许友毅 丁伯金 王鹏

(中国科学技术大学附属第一医院（西区）放射治疗科，合肥 2300317)

确保肿瘤位置准确性是保证肿瘤放射治疗疗效的重要基础，图像引导放射治疗(Image-Guided Radiotherapy,IGRT)的出现在于试图解决上述问题，而锥形束CT (cone beam CT,CBCT)技术通过对治疗时肿瘤位置与计划CT实时在线验证[1,2]，可有效地对腹盆部肿瘤摆位误差以及器官运动和形变等问题进行检测，达到缩小上述误差的目的，确保治疗的精确实施[3]。使用Varian Triology直线加速器，利用IGRT技术（CBCT）获得接受放射治疗患者在左右、头脚、前后三个方向上的摆位误差，获取基础数据，可及时纠正和缩小分次照射间的摆位误差，通过公式法计算出CTV外放边界，确保放疗质量控制。现将相关工作报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2019年6月至2019年12月于中国科学技术大学附属第一医院西区放射治疗科Varian Triology直线加速器放射治疗的腹盆部肿瘤患者共230例，其中男性71例，女性159例，包括宫颈癌98例，子宫内膜癌32例，直肠癌术后41例，前列腺癌25例，骨转移18例，腹膜后淋巴结转移16例。

1.2 体位固定和腹盆部增强CT扫描

体位固定是确保放射治疗计划制定和执行的重要步骤。患者仰卧位，负压真空垫固定，固定范围包括胸部至膝盖水平，仰卧在碳纤维平板上，根据体型选择头枕，双上肢交叉放置于额上方，或者双手握住固定柱，叮嘱患者牢记双上肢位置，确保体位一致性。依据患者的影像片（增强CT和/或增强MRI），在体表找到肿瘤大致位置，根据激光定位灯，在患者真空垫的左侧、右侧和患者腹前壁皮肤设置中心分别勾画“+”字形作为参考点，并用金属物作为标记。增强腹盆部CT扫描，范围在膈肌以上至坐骨结节下2.5cm，扫描方式为螺旋扫描，扫描层厚、层间距、CT图像分辨率参数分别设置为2.5mm、2mm、512×512。通过DICOM系统将图像网络传输至Philps Pinnacle 9.10计划系统。

1.3 放射治疗计划的制定

根据影像资料（CT、MRI等），临床医师分别勾画CTV和形成CTV和PTV，并勾画正常组织和邻近的危及器官，给予靶区处方剂量，给予正常组织和危及器官的进行剂量约束；物理师设计调强放疗计划，经副主任医师以上医师认定并签字后，将上述放射治疗计划和增强CT影像通过DICOM网络系统传输至Varian Trilogy直线加速器。

1.4 CBCT图像获取及图像匹配

应用kV CBCT，于每周放射治疗前完成治疗体位的腹盆部图像扫描，放射治疗时获取CBCT图像。在技术员协助下患者完成治疗摆位，探测器对腹盆部完成完整1周(360o)扫描，获取腹盆部三维CT影像，扫描层厚0.25cm，中分辨率重建图像，通过自带图像匹配功能对所采集的图像数据自动重建，得到三个维度层面（左右、头脚、前后方向上）CT影像，然后与首次扫描CT图像(计划CT）进行匹配，自动匹配，或者结合手动修正，采用骨性匹配（邻近关键骨组织），获得身体的左右方向(x)、头脚方向(y)、腹背方向(z) 3个维度上的摆位误差。对上述摆位误差测量值进行校正后进行再次CBCT扫描，获得经过数据校正后的摆位误差。上述程序由高年资临床医师、物理师和技术员共同完成。

1.5 数据分析

上述230例患者调强摆位3个维度方向上的摆位误差通过SPSS22统计学加以分析，并通过计算得到各个方向上的误差均值和标准差，通过公式法得到CTV至PTV的距离。其中调强放疗中的系统误差使用摆位误差的均值[∑]表示，而随机误差使用标准差[σ]表示。所使用的公式为van-Herk经典公式[4]，MPTV=2.5∑+0.7σ（确保95%的处方剂量线至少包绕99%的靶区体积），∑为3个方向上摆位误差的均值，σ为相应的标准差。

2 结果

腹盆部肿瘤患者（n=230）三个维度摆位误差，以及经过纠正后的腹部，盆部摆位误差以及CTV外放值见表1～表5。纠正前患者腹部CTV外放左右方向1.06cm，头脚方向1.00cm，和腹背方向0.65cm；盆部左右方向1.06cm，头脚方向1.00cm，和腹背方向0.68cm。纠正后患者CTV外放值腹部左右方向0.83cm，头脚方向0.75cm，和腹背方向0.44cm；盆部左右方向0.65cm，头脚方向0.70cm，和腹背方向0.45cm。

表1 腹盆肿瘤（n=230）三个维度方向首次治疗前分次间人工摆位误差(cm)

表2 腹部肿瘤（n=45）三个维度方向首次治疗前分次间人工摆位误差(cm)

表3 盆腔肿瘤（n=185）三个维度方向首次治疗前分次间人工摆位误差(cm)

表4 腹部肿瘤（n=45）三个维度方向纠正后分次间人工摆位误差(cm)

表5 盆腔肿瘤（n=185）三个维度方向纠正后分次间人工摆位误差(cm)

3 讨论

调强放疗(intensity modulated radiotherapy,IMRT)在腹盆部恶性肿瘤中的应用日趋增加和普及[5]，临床实践证明其在提高临床疗效和减少对肠道等器官损伤方面有一定的优势，目前对肠道不良反应的限制也达到了非常重要的地位[6,7]。IMRT治疗技术要求日常放射治疗必须有很高的靶区精度和摆位精度，保证分次间的摆位精度会对最终临床疗效、正常组织器官损伤和预后产生较大影响，因而确保摆位重复性非常重要，摆位误差被认为是影响CTV外扩最主要的不确定因素，是客观存在，但需要尽可能最小化；而图像引导放射治疗(image-guided radiotherapy,IGRT)的产生主要目的是用于减少分次治疗前摆位误差，通过对比在线CT图像与治疗计划CT图像进行骨性匹配，在线调整治疗床，使摆位误差得到有效控制，并通过多次在线扫描，最终确认CTV外放边界形成PTV[8]，减少摆位误差不确定性所造成的影响，以提高腹盆部恶性肿瘤调强放疗精度，提高放射治疗增益比。目前认为放射治疗实施主要存在如下不确定性：设备的系统误差、每日照射之间存在的摆位误差、以及肿瘤的运动（如呼吸运动等）。对于腹盆部肿瘤而言，摆位误差被认为是造成不确定性的主要原因。现有放射治疗技术的改进试图确保高度的摆位重复性，但分次间的摆位误差仍然不可完全避免。

通过上述数据统计学分析表明，首先，所探讨的三个方向摆位误差是不同的，就患者头脚方向、左右方向和前后方向而言，头脚方向较其它两个方向为大，之后为左右方向，前后方向最小，这与文献[9,10]所报道的基本一致。其次，腹腔和盆腔摆位误差是不同的，腹部摆位误差左右方向和头脚方向更大，而腹背方向较小。最后，通过该组数据的分析认为：对于腹盆部肿瘤照射，左右和前后方向CTV外放8mm，腹背方向外放5mm。

分析出现该现象的原因如下，（1）患者在进行模拟定位和实际摆位时肩部状态不一致，肩部活动度较大；（2）患者头颅位于头枕中，仰卧位其后仰过伸及前屈均会导致头脚位置移动；（3）身体表面皮肤的松弛（如肥胖或者消瘦的体质）程度均会造成标记线变形或者移位；（4）治疗过程中真空垫固定板与治疗床分次治疗间也存在摆位误差；（5）腹部腹背部摆维误差较小的原因，分析是腰部肌肉脂肪较臀部较少，所以误差绝对值较小。上述误差和器官运动会导致靶区、正常组织和危及器官存在不确定性。该组数据未考虑旋转误差对剂量的影响，根据相关报道[11]：平均值为1°的旋转误差对靶区剂量的影响较小，可忽略不计。

临床实践证明[12,13]：调强放疗摆位误差对治疗的影响表现在靶区照射剂量和正常组织剂量，摆位误差过大会导致计划靶区剂量不足，而正常组织的受照剂量增大，影响疗效和毒副作用。通过上述研究数据说明：CBCT是一种纠正摆位误差的常用影像学检查[14]，可对其摆位误差进行纠正，有效减小腹盆部肿瘤放射治疗摆位误差值，提高照射的质量控制。各治疗中心可以结合各自的实际情况测量摆位误差，设置适合各自相应的CTV外放边界以形成PTV。