林家帆 袁星星 張雯楠 龔曉昌 張 云

作者單位：330029 江西省腫瘤醫(yī)院

鼻咽癌是我國南方地區(qū)常見惡性腫瘤,放射治療是鼻咽癌的主要治療方式。隨著調(diào)強放射治療技術(IMRT)在鼻咽癌治療的廣泛運用,鼻咽癌的治愈率得到顯著提高,放射治療毒副反應也顯著降低[1]。作為一種特殊調(diào)強放射治療技術,容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(VMAT)在加速器機架旋轉(zhuǎn)的同時通過調(diào)制MLC的形狀連續(xù)出束。因此與IMRT技術相比,它在縮短了患者放射治療時間同時進一步改善靶區(qū)劑量覆蓋和降低正常組織受照劑量[2-3]。另一方面,VMAT涉及的MLC移動和機架移動以及劑量率變化過程尤為復雜,所以該技術對臨床放射治療擺位精準性有著更高的要求[4]。本研究主要在劑量學上定量分析擺位誤差對鼻咽癌患者劑量學的影響,從而更好地指導臨床處理擺位誤差以及準確評估患者靶區(qū)和正常組織照射劑量。

1 資料與方法

1.1 一般資料

隨機選擇15例2019年6月至2020年3月在我院放療中心治療接受VMAT治療的鼻咽癌患者,其中T2期3例,T3期7例,T4期5例。男性10例,女性5例,年齡25～ 69歲,中位年齡56歲。

1.2 研究方法

所有患者均行仰臥位,頭頸肩網(wǎng)膜配合塑形墊的方式進行體位固定。利用西門子大孔徑CT模擬定位機行CT掃描,掃描層厚3 mm,掃描上界為顱頂上5 mm,下界為第三胸椎下緣。掃描后圖像傳輸至Eclipse三維治療計劃系統(tǒng),由經(jīng)驗豐富的臨床放療醫(yī)師進行腫瘤靶區(qū)臨床勾畫和正常組織勾畫。計劃靶區(qū)分別按GTVnx立體外擴3 mm、GTVnd、CTV1和CTV2立體外擴5 mm方式產(chǎn)生(外擴時需避開腦干、脊髓等敏感正常器官)。PTVnx、PTVnd、PTV1和PTV2處方要求分別為70 Gy/30～33次,70 Gy/30～33次,60 Gy/30～33次和54 Gy/30～33次,初始計劃要求至少95%靶區(qū)體積達到處方劑量,且不超過1%的PTVnx和PTVnd接受110%處方劑量,正常組織符合臨床放療要求。物理師根據(jù)處方要求制定2個全弧的容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強放療計劃,并經(jīng)臨床醫(yī)師確認。本研究通過在計劃系統(tǒng)在空間平移來模擬擺位誤差,具體做法為:分別將原計劃的中心點在左右方向(X方向,X+代表左偏移,X-代表右偏移),前后方向(Y方向,Y+代表向后,Y-代表向前)和頭腳方向(Z方向,Z+代表頭方向,Z-表示腳方向)平移3 mm和6 mm。在計劃其他參數(shù)保持不變的情況下重新計算劑量。根據(jù)劑量體積直方圖評估靶區(qū)和正常組織受照劑量。

靶區(qū)主要分析GTV的D2%、D95%,、D98%和Dmean,以及CTV1和CTV2的D95%,其中GTV為GTVnd與GTVnx的合集。D2%為2%的靶區(qū)接受的最低劑量,可被認為靶區(qū)最大劑量;D98%為98%靶區(qū)接受的最低劑量,可被認為靶區(qū)最低劑量;D95%為95%靶區(qū)接受的最低劑量。

正常組織主要分析腮腺的V30Gy和平均劑量、顳葉的V60Gy和平均量、腦干的V54Gy和平均量、脊髓PRV、視交叉和視神經(jīng)的最大劑量、晶體的最大劑量、喉的平均劑量。V54Gy表示正常組織接受54 Gy照射劑量的百分體積。

1.3 統(tǒng)計學方法

應用SPSS 18.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理,組間比較采用配對資料t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 擺位誤差對靶區(qū)劑量分布的影響

表1和表2列出了15例患者在不同方向等中心3 mm和6 mm偏移與參考計劃的靶區(qū)劑量學參數(shù)。從表中可以看出,擺位誤差將導致GTV的D2%增大,D98%和D95%減小,GTV劑量均勻性變差。6 mm時D2%、D98%和D95%變化幅度更大,GTV的Dmean變化則不明顯。CTV1的D95%變化幅度比CTV2更大,且不同方向的偏移具有統(tǒng)計學意義。

表1 靶區(qū)在3 mm擺位誤差下的劑量偏差

表2 靶區(qū)在6 mm擺位誤差下的劑量偏差

2.2 擺位誤差對危及器官受量的影響

表3和表4列出了15例患者在不同方向等中心3 mm和6 mm偏移與參考計劃的危及器官相關參數(shù)?？傮w而言,6 mm的誤差對危及器官的受照劑量影響比3 mm大,變化幅度最大的是視神經(jīng)和左右視交叉的Dmax以及左右腮腺的V30Gy。Z+方向3 mm誤差下,視神經(jīng)和左右視交叉的Dmax分別增大(15.5±4.4)Gy,(15.6±4.6)Gy以及(15.5±4.7)Gy,接近或達到指限制劑量54 Gy,增幅達(46.2±25.8)%,(51.9±27.8)%和(46.2±23.9)%;Z+方向6 mm誤差,分別增大(23±9.1)Gy,(25±8.4)Gy,(23±7.4)Gy,視神經(jīng)和左右視交叉的最大受照劑量已超過54 Gy,增幅達(76.6±68.8)%,(99.3±84.9)%,(75.8±58.3)%。造成這一現(xiàn)象的原因可能是鼻咽癌的靶區(qū)與視神經(jīng)和視交叉在Z方向距離較近,對Z+方向的誤差最為敏感。左右腮腺的V30Gy分別對X+(左方向)和X-(右方向)的誤差最敏感,3 mm的誤差V30Gy將增大(9±2.7)%和(10±3.3)%,達到(51±6.2)%和(52.5±6.4)%,超過了指南要求的V30Gy<50%的限值;誤差達到6 mm時V30Gy增大(19.4±5.2)%和(21.3±6.2)%。左右晶體與視神經(jīng)視交叉類似,受Z+方向影響最大,Dmax增加幅度較之要小。各方向移位誤差為3 mm時,對脊髓最大受照劑量Dmax的影響較小,都小于40 Gy;誤差擴大到6 mm時,Y+和Z-方向的Dmax分別達到(44±2.4)Gy,(43.8±5.5)Gy,接近45 Gy的限值。其余危及器官參數(shù),喉的Dmean和左右顳葉的V60Gy、Dmean在不同方向移位誤差下的參數(shù)變化雖然多數(shù)都有統(tǒng)計學意義,但變化幅度都較小。

表3 危及器官在3 mm擺位誤差下的劑量偏差

表4 危及器官在6 mm擺位誤差下的劑量偏差

3 討論

由于鼻咽癌腫瘤周圍有較多的重要器官,因此鼻咽癌的放射治療需要在保證腫瘤靶區(qū)得到足夠的劑量覆蓋的前提下,盡量降低危及器官的受量,精準放療是保證鼻咽癌治療效果的關鍵,其中精確擺位是放療實施的核心。在實際治療中,臨床放射治療師會通過CBCT或EPID驗證患者擺位精度,以確保患者體位與CT模擬定位時是一致的[5-6]。但臨床實踐無法保證每次會進行CBCT圖像校準,即使經(jīng)過校準也無法按完全消除擺位誤差,而臨床醫(yī)師和物理師會關注這部分擺位誤差對患者真實的劑量有何何影響[7]。相關研究報道,鼻咽癌的擺位誤差在未進過CBCT校準的情況下,存在1～6 mm的偏差,經(jīng)過CBCT校準移位后殘余的擺位誤差在0～4 mm左右[8-9]。

本研究發(fā)現(xiàn),無論是3 mm還是6 mm的擺位誤差均不會導致腫瘤靶區(qū)GTV和臨床靶區(qū)CTV劑量低于處方劑量要求,但會降低腫瘤靶區(qū)最小劑量,增大最大劑量,即靶區(qū)劑量均勻性變差,且誤差越大,變化越明顯。我們發(fā)現(xiàn)擺位誤差對CTV2影響要小,這得益于計劃設計時PTV2靶區(qū)是以CTV2外擴5 mm產(chǎn)生的,其余計劃靶區(qū)是外擴3 mm形成的。整體而言擺位誤差對GTV和CTV的影響不大,臨床上可以忽略不計,契合了GTV與CTV外擴的初衷,就是為了減小擺位誤差的影響[10]。這與王鑫,Ding Zhen以及錢金棟等人的研究結(jié)果類似,都表明GTV與CTV有良好的抗干擾性[11-12]。

對于危及器官而言,擺位誤差可能造成危及器官的受照劑量超過限值,且擺位誤差越大,危及器官的受照劑量變化也越大,尤其是具有串聯(lián)性質(zhì)的危及器官。如脊髓的照射劑量,6 mm的偏差將增加約7 Gy照射劑量。對于這部分器官,在計劃設計時,往往需要對危及器官外擴后產(chǎn)生的結(jié)構進行限量,這樣能保證在設定的擺位誤差范圍內(nèi)正常組織照射劑量不會超過限制,本研究對脊髓外擴5 mm的結(jié)構進行劑量限制。然而對于晶體、視神經(jīng)和視交叉,由于它們距靶區(qū)較近,因此較小的誤差也可能造成明顯的劑量變化,本研究發(fā)現(xiàn)在頭腳方向影響最大,因此在臨床擺位時需要高度重視。Ding Zhen的相關研究是將掃描CBCT得到的誤差帶入原計劃中,計算誤差對危及器官的影響,結(jié)果表明誤差對雙側(cè)視交叉及視神經(jīng)的最大受照劑量有較大影響[11]。左右方向的擺位誤差將增加對相應方向的腮腺平均受照劑量和V30Gy,3 mm和6 mm的擺位誤差將給V30Gy帶來10%和20%的提升,超過了劑量限制要求,擺位時應注意病人左右放向的擺位誤差。王鑫和錢金棟的相關研究得到的是結(jié)果是,存在5 mm系統(tǒng)擺位誤差腮腺超過原計劃受量10%的幾率將達到30%左右,但未給出影響最大的方向[11-12]。

三維方向3 mm和6 mm擺位誤差對GTV和CTV劑量分布的影響有限,可以忽略不計。然而對于正常組織,擺位誤差的影響較為明顯。對于離靶區(qū)有一定距離的危及器官如脊髓和腦干計劃優(yōu)化時需限制外擴后結(jié)構最大劑量。對于腮腺,在患者擺位過程中應當注意左右放向的偏差。最重要的是頭腳方向的誤差造成視神經(jīng)和視交叉最大受照劑量超過限值。