、2.89mm、4.18mm。所有数据以临床要求的3mm允许摆位误差为检验值进行单样本t检验,所有数据的P值都<0.05，具有统计学意义。各方向的MPTV值均随治疗时间点的推移有所增大，如图1所示。

表1 100例患者的摆位误差及MPTV值统计

图1三个方向的MPTV随治疗次数变化示意图

2.2 频率统计 表2为对各方向的摆位误差出现概率的统计。从合计结果来看，VRT、LNG及LAT方向摆位误差≤3mm的通过率分别为90.6%、98.3%、90.6%,摆位误差≤4mm的通过率分别为96.0%、100%、97.0%。随着治疗时间的推进，部分患者会出现超过6mm的较严重的颈部摆位误差。VRT、LNG及LAT三个方向的误差概率分布如图2所示，符合正态分布。

3 讨论

表2 VRT、LNG、LAT三个方向摆位误差及通过率统计

图2VRT、LNG、LAT三个方向的摆位误差频数分布图。

随着科学技术的进步，容积调强放射治疗技术以高靶区剂量以及陡峭的剂量梯度落差特点已在鼻咽癌治疗中被广泛认可和推广。为了确保这些先进技术在临床实际治疗过程中被实现，摆位误差精度变得尤为重要。随着头颈肩面罩的应用和CBCT图像引导技术的开展，头部位置误差基本能控制在2mm范围内[8]。但鼻咽癌治疗过程中，计划靶区还包括颈部淋巴区域，且照射剂量通常高达60Gy，而脊髓作为串联器官，临床允许最大耐受剂量一般为45Gy[5]。因此，过大的颈部摆位误差不仅会降低淋巴区域照射剂量，降低治疗效果，而且也会增加脊髓受高剂量照射风险[9]。

本文通过分析下颈部不同方向和不同时间节点的摆位误差，详细了解下颈部位置误差的变化趋势。MPTV结果显示，初次治疗时MPTV的范围为2.7～3.7mm，基本符合3mm的临床摆位精度要求。而随着治疗时间的推进，腹背(VRT)和左右(LAT)方向的MPTV变化明显，均>4mm。因此，根据Stroom等[7]对MPTV的定义，颈部CTV外扩PTV的距离在VRT和LAT方向采用4mm可能为最佳选择。表2对误差统计的概率分布以及通过率结果也支持了这一结论。摆位误差≤4mm通过率在VRT和LAT方向分别为96%和97%，远高于≤3mm的通过率90.6%。外扩4mm的距离对于脊髓仍然在剂量可接受的保护范围内。因此，对左右和腹背方向CTV至PTV区域的适当扩大，既能保证淋巴靶区区域接收足够的剂量照射，又能确保对脊髓危及器官的保护。

在治疗中后期，笔者也发现了少部分患者颈部位置出现了较大的位置误差(>6mm，2倍于临床允许摆位误差)，由于中后期患者通常会出现体重下降、颈部体积缩小等特征，无法正确通过摆位误差值判断该患者是否得到正确治疗，因此建议结合CBCT影像与剂量分布进行评估确定是否需要进行计划修改。其他一些研究也对较大颈部摆位误差的改进提出了很好的改进建议[10]。

综上所述，本研究通过对100例鼻咽癌患者的下颈部摆位误差的研究了解发现95%以上的患者颈部位置误差可以控制在4mm范围内，因此建议对下颈部腹背和左右方向实形4mm MPTV，对>4mm摆位误差的患者建议结合CBCT影像剂量分布评估，确定是否需要修改计划。