非均整模式联合呼吸门控对立体定向放疗早期非小细胞肺癌患者摆位误差及剂量分布的影响

陈 力，张 艳，邓 佳，赵 强，姚 婷，屈喜梅

(陕西省肿瘤医院，陕西 西安 710061)

肺癌位居我国恶性肿瘤发生率和病死率前列，调查显示，我国每年约有80万新确诊肺癌患者，其中非小细胞肺癌(Non-small cell lung cancer，NSCLC)为肺癌的主要类型，占比达80%以上[1]。随着人们健康意识的增强，早期NSCLC的检出率逐渐增加，其中手术是治疗早期NSCLC的主要方法，但是部分患者由于高龄等因素不耐受手术或者拒绝手术治疗[2]。对于该类型患者，立体定向放疗(Stereotactic body radiation therapy，SBRT)为推荐替代疗法，研究发现，SBRT对早期NSCLC患者的疗效并不低于手术治疗[3]。近年来，非均整(Flattening filter free，FFF)模式在早期NSCLC患者放疗中的应用逐渐增多，研究发现，与均整模式相比，FFF模式下可使剂量率明显增加，治疗时间明显下降，但是仍有部分患者发生放射性肺炎等不良反应[4-5]。如何精准确认靶区，降低SBRT治疗误差，提高治疗安全性，已经成为临床关注重点[6]。目前认为，在放疗过程中，呼吸运动为导致靶区移位或漏照的主要因素，可对SBRT效果产生明显的影响[7]。呼吸门控(Active breathing control，ABC)能够对患者的呼吸频率进行有效监控，以准确反映机体呼吸周期中靶区运动情况，促使精准放疗的开展[8]。韩晶晶等[9]的研究发现，ABC应用于肝转移癌放疗中，可有助于降低计划靶体积(Planning target volume，PTV)，且安全性好。但是目前关于FFF模式联合呼吸门控对SBRT NSCLC患者摆位误差和剂量分布的影响仍需深入研究。因此本研究纳入陕西省肿瘤医院收治的早期NSCLC患者64例，对此进行了分析。

1 资料与方法

1.1 一般资料 纳入2019年1月至2021年11月陕西省肿瘤医院收治的早期NSCLC患者64例，根据放疗方法的不同分为对照组和ABC组，各32例。其中对照组男18例，女14例，年龄44～71岁，平均(57.32±8.38)岁，左肺15例，右肺17例，腺癌11例，鳞癌21例。ABC组男20例，女12例，年龄41～73岁，平均(57.76±8.92)岁，左肺16例，右肺16例，腺癌13例，鳞癌19例。两组一般资料比较差异无统计学意义(均P>0.05)，具有可比性。患者均签署知情同意书，本研究经审查符合赫尔辛基宣言。病例纳入标准：首次确诊均为NSCLC，病理分期为T1-2N0M0[10]；通气功能良好，能够配合治疗；资料齐全；卡氏评分≥80分。排除标准：精神疾病；胸部放疗史；伴其他恶性肿瘤；合并心脏等严重脏器功能损害；超中央型肺癌；妊娠或哺乳期女性；伴有严重间质性肺病。

1.2 治疗方法

1.2.1 CT定位:两组均使用荷兰飞利浦16排BrillianceTMBig Bore CT进行定位扫描，使患者平卧，双手交叉置于额部，使用负压真空垫对患者体位进行固定。使患者平静呼吸，将呼吸感应器置于腹部，于患者呼吸平稳时开展扫描，扫描范围为环状软骨至肝脏下缘。检测荧光模块轨迹，并启动ABC系统，获取呼吸运动信息，并据此调整呼吸感应器位置。保存连续10个呼吸时相图像，分别记录为CT0-CT90，上传至MIM平台。

1.2.2 靶区和危及器官(Organ at risk，OAR)勾画:由高年资放疗科医师在呼吸时相图中勾画靶区大体肿瘤体积(Gross tumor volume，GTV)和危及器官(Organ at risk，OAR)。OVR包括脊髓、食管、心脏、近端支气管树(Proximal bronchial tree，PBT)、健侧肺、胸壁、患侧肺。其中对照组将所有时相GTV融合后，进行重建，获取内移动靶区体积(Internal target volume，ITV)，将ITV于左右、前后、头脚方向均外放5 mm，形成PTV。ABC组选取3个呼气末连续时相，作为呼吸门控中的门控窗，处理后获取包含该时相靶区运动情况的CT图像，勾画后获取PTV。

1.2.3 放疗计划设计:处方总剂量60～64 Gy，2 Gy/次，1次/d，5 d/周。其中95% PTV需按照处方总剂量照射。均使用美国Varian True Beam直线加速器进行放射治疗。对照组使用Eclipse系统制定SRBT 6XFFF射线计划，ABC组使用Eclipse系统制定包含ABC技术的6X FFF射线计划，剂量率均为1400 MU/min。

1.3 观察指标

1.3.1 两组的靶区体积比较：比较两组的GTV和PTV。

1.3.2 两组不同方向的摆位误差比较：于每次治疗前，均使用锥形束CT(Cone beam CT，CBCT)对两组患者靶区进行扫描后，与原始CT图进行配准，获取头脚、左右、前后三个方向的摆位误差。其中摆位误差均采用绝对值表示。

1.3.3 两组靶区的剂量分布比较:比较两组靶区的Dmin、Dmean、Dmax以及适形指数(Conformal Index，CI)。其中Dx%是指靶区体积的x%获取的照射剂量。CI取值0～1，CI越大，提示适形度越好。

1.3.4 两组OAR的剂量分布比较:比较两组脊髓(Dmin、Dmean、Dmax)、食管(V30、Dmin、Dmean、Dmax)、心脏(V30、Dmin、Dmean、Dmax)、PBT(Dmin、Dmean、Dmax)、患侧肺(V5、V30、Dmin、Dmean、Dmax)、健侧肺(Dmin、Dmean、Dmax)的剂量分布情况。其中Vx是指靶区接受≥x Gy射线照射体积。

1.3.5 两组的安全性比较：比较两组治疗期间咳嗽、放射性肺炎、放射性食管炎、呼吸困难、乏力等的发生率。

2 结 果

2.1 两组靶区体积比较 ABC组GTV和PTV均低于对照组，差异具有统计学意义(均P<0.05),见表1。

表1 两组靶区体积比较(cm3)

2.2 两组不同方向摆位误差比较 ABC组头脚、左右、前后的摆位误差均低于对照组，差异具有统计学意义(均P<0.05)，见表2。

表2 两组不同方向摆位误差比较(mm)

2.3 两组靶区剂量分布比较 ABC组靶区Dmin、CI均高于对照组，差异具有统计学意义(均P<0.05)，对照组和ABC组靶区Dmean、Dmax比较，差异无统计学意义(均P>0.05)，见表3。

表3 两组靶区剂量分布比较

2.4 两组OVR剂量分布比较 ABC组脊髓、食管、心脏、PBT、患侧肺以及健侧肺的剂量分布参数均低于对照组，差异具有统计学意义(均P<0.05)。见表4。

表4 两组OVR剂量分布比较

2.5 两组安全性比较 ABC组不良反应发生率明显高于对照组，差异具有统计学意义(均P<0.05)，见表5。

表5 两组安全性比较[例(%)]

3 讨 论

SBRT由于分割少、治疗时间短，可对靶区开展高剂量放射线照射，增加生物效应剂量等优势，目前已经成为治疗早期NSCLC的常用放疗技术[11]。其中FFF模式下，可使射线剂量率增加，出束时间下降，对病灶具有较高的局部控制率，但是仍有部分患者疗效受限[12]。目前认为，呼吸运动可影响肿瘤位移，促使照射偏差的发生，为NSCLC患者放疗效果不佳的关键因素[13]。但是放疗中靶区的移动并非呈线性改变，在呼气末时相，靶区中心与模拟信号具有明显的对应关系，这为ABC在SBRT中的应用提供了理论基础[14]。通过明确FFF模式联合ABC对SBRT早期NSCLC患者摆位误差和剂量分布的影响，可为NSCLC患者的治疗提供参考。

本研究发现，ABC组的GTV和PTV均低于对照组，这可能是由于ABC能够通过对呼吸波的检测，促使放射治疗与呼吸周期的同步进行，使靶区在不同方向的移动范围缩小，放疗精度提高，PTV和GTV降低[15]。摆位误差来源复杂，呼吸相摆位、右肺体积等均与摆位误差明显相关，研究发现，对摆位误差进行控制，对于放疗效果和减轻正常组织损伤均具有重要意义[16]。本研究发现，两组头脚误差最大，这与既往报道相似[17]。这可能是由于即使已经进行了体位固定，但是患者姿势发生稍微变化，即可促使头脚方向位置的改变，对其头脚方向难以做到与定位时一致等因素相关。本研究发现，ABC组的摆位误差明显更低，这可能是由于ABC组中主要是根据患者呼吸周期规律进行，选择呼气末3个时相，可使肺部体积增加，胸廓起伏较小，进而有助于摆位误差的改善[18]。

目前认为，FFF模式下，可由于机头散射等剂量的下降，导致全身剂量减少，与均整模式相比，具有较好的剂量学特征[19]。本研究发现，ABC组靶区Dmin、CI明显更高，这可能是由于ABC组中纳入了时间因素，能够根据整个呼吸周期内靶区位移情况进行更为精准的治疗，使剂量分布误差下降，射野范围明显缩小，Dmin、CI增加。SBRT FFF模式下，单次治疗剂量高，因此减少对正常组织的照射非常重要。本研究发现，ABC组OVR剂量和不良反应发生率明显较低，这可能是由于与单独FFF模式相比，ABC组是在呼气末开始治疗，该种情况下可降低呼吸运动对靶区位置的影响，使对正常组织的照射量下降，进而使放射性肺炎等的发生风险降低[20]。

综上所述，FFF模式联合ABC应用于早期NSCLC患者SBRT治疗中，可有效缩小靶体积、摆位误差，降低对OVR的照射量，且安全性好，值得临床推广。