鼻咽癌調(diào)強放療擺位誤差及個體化劑量驗證

采用同步控制的方法來保證放療的準確性和保證劑量保證調(diào)強放射治療是目前最重要的放射治療方法。這個高度適合于同時輻射（simulationaccalian輻射，智能）和同時整合補償性輻射（simb）的輻射技術(shù)，可以同時獲得不同的輻射劑量，并形成腫瘤目標區(qū)域的高梯度變化。但這兩種劑量給予方式需要精確的位置保證和劑量的準確性,因此保證每次擺位的準確和劑量保證體系的完整性是鼻咽癌調(diào)強放療的關鍵步驟。本文對32例鼻咽癌初治患者進行全程調(diào)強放射治療,利用錐形束CT影像跟蹤擺位期間的誤差,通過在線校正擺位偏差和個性化的絕對、相對劑量驗證,探討分析圖像引導鼻咽癌調(diào)強放療擺位誤差和相應劑量保證技術(shù)和方法。1材料和方法1.1實驗儀器及測量方法瑞典ElektaSynergy加速器、千伏錐形束CT(KV-cone-beamcomputedtomographyKVCBCT)、PrecisePlan(ElektaInc.)及Pinnacle3TM逆向調(diào)強計劃系統(tǒng)(PhilipsInc.),MatriXX二維矩陣電離室(IBAInc.)及OmniPro-ImRT測量應用軟件,Dose1(IBAInc.)劑量儀和固體水模以及CTQA設備(Captphan503Phantom)等。1.2ctvnd治療32例鼻咽癌首次做適形調(diào)強放療患者,男28例,女4例,年齡21歲~65歲,T1-3N0M05例,T1-2N1M08例,T3N1M013例,T4N1M06例。靶區(qū)和正常器官勾畫,其中4例為PET_CT融合勾畫,其余均為以CT影像為基礎,參考MRI影像進行勾畫,按I-CRU50,62號報告,得到GTVnx(原發(fā)灶大體腫瘤體積),GTVnd(頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶大體腫瘤體積),CTVnx、CTVnd分別以GTVnx、GTVnd外擴4mm、3mm得到,CTV1為CTVnx和相應高危區(qū)域和淋巴引流區(qū)域,CTV2為下頸部預防照射區(qū)域。所有患者體位為仰臥位,以熱塑頭頸面罩固定,行CT掃描:包括全部頭顱到胸骨柄處,層厚層距均為3mm,計劃以9個射束,分別為180°,140°,100°,60°,20°,340°,300°,260°,220°,110個子野內(nèi),以同期推量調(diào)強放療方式進行,處方劑量:GTVnx、GTVnd為2.33Gy/次,CTVnx、CTVnd為2.24Gy/次,CTV1為2.0Gy/次,CTV2為1.8Gy/次,共治療30次,98%劑量歸一;正常組織限量:腦干Max≤54Gy,脊髓Max≤42Gy,50%的腮腺≤30Gy,視神經(jīng)、視交叉Max≤54Gy,晶狀體Max≤6Gy,顳頜關節(jié)Max≤60Gy,顳葉和垂體Max≤54Gy,口咽和后背區(qū)域Max≤50Gy。1.3維矩陣掃描結(jié)果將計劃定位CT、勾畫的靶區(qū)、正常保護器官、設定的靶區(qū)中心傳到CBCT機上。在患者擺位確定照射中心后,行CBCT掃描,掃描條件為200°(100°~260°)旋轉(zhuǎn),F0射線濾過器,M20掃描孔徑,中分辨率重建得到CBCT影像,與計劃定位CT影像匹配融合,利用骨匹配+手工匹配得到靶區(qū)中心偏差值,當三個方向旋轉(zhuǎn)角度≤2°(當大于2°時需重新擺位)時,確認記錄擺位誤差,對三個方向任一偏差值大于2mm時,進行在線位置校正,共獲得426次擺位偏差。在線位置校正后,再進行CBCT掃描,掃描條件和重建參數(shù)不變,獲得116次校正后擺位偏差。為了獲得治療后,患者是否移動或其它因素影響位置偏差,在治療完成后又掃描36次CBCT,獲得了治療完成后的擺位偏差。為了保證劑量的準確性,本組32例患者的調(diào)強放射治療計劃均經(jīng)二維矩陣電離室進行劑量驗證,對計劃進行相對和絕對劑量檢測,以Gamma分析(3%劑量誤差和3mm劑量線位置誤差為基準)和5個絕對劑量點得到驗證通過結(jié)果。其中5個絕對劑量點的選取分別為中心點、劑量均勻區(qū)、高劑量區(qū)、較低劑量區(qū)、高梯度區(qū),對固體水與標準水模體進行比對,標定比對系數(shù),并且設定Kuser參數(shù),利用矩陣電離室比對對應點的絕對劑量偏差。2結(jié)果2.1方向大小方向分布32例鼻咽癌在治療過程中,治療前426次CBCT掃描中,三個方向偏差X方向:(0.44±2.303)mm,Y方向:(0.51±2.75)mm,Z方向:(-0.37±2.14)mm;其中三個方向小于2mm的偏差比例分別為80.3%、75.7%、80.8%,圖1和2為三個方向不同時間擺位偏差分布圖示。當三個方向大于2mm時進行位置修正,修正后重新進行了116次CBCT掃描,與計劃CT匹配得到新的三個方向的偏差,X為(0.07±0.59)mm、Y為(0.07±0.80)mm、Z為(-0.02±0.75)mm;治療完成后再掃描36次,匹配得到的偏差三個方向X、Y、Z分別為(0.19±0.59)mm、(0.15±0.73)mm、(-0.08±0.72)mm;擺位偏差均數(shù)、標準差和偏差分布范圍見表1。2.2ga基因ga基因計算用矩陣電離室驗證調(diào)強計劃相對劑量,對于單野,Gamma值為88.2%~99.2%,對于整個計劃Gamma值為90.2%~99.7%。絕對劑量驗證主要是對等中心點、劑量均勻區(qū)、高劑量區(qū)、較低劑量區(qū)、高梯度區(qū)選擇5個點進行檢測,共完成160個點的絕對劑量的檢測,其中百分偏差范圍為-3.9%~4.2%,表2顯示11例患者5個劑量點劑量偏差情況。3ctv-ptv檢測方法調(diào)強放射治療其獨特的劑量分布特性,可以有效地保護正常器官而對腫瘤組織得以準確的適形治療。但是,運用這種技術(shù)的時候,放療實施過程中的微小誤差、靶區(qū)和正常器官的運動和體積變化等都有可能造成腫瘤靶區(qū)的低劑量和周圍正常組織的高劑量照射,不僅不能顯示這些技術(shù)的優(yōu)越性,反而造成正常組織損傷增加,更為嚴重的是腫瘤的“漏照”,降低腫瘤的控制率。所以在治療過程中的三維影像引導,確認靶區(qū)范圍,區(qū)分正常器官和照射靶區(qū),并且通過在線的位置修正和離線的計劃修改可以保證在整過治療過程中靶區(qū)得到精確的照射。圖像引導放療是對調(diào)強放療最有力的保證,在治療期間不但可以糾正分次間的誤差也可以糾正治療中的誤差,并且通過多次的在線校正和獲得的擺位CT影像,可以跟蹤腫瘤或正常組織、器官的形態(tài)和大小變化,從而及時修正治療計劃。本組對32例鼻咽癌患者,進行圖像引導的調(diào)強放射治療,通過治療前426次擺位偏差分析,得到擺位偏差的系統(tǒng)誤差Mp和隨機誤差Σp,(Mp、Σp)分別為(0.44、2.30)mm,(0.51、2.75)mm,(-0.37、2.14)mm。而在校正后分別為(0.07、0.59)mm,(0.07、0.80)mm,(-0.02、0.75)mm;治療完成后分別為(0.19、0.59)mm,(0.15,0.73)mm,(-0.08,0.72)mm。從而利用雙參數(shù)模型{Mp,Σp},Mp×2.5Σp(98%的可信標準)計算不校正CTV-PTV理論的外擴邊界和校正后外擴邊界分別為(5.5、7.3、5.1)mm、(1.5、2.0、1.9)mm。王瑾等對22例鼻咽癌患者共754次kV-CBCT掃描中,首次kV-CBCT(調(diào)整前)掃描共505次,其中擺位偏差在左右、頭足和前后3個方向誤差≤2mm的檢測次數(shù)分別為386(76.4%),384(76.0%)和433(85.7%);調(diào)整床位后,共掃描106次,其中3個方向誤差<2mm的的檢測次數(shù)分別為103(97.2%)、103(97.3%)和106(100.0%)。患者擺位的系統(tǒng)和隨機誤差調(diào)整前在X,Y,Z軸分別為(0.7±1.6)mm,(0.7±1.8)mm和(0.3±1.7)mm,調(diào)整后分別為(0.4±0.8)mm,(0.3±0.8)mm和(0.0±0.7)mm,治療后分別為(0.2±1.2)mm、(0.3±1.3)mm和(0.1±1.1)mm。在調(diào)整前、后PTV最大邊界分別為4.0mm和2.1mm。林承光等對19例患者的85次重復CT與計劃CT比較,不同解剖骨性標記點在X,Y,Z三個軸向的絕對位移值分別為(0.89±0.69)mm,(0.82±0.79)mm,(0.95±1.24)mm。X、Y、Z軸向矢量位移∑分別為0.94mm,1.00mm,1.32mm,δ分別為0.87mm,0.80mm,1.04mm。∑和δ的計算參照四模型參數(shù)VanHerk等提供的方法,求取等中心點的二維矢量位移的平均值為1.87mm,95%可信區(qū)間(平均值加兩個標準差,95%CI)為2.03mm~7.24mm,平均值3.82mm,從而確定每次鼻咽癌IMRT如果均采用三維圖像引導,三個方向CTV-PTV邊界可以從6mm縮小到3mm左右。調(diào)強放射治療是由很多小的不規(guī)則子野拼接而成,特別是鼻咽部分的腫瘤,其特殊的靶區(qū)分布,并且采用SIB_IMRT方式,對同一個大的靶區(qū),要求每次不同的照射劑量,從而形成同期的加量照射,高梯度劑量的存在,要求劑量的準確和精確。故本組分別以矩陣電離室和小電離室(0.16cc)對靶區(qū)計劃實施了絕對劑量和相對劑量的驗證。在絕對劑量驗證分別采取選取特征劑量點(中心點、劑量均勻區(qū)、高劑量區(qū)、較低劑量區(qū)、高梯度區(qū))選擇5個點進行檢測。本組先期采用0.16cc電離室進行檢測,擺位過程復雜、效率低,故采用測量模體(固體水)與校正水模體使用標準劑量儀進行比對,得到相應修正系數(shù),本組系數(shù)為0.993;并且在每次使用前對矩陣電離室的Kuser參數(shù)進行實際測量修正(與標準水模體對照),在計劃中設置5個點與實際測量中比對。本組共完成160個點的絕對劑量的檢測,其中百分偏差范圍為-3.9%~4.2%。而在相對劑量驗證中,對模體的擺位準確和計劃系統(tǒng)的前期認可是保證調(diào)強放療計劃劑量準確性的關鍵,本組對于單野Gamma值為88.2%~99.2%,對于整個計劃Gamma值為90.2%~99.7%。肖峰等對80例鼻咽癌調(diào)強放療計劃驗證中得到等中心的絕對劑量有92.5%的病例在5%內(nèi),