TrueBeam锥形束CT验证食管癌放疗两种不同固定方法的摆位误差

TrueBeam锥形束CT验证食管癌放疗两种不同固定方法的摆位误差

郭和锋彭逊陈泽伟王国喜

郭和锋彭逊（通讯作者）陈泽伟王国喜

（汕头大学医学院附属肿瘤医院放疗科广东汕头515031）

【摘要】目的：应用瓦里安TrueBeam直线加速器机载锥形束CT（comebeamcomputedtomography,CBCT）对食管癌患者放射治疗两种不同固定方法的摆位误差进行验证，为食管癌病人放疗选用合适固定方法提供参考。方法：91例食管癌病人在TrueBeam直线加速器接受根治性放射治疗。其中56例用S型头颈肩面膜固定，35例真空袋固定。分别对用两种不同固定方法的食管癌放疗患者进行CBCT验证，全组病人在整个放疗疗程中共进行308次CBCT。扫描后重建获得的CBCT图像与原计划CT图像进行配准校正，获得前后（Z）、头脚（Y）、左右（X）三个方向的线性误差数据，分析其摆位误差。结果：采用真空袋固定的3个方向误差均数差别较大。结论:食管癌放射治疗摆位，头颈肩面膜稳定性较真空袋好，误差明显缩小。

【关键词】锥形束CT食管癌固定摆位误差

【中图分类号】R730.5【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2013）07-0044-02

我国是食管癌高发地区，位居肿瘤死亡的第四位，潮汕地区食管癌发病率高，确诊时中晚期患者居多，仅20％能行根治切除，其余80％中晚期食管癌主要依靠放射治疗[1]。胸部摆位在分次间摆位可重复性较差，对随机误差影响较大。食管的解剖位置与肺、主支气管、主动脉弓、心房和心包等组织相邻。食管癌放疗的照射野包括了部分纵隔、相应淋巴引流区、食管、气管及部分心脏、大血管和肺等重要器官，同时食管病变常沿食管长轴生长，靶区范围大，摆位误差对放疗中肿瘤受量的影响大。因此，为提高肿瘤受量，减轻正常组织的反应，需要稳定的固定器，更加精确的放疗[2-3]。我院于2011年6月开始使用VarianTrueBeam直线加速器，该加速器配有锥形束CT(CBCT)，可以在放射治疗的过程中验证和校正病人的摆位。本研究目的是应用CBCT，比较食管癌放疗两种常用的病人体位固定方法对摆位重复性的影响。

1资料和方法

1.1一般资料2012年1月～2012年11月用Varian公司的具有机载影像系统（On-Boradimager，OBI）的TrueBeam医用电子直线加速器治疗的食管癌患者91例，所有病人均经病理组织学确诊。其中肿瘤位于颈段9例，胸上段29例，胸中段47例，胸下段6例，如表1。年龄45～85岁，男69例，女22例，均为初次放疗病人。放疗技术采用三维适形（3D-CRT)12例,适形调强（IMRT)70例，容积调强（VMAT)9例。

1.2定位与摆位固定

1.2.1分别采用头颈肩面膜和真空袋固定头颈肩面膜采用仰卧位，根据病人头型选用合适的透明塑料枕头，双手置于身体两侧。真空袋固定患者均采取仰卧位，头部到臀部平躺于真空垫上，双脚平放治疗床上，双手十指交叉上抬置头顶或双手交叉抱肘置头顶。放疗前患者首先在PHILIPSBrillianceBigBore大孔径多层面螺旋CT进行扫描与定位，扫描所得数据均传送到Eclipse治疗计划系统进行放疗计划的设计。

1.2.2XVI图像的获取TrueBeam加速器实施放射治疗，射线能量为6MV光子束，影像引导系统为KV级的OBIApplicationCBCT。治疗计划系统为Varian公司的Eclipse10.0version。91例患者放疗前CBCT扫描参数：扫描部位Thorax,管电压125kV，总曝光剂量（电流时间乘积）264mAs，扫描剂量约0.35cGy。摆位均利用使机架旋转360°（175.5°～184.5°或184.5°～175.5°）进行扫描，获取连续的一系列图像重建成三维容积图像即Ｘ线容积图像（X-Rayvlumetricimagers，XVI），获得治疗前肿瘤大小、形状、位置及与周围组织器官关系等相关信息。根据系统匹配功能获得左右(X)、头脚(Y)和前后(Z)等3个三维空间方向的线性摆位误差数据。91例食管癌患者进行CBCT验证总共308次，其中35例真空袋固定者扫描123次，56例头颈肩面膜固定者扫描185次。

1.2.3误差获取和调整患者治疗前，由两名放疗技师采用等中心摆位方法，将激光灯对准皮肤标记及固定器上的十字线。摆位时，患者的着装、体位应与固定和CT扫描时一致[4]。摆位完成后行CBCT扫描，每例病人第1次治疗前均扫描一次CBCT,重建获得的CBCT图像与原计划CT图像进行配准，校正后根据病人误差情况，治疗疗程中再扫描2～3次CBCT。每次扫描所得图像与治疗计划CT图像先用TrueBeam机载系统自动匹配，再由有经验的放疗专家参照骨性标志等影像解剖学结构手动配准，直到在水平、冠状、矢状面上获得重叠为止，配准得出前后（Z轴）、头脚(Y轴)、左右(X轴)方向的误差数值。

1.3统计方法采用MicrosoftExcel2010、IBMSPSSStatistics20.0专业计算机统计软件进行数据统计和分析。根据研究，用系统误差(Σ)表示所有分次摆位误差的平均值，随机误差(σ)则表示所有分次摆位误差的标准差，摆位误差表示为（∑±σ）mm。

2结果

91例食管癌患者中，采用真空袋固定的3个方向误差均数差别较大，Z、Y、X轴三个方向平均误差分别为（2.73±2.48）mm，(3.18±2.81)mm，（2.17±2.05）mm，最大偏差是头脚方向为14.6mm，误差≥5mm达21.95％。而用头颈肩面膜固定的各方向误差范围都较真空袋固定的小，Z轴（1.50±1.31）mm，Y轴(2.16±1.62)mm，X轴（2.09±1.96）mm，其中左右方向的偏差是最大的为8.3mm，误差≥5mm占10.81％，见表2。

3讨论

TrueBeam直线加速器的图像引导功能，能够有效地发现和校正摆位误差。放疗是治疗食管癌的重要手段之一,而治疗体位与模拟定位体位固定以及两者的重复性是治疗计划设计与执行过程中极其重要的一个环节。食管是一个长轴形器官，不同部位的病变受不同器官的活动影响，选择合适的固定器对减少摆位误差尤其重要。

治疗摆位的目的在于重复模拟定位时的体位，并加以固定，保证计划设计时确定的靶区、危及器官和射野的空间位置三者之间的重复性，使射线束对准靶区照射。摆位误差包括系统误差和随机误差。系统误差具有规律性和重复性，主要因机器设备精度和不同技术员的摆位标准不同所致。随机误差具有随机性，主要与机器设备的不稳定、每次摆位时患者体位变动和技术员的操作误差有关。

食管癌放疗病人常见的摆位误差：(1)呼吸运动及器官移动；(2)体重的下降及胸部轮廓的改变,这类误差对中晚期食管癌患者影响较大,特别是到放疗2～3周时,随着放化疗的同时进行,治疗反应使很多患者进食困难,体重的下降导致胸部轮廓的改变,直接影响到摆位的精度；(3)皮肤标记的模糊及因皮肤标记的模糊反复画线引起的误差；（4）真空垫对皮肤的挤压和牵拉和患者不自觉的旋转,这类误差在体型肥胖脂肪较多的患者较明显；（5）头颈肩面膜变形，头颈肩面是塑型固定器，可能随存放环境、温度的改变以及分次治疗的挤压而变形；（6)首次治疗的病人，会出现精神紧张，全身肌肉绷紧，脊柱弯曲拱起，本次研究中出现≥5mm误差的，首次治疗的患者就占了31%。

Ｚ轴摆位误差：真空袋固定的误差可能与皮肤牵拉及手臂上抬的幅度有关，也有可能是呼吸运动没有体模的限制而导致运动幅度过大，另外皮肤标记的模糊及反复画线也是导致Z轴方向误差的原因，比头颈肩面膜固定者的误差要大，≥5mm者占总误差17.89％。头颈肩面膜固定误差常见原因有：(1)首次治疗病人，大多数因为肌肉紧张所致；(2)头颈肩面膜变形；(3)体重下降明显的病人。由于有热塑模对体部限制，呼吸幅度较小，是三个方向误差最小的方向，≥5mm占1.08％。Y轴摆位误差：真空袋固定双手抱肘及手臂上抬的姿势及皮肤的牵拉，活动度较大，是三个方向误差最大的，最大偏差14.6mm，≥5mm占21.95％。头颈肩面膜固定误差多因双肩没有顶到位、体重下降、面罩变形引起。X轴摆位误差：真空袋固定病人，可能因为真空垫有两侧挤压固定，并且整个体部都固定到，左右方向是三个方向误差最小的，≥5mm占6.5％；而头颈肩面膜固定误差可能因分次摆位卧姿改变、体部旋转。真空袋固定Z、Y方向误差较头颈肩面膜固定大，X方向较头颈肩面膜小。

本研究中因费用问题，无法做到每例患者每分次放射治疗前都行CBCT，对分析的准确性有一定影响。但每例病人至少都进行3次以上的CBCT，结果还是有一定的代表性和参考价值。

综上所述，食管癌放射治疗摆位误差头颈肩面膜稳定性较真空袋好，误差明显缩小。

参考文献

[1]钱浩,吴开良.实用胸部肿瘤放射治疗学[M]上海：复旦大学出版社,2006:271-409.

[2]陈丽,武文娟,花威等.CBCT在放射治疗摆位中的临床应用[J]实用癌症杂志2012,27(4)：394-396.

[3]秦永辉.图像引导调强放疗在食管癌治疗的应用[J]新疆医科大学学报2012,35（3）：282-287.

[4]张美玲,叶素贞,陈新佳等.食管癌患者首次摆位行锥形束CT验证的误差分析[J]中华肿瘤防治杂志2012,19（9）：676-678.