鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療擺位誤差及個(gè)體化劑量驗(yàn)證

鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療擺位誤差及個(gè)體化劑量驗(yàn)證

采用同步控制的方法來保證放療的準(zhǔn)確性和保證劑量保證調(diào)強(qiáng)放射治療是目前最重要的放射治療方法。這個(gè)高度適合于同時(shí)輻射（simulationaccalian輻射，智能）和同時(shí)整合補(bǔ)償性輻射（simb）的輻射技術(shù)，可以同時(shí)獲得不同的輻射劑量，并形成腫瘤目標(biāo)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(zhǔn)確性,因此保證每次擺位的準(zhǔn)確和劑量保證體系的完整性是鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療的關(guān)鍵步驟。本文對(duì)32例鼻咽癌初治患者進(jìn)行全程調(diào)強(qiáng)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(gè)性化的絕對(duì)、相對(duì)劑量驗(yàn)證,探討分析圖像引導(dǎo)鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療擺位誤差和相應(yīng)劑量保證技術(shù)和方法。1材料和方法1.1實(shí)驗(yàn)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(qiáng)計(jì)劃系統(tǒng)(PhilipsInc.),MatriXX二維矩陣電離室(IBAInc.)及OmniPro-ImRT測量應(yīng)用軟件,Dose1(IBAInc.)劑量儀和固體水模以及CTQA設(shè)備(Captphan503Phantom)等。1.2ctvnd治療32例鼻咽癌首次做適形調(diào)強(qiáng)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(chǔ),參考MRI影像進(jìn)行勾畫,按I-CRU50,62號(hào)報(bào)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(kuò)4mm、3mm得到,CTV1為CTVnx和相應(yīng)高危區(qū)域和淋巴引流區(qū)域,CTV2為下頸部預(yù)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(jì)劃以9個(gè)射束,分別為180°,140°,100°,60°,20°,340°,300°,260°,220°,110個(gè)子野內(nèi),以同期推量調(diào)強(qiáng)放療方式進(jìn)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(guān)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(jì)劃定位CT、勾畫的靶區(qū)、正常保護(hù)器官、設(shè)定的靶區(qū)中心傳到CBCT機(jī)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(jì)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(dāng)三個(gè)方向旋轉(zhuǎn)角度≤2°(當(dāng)大于2°時(shí)需重新擺位)時(shí),確認(rèn)記錄擺位誤差,對(duì)三個(gè)方向任一偏差值大于2mm時(shí),進(jìn)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(jìn)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(dòng)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(zhǔn)確性,本組32例患者的調(diào)強(qiáng)放射治療計(jì)劃均經(jīng)二維矩陣電離室進(jìn)行劑量驗(yàn)證,對(duì)計(jì)劃進(jìn)行相對(duì)和絕對(duì)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(zhǔn))和5個(gè)絕對(duì)劑量點(diǎn)得到驗(yàn)證通過結(jié)果。其中5個(gè)絕對(duì)劑量點(diǎn)的選取分別為中心點(diǎn)、劑量均勻區(qū)、高劑量區(qū)、較低劑量區(qū)、高梯度區(qū),對(duì)固體水與標(biāo)準(zhǔn)水模體進(jìn)行比對(duì),標(biāo)定比對(duì)系數(shù),并且設(shè)定Kuser參數(shù),利用矩陣電離室比對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的絕對(duì)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(gè)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(gè)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(gè)方向不同時(shí)間擺位偏差分布圖示。當(dāng)三個(gè)方向大于2mm時(shí)進(jìn)行位置修正,修正后重新進(jìn)行了116次CBCT掃描,與計(jì)劃CT匹配得到新的三個(gè)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)差和偏差分布范圍見表1。2.2ga基因ga基因計(jì)算用矩陣電離室驗(yàn)證調(diào)強(qiáng)計(jì)劃相對(duì)劑量,對(duì)于單野,Gamma值為88.2%~99.2%,對(duì)于整個(gè)計(jì)劃Gamma值為90.2%~99.7%。絕對(duì)劑量驗(yàn)證主要是對(duì)等中心點(diǎn)、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(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測,共完成160個(gè)點(diǎn)的絕對(duì)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(gè)劑量點(diǎn)劑量偏差情況。3ctv-ptv檢測方法調(diào)強(qiáng)放射治療其獨(dú)特的劑量分布特性,可以有效地保護(hù)正常器官而對(duì)腫瘤組織得以準(zhǔn)確的適形治療。但是,運(yùn)用這種技術(shù)的時(shí)候,放療實(shí)施過程中的微小誤差、靶區(qū)和正常器官的運(yùn)動(dòng)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(yán)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(dǎo),確認(rèn)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(jì)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(dǎo)放療是對(duì)調(diào)強(qiáng)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(shí)修正治療計(jì)劃。本組對(duì)32例鼻咽癌患者,進(jìn)行圖像引導(dǎo)的調(diào)強(qiáng)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(jī)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(biāo)準(zhǔn))計(jì)算不校正CTV-PTV理論的外擴(kuò)邊界和校正后外擴(kuò)邊界分別為(5.5、7.3、5.1)mm、(1.5、2.0、1.9)mm。王瑾等對(duì)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(gè)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(gè)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%)?；颊邤[位的系統(tǒng)和隨機(jī)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(duì)19例患者的85次重復(fù)CT與計(jì)劃CT比較,不同解剖骨性標(biāo)記點(diǎn)在X,Y,Z三個(gè)軸向的絕對(duì)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(jì)算參照四模型參數(shù)VanHerk等提供的方法,求取等中心點(diǎn)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(dǎo),三個(gè)方向CTV-PTV邊界可以從6mm縮小到3mm左右。調(diào)強(qiáng)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(duì)同一個(gè)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(zhǔn)確和精確。故本組分別以矩陣電離室和小電離室(0.16cc)對(duì)靶區(qū)計(jì)劃實(shí)施了絕對(duì)劑量和相對(duì)劑量的驗(yàn)證。在絕對(duì)劑量驗(yàn)證分別采取選取特征劑量點(diǎn)(中心點(diǎn)、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(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測。本組先期采用0.16cc電離室進(jìn)行檢測,擺位過程復(fù)雜、效率低,故采用測量模體(固體水)與校正水模體使用標(biāo)準(zhǔn)劑量儀進(jìn)行比對(duì),得到相應(yīng)修正系數(shù),本組系數(shù)為0.993;并且在每次使用前對(duì)矩陣電離室的Kuser參數(shù)進(jìn)行實(shí)際測量修正(與標(biāo)準(zhǔn)水模體對(duì)照),在計(jì)劃中設(shè)置5個(gè)點(diǎn)與實(shí)際測量中比對(duì)。本組共完成160個(gè)點(diǎn)的絕對(duì)劑量的檢測,其中百分偏差范圍為-3.9%~4.2%。而在相對(duì)劑量驗(yàn)證中,對(duì)模體的擺位準(zhǔn)確和計(jì)劃系統(tǒng)的前期認(rèn)可是保證調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃劑量準(zhǔn)確性的關(guān)鍵,本組對(duì)于單野Gamma值為88.2%~99.2%,對(duì)于整個(gè)計(jì)劃Gamma值為90.2%~99.7%。肖峰等對(duì)80例鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃驗(yàn)證中得到等中心的絕對(duì)劑量有92.5%的病例在5%內(nèi),