贾春雷，乔俏，韩凝，张妙，李光，杨雪娇

（中国医科大学附属第一医院放射治疗科，沈阳 110001）

鼻咽癌是我国常见的恶性肿瘤之一，主要治疗方法是放射治疗（简称放疗）。调强放疗（intensity modulated radiation therapy，IMRT）技术可以产生符合肿瘤形状的剂量分布，达到剂量勾画或剂量雕刻的效果，因此，一旦出现位置偏差容易使得放射剂量及放射位置出现明显区别。图像引导技术是实现精确放疗的重要前提条件［1］。CT vision 放疗系统实现了诊断级 CT（CT on-rail）与高能直线加速器结合，CT 和直线加速器共用一张治疗床［2］。放疗中的误差是指放疗的实际位置与放疗计划位置之间的位移偏差［3］，本研究应用CT on-rail系统采集鼻咽癌患者图像，评估患者的摆位误差及治疗过程中的位移，探讨鼻咽癌患者计划靶区（planning target volume，PTV）外扩标准，旨在达到精确治疗的目的。

1 材料与方法

1.1 研究对象

选取我科室2013年10月至2014年9月收治的鼻咽癌患者20例，男10例，女10例，中位年龄50岁。放疗前患者均进行全面的身体检查以及签署知情同意书。患者采取根治性IMRT，33分次。患者行图像引导调强放疗（image guided radiation therapy，IGRT）纠正摆位误差，除设备故障外，每例患者至少获得IGRT图像＞25次。

1.2 方法

1.2.1 定位及计划：模拟定位时患者取仰卧位，双手平放两侧，采用头颈肩联合架面膜，B型头枕，根据三维激光灯调整摆位，在面膜表面3个激光灯十字中心处贴金属标记点，CT（日本东芝公司）扫描范围从头顶至胸骨下方2 cm，选择层厚3 mm，图像分辨率为521×521。通过网络将定位CT图像传输到治疗计划系统（Pinnacle TPS V9.2）。医生遵循鼻咽癌靶区勾画原则进行靶区勾画后由物理师制定并优化放疗计划。计划要求95%等剂量曲线（处方剂量线）包绕PTV［4］。计划统一审核通过后才能将计划通过网络传输到西门子ARTISTE治疗系统，然后进行放疗（ARTISTE 5810 version 2.02）。

1.2.2 治疗实施及图像获取：患者应用三维激光灯摆位，参照头颈肩联合架面膜上的金属标记点，需要治疗床旋转180°进行在线CT扫描，扫描参数与计划CT的参数一致。获得每日IGRT图像（CT-on-rails，日本西门子公司）。将获得的CT图像导入工作站与定位CT及放疗计划进行融合配准。融合配准方法［5］：先由图像中的3个金属标记点确定的十字线的交叉点作为患者的治疗中心，以骨性标志、解剖组织结构和治疗靶区的中心层面为基准，应用SYNGO自动配准系统进行自动配准，然后由经验丰富的放疗医生观察配准情况并做出相应的修改措施，获得左右（right-left，RL）、头脚（superior-inferior，SI）、前后（anterior-posterior，AP）方向上的摆位误差，移动治疗床纠正误差。此外在治疗1、5、10、15、20、25、30次的放疗后扫描CT，获得图像以评估治疗过程中患者的位移。

1.2.3 摆位误差评估：将每日IGRT图像传输至Pinnacle计划系统，应用自动融合及2名工作经验5年以上的专业医生校准摆位误差，统一评估并记录20例患者的摆位误差。治疗前的CT图像来评估疗程间摆位误差，治疗后的CT图像用以评估疗程中位移。获得3个方向（RL、SI、AP）摆位误差均值（mean，M），系统摆位误差（Σ，所有分次治疗摆位误差均值的标准差）和随机误差（δ，每个患者治疗摆位误差均值的标准差的平方和的均值的平方根）。PTV外扩标准参照van Herk公式（PTV margin=2.5Σ+0.7δ），并获得3D误差。

1.3 统计学分析

2 结果

20例鼻咽癌患者获得738幅CT图像，包括609幅治疗前CT图像和129幅治疗后CT图像。治疗摆位误差见表1，3D误差为3.39±1.67；治疗过程中位移见表2，3D误差为3.07±1.48。

结果显示，RL、AP、SI方向上的摆位误差存在统计学差异（P＜0.05），见表1。RL、AP、SI方向上的治疗过程中位移误差未见统计学差异（P＞0.05），见表2。在治疗过程中操作者必须考虑到几何误差，因为几何误差间接决定PTV的理想边界。可以看出摆位误差的PTV外扩明显大于治疗过程中位移误差的PTV外扩（40%～50%），因此治疗时患者的摆位更加重要。

CT on-rail 具有千伏诊断级的图像分辨率，在同一治疗室既可以获取诊断CT又可以完成IGRT治疗。结果显示，CT on-rail图像具有最佳的清晰度、对比度和分辨率，见图1。

3 讨论

IMRT是鼻咽癌的重要治疗方法，它具有适形度高、肿瘤靶区与周围正常组织剂量梯度陡的特点［7］，能够使肿瘤靶区外的放射剂量快速回落以保护正常组织及器官。但也正是因为IMRT剂量梯度陡，即使是轻微的摆位误差和位移也会导致显著的剂量学变化，从而影响治疗。IMRT治疗的另一个特点是靶区内的肿瘤可以同步加量，对不规则靶区治疗有明显优势。研究［8］显示鼻咽癌患者临床5年生存率常规放疗为70%，IMRT治疗为80%。既往IMRT的概念是基于放疗前的模拟CT制定放疗计划，这就使患者的治疗过于理想化，忽略了患者真实存在的情况，包括一些不可控因素（呼吸、心跳等）、人为因素（每次的摆位偏差、患者自身的轻微移动、放疗不良反应过重导致食欲下降出现的消瘦等）情况，这些变化将会造成靶区遗漏或受照范围增加危及器官，进而导致肿瘤控制率下降和并发症增加。IGRT治疗时对患者每次都进行图像引导以纠正存在的摆位误差和位移，并且在患者治疗前和治疗过程中利用先进的影像学设备监控肿瘤和正常组织，保证照射野能准确照射靶区，做到精确治疗［9-10］。

表1 鼻咽癌患者摆位误差评估

表2 鼻咽癌患者治疗过程中位移误差

图1 鼻咽癌患者CT图像

由于位移改变导致的几何误差包括系统误差和随机误差。系统误差以同一水平（高剂量或低剂量）影响每次治疗，随机误差是指每次治疗的剂量分布均不同，对总体影响不大。头颈肩面膜固定系统和治疗过程对系统误差和随机误差影响均较小。相比之下由摆位引起的误差则较大，会严重影响正常器官组织的受量（脊髓、脑干、腮腺、颌下腺等），这些器官组织受到过量照射会给患者带来严重的不良反应，影响患者的生活质量。治疗过程中的位移要明显小于治疗过程间的摆位误差，提示治疗时患者的摆位更加关键，与以往研究［11-12］一致。

治疗计划设计中需考虑几何误差，并确定PTV的理想边界。减小的PTV从理论上可增加治疗获益，PTV小可降低腮腺等正常组织受量以及减少正常组织的不良反应（口干、唾液黏稠等）［13］。目前，临床几个PTV外扩的评估标准均在应用［14-16］，但应用最广的还是van Herk公式，它可保证至少95%的处方剂量包绕90%患者的临床靶区（clinical target volume，CTV）［6］。本研究结果显示，治疗过程中的位移误差较摆位误差小40%～50%，因此IGRT治疗使PTV外扩缩小40%～50%。

本研究治疗过程中患者位移随时间没有明显变化，与既往研究［7］应用热塑面膜定位鼻咽癌患者的摆位误差相似。然而，本研究所得PTV外扩边界较其他研究略高［11-12，17］。MONGIOJ等［17］研究结果是一个方向摆位误差＞5 mm时，重新摆位评估摆位误差，因此排除了＞5 mm的误差。YIN等［12］研究评估PTV外扩标准应用Stroom公式（2.0Σ+0.7δ）［18］，这种计算方法得到的PTV值要小于van Herk公式（2.5Σ+0.7δ）获得的PTV，而且它仅保证95%处方剂量包绕90%患者的99%CTV。本研究仅评估了水平误差，WANG 等［11］研究不仅评估了水平误差，同时校准了旋转误差。

综上所述，本研究应用的CT on-rail图像引导系统可达到诊断CT的软组织清晰度、对比度和分辨率。IGRT是提高鼻咽癌患者IMRT治疗准确性的有效治疗手段，照射范围与肿瘤形状、淋巴结引流区等契合度更高。本研究推荐行IGRT的鼻咽癌患者PTV外扩3 mm，而未行IGRT治疗的患者PTV外扩5 mm。在线IGRT校准摆位误差可有效提高肿瘤组织受量，降低周围正常组织的受量，因此可以达到最佳的治疗效果。