在肿瘤放射治疗定位与治疗实施过程中, 病人解剖结构产生差别的主要原因来自:机器校准; 病人摆位、移动和体重变化; 器官充盈和扭动; 呼吸运动和心脏跳动; 剂量引起的肿瘤及正常器官的变化, 如肿瘤或器官的收缩、肺扩张和充盈减少等。而病人解剖结构的三维变化有如:钢体运动; 质量恒定变形运动; 质量变化收缩运动; 质量变化扩张运动。病人解剖结构的时间变化发生在:摆位过程; 呼吸过程; 器官充盈过程; 剂量响应过程; 放疗过程。放射治疗实施过程中个体患者将承担着比放射诊断较大的危险概率:有可能因靶体积剂量严重偏离处方剂量, 造成癌症未能得到应有的控制, 延误病情或者出现并发症反应。因此, 提高治疗实施的准确性和精度是必要的。

1 肿瘤放射治疗过程中的误差

肿瘤放射治疗过程中存在的误差可分为几何误差和摆位误差。几何误差有两种, 一是分次治疗过程中的误差, 主要是指体位的变化器官形状的改变和移动; 二是单次治疗过程中的误差, 主要是指肿瘤和器官的移动。摆位误差是指相对于治疗机器而言, 患者与照射野的位置关系中的所有不确定因素。它包括体位变化:设备误差, 如机架、治疗床、激光灯; 剂量测量误差, 如不同的剂量的测量方法、验证系统; 数据传输误差, 如CT、模拟机、计划系统、加速器之间的传输; 人为因素, 如CT、模拟机、计划系统、加速器的技术员的经验和业务水平等。摆位误差可分为随机误差和系统误差。随机误差是指患者每次治疗时体位重复性的差异, 发生在患者实际治疗期间, 技术员操作、患者的位置保持以及器官的运动, 在每次的治疗中都不一样, 它反映了分次治疗之间的差异, 会导致剂量分布的变化, 进而导致肿瘤局部控制率减少或正常组织并发症的增加^{[1, 2]}。由于患者体位和射野在摆位和照射中的偏移, 造成有一部分组织100%机会在射野内, 有一部分组织100%机会在射野外, 另有一部分组织可能在射野内也可能射野外。假设计划靶区(射野)大小为16cm × 14cm, 体位和射野偏移的范围为8mm。有两种布野办法: ①主管医生估计到这种影响, 将射野由16cm × 14cm扩大到17.6cm × 15.6cm。这意味着照射体积增加。按正常组织耐受剂量随体积变化的关系, 将因照射体积增加而需要减少剂量。如果保持正常组织的损伤与标准野相同, 靶区作者单位:柳州市柳铁中心医院, 广西柳州545007作者简介:林锋(1981~), 男, 瑶族, 广西桂林人, 技师, 从事放疗工作。剂量则应相应减少。这种在设计放疗计划时为确保照射野能够完全包括靶区而额外扩大照射野的方法可能引起较多正常组织受到过量照射, 增加并发症, 而且剂量限制性器官的存在使肿瘤靶区无法达到根治量。②如果不采用扩大野, 仍然用16cm × 14cm射野, 这意味着靶区边缘剂量因体位移动和射野偏移而减少, 造成靶区边缘肿瘤细胞复发率增高。同样, 系统误差亦会造成靶区边缘剂量不准确, 进而导致野内复发率增加^[3]。系统误差是指患者分次治疗时位置和模拟定位时位置之间的差异, 由于机器系统自身的不相符造成的, 如加速器和模拟机不一致, 加速器和模拟定位时有误差等, 只有经常对机器进行质量保证和质量控制, 有可能减少系统误差。有公司为了减少系统误差, 把模拟机和治疗机安装在同一机房, 共用同一张床、同一激光灯。放疗单位不同摆位误差不同甚至相差较大, 同一单位机器不同、体位固定不同、质量保证措施实施不一样, 摆位误差也不同。因此在开展放射治疗时, 每个单位都应该实地测量, 获得本单位的摆位误差, 不管靶区如何运动或变化, 确保靶区始终在计划靶区所包括的范围内, 并获得规定的吸收剂量。

2 机器的校准

对治疗机和治疗辅助设备作好质量保证和质量控制工作, ICRU第24号报告^[4], 总结了以往的分析和研究后指出: "已有的证据证明, 对一些类型的肿瘤, 原发照的根治剂量的精确性应好于± 5% "。亦就是说, 如果靶区剂量偏离最佳剂量± 5%, 就有可能使原发灶肿瘤失控(局部复发)或放射并发症增加。

加速器的测量和校正包括机头旋转中心的测量和校正; 治疗床旋转中心的测量和校正; 机架旋转中心的测量和校正; 加速器等中心的测量; 加速器在三维适形放射治疗应用中等中心的测量。治疗机、模拟机、CT激光定位系统的误差和床面下垂对摆位准确性的影响较大, 体胖者, 床板延伸较大而出现下沉, 对体表标志会产生移位影响。两侧及天花板上的三个激光定位束应相交于一点, 而且此点应与治疗机的旋转中心符合, 同时要利用床面侧向平行移动和垂直上下运动分别检查两侧和天花板上激光定位束的重合度和垂直度。

3 患者合适体位的选择及固定

皮下脂肪的厚度会影响皮肤的位置和皮肤的移动; 皮肤和皮下脂肪层的张力亦会受到肌肉的张力和重力的影响而改变其位置, 因此皮肤的不同张力程度会直接影响患者在CT床上、模拟机床上和加速器治疗上的位置。年龄偏大者, 皮肤比较松弛, 体表表面的照射标志每天位置的重复性较差, 在首次治疗前应向患者讲清楚治疗的方法和过程, 以消除患者的紧张情绪, 让患者在治疗时处于自然放松状态。同时每次治疗应让患者坐正后再躺下, 以避免平躺时上下左右移动导致体表皮肤接触床面而产生牵拉导致的激光标志的移位。年龄偏大者, 身体情况多数较弱, 自控能力差, 往往不能准确地按照定位时的体位重复进行体位固定, 特别是弓背的患者。选择合适的体位, 摆位时合适的体位选择非常重要, 既要考虑到布野的要求, 又要考虑到患者的一般健康条件和每次摆位时体位的可重复性, 根据治疗技术的要求, 借助精确的体位固定技术让患者得到一个较舒适的、重复性好的体位, 同时避免因患者下意识运动而使治疗体位发生变化。治疗体位一旦确定, 要求操作技术人员应严格遵守该体位要求的摆位步骤, 努力减少从定位到治疗的过程中因皮肤、脂肪、肌肉等因素对其位置的影响^[5]。

为了体位的精确固定, 采用立体定位框架, 面膜、体膜、真空垫、腹盆腔固定器等固定, 借助治疗部位上预置的体表多点标志进行体位校正, 为了减少甚至消除体表皮肤弹性对体表标志点与肿瘤位置的相对位置的影响, 采用内置标志点技术, 即将体表标志移至肿瘤内或肿瘤周围。现代放疗技术, 特别是立体定向定位技术的发展, 保证了患者的治疗体位在整个治疗过程中体位的不变性和重复性, 而且能够得到较高的体位固定精度。

4 模拟治疗验证及重新定位

设计好的治疗计划, 应在模拟定位机甚至加速器上进行模拟治疗验证。校对时, 患者的摆位条件如垫肩、加固定器等应与定位和照射时的体位条件相同。如果设计好的计划, 剂量分布虽然满意, 但在具体治疗机上或因患者的具体要求(身体条件), 计划不能执行时, 应该返回治疗计划系统, 重新进行设计, 以适应该机器和患者的要求。模拟定位机除各种机械结构、尺寸参数与治疗用加速器、钴-60治疗机相同外, 其源轴距、源皮距、源托距等都有一定的调节范围, 以便与具体的某台治疗机取得一致, 实现真实模拟^[6]。另外, 模拟定位机的放射源是与透视用X线管球相似的低能量, 可在屏幕上清晰显示病变和重要组织结构在任何照射位置的空间相互关系, 便于直观、清楚地发现不合理的设计参数并及时修改。

肿瘤治疗过程中生理改变引起的肿瘤及正常器官的变化, 如肿瘤退缩(原发灶和/或淋巴)、肺扩张和充盈减少、组织水肿等致靶区/邻近组织结构变化、病人体重下降致躯体轮廓改变等, 所以治疗一段时间后要重新定位。由于体内积液、食物、排泄等因素可能使肿瘤位置发生变化, 需要给予验证以确认治疗设计结果是否还能应用。

5 新技术运用

由于放射治疗是以分次照射方式进行的, 即使有很好的固定技术, 能保证治疗体位的重复性, 但因患者的呼吸和器官运动引起的肿瘤(靶区)及器官(OAR)的移动, 使其偏离调强射野之外, 造成肿瘤的欠剂量或重要器官的过剂量照射。因此, 控制和跟随照射中肿瘤的运动技术应运而生。

第一类是控制等中心移位技术, 它分为在线校位和离线校位。在线校位是指在每个分次治疗的过程中, 当患者的摆位过程完成后, 采集患者二维或三维图像, 通过于参考图像比较, 确定摆位误差, 实时予以校正, 然后实施射线照射。在设计患者的治疗计划时, CTV和PTV之间的间距是根据患者群体的摆位误差和器官运动数据设定的, 但实际上患者个体之间是有差异的。因此应使用个体化的间距。自适应放疗技术出现, 其运用过程是, 从疗程开始, 每个分次治疗时获取患者二维或三维图像, 用离线方式测量每次摆位误差; 根据最初5~9次的测量结果预测整个疗程的摆位误差, 据此调整CTV和PTV之间的间距, 修改治疗计划, 按修改后的计划实施后续分次治疗。

第二类是呼吸门控技术, 它分为被动呼吸门控和呼吸引导自控。被动呼吸门控技术有美国Menmorial Slaon-Kettering Cancer Center开展的DIBH(深呼吸屏气)技术、医科达的ABC技术等, 控制患者某一时段的呼吸, 进行照射。此技术要求患者的配合和治疗前的适当呼吸训练, 同时要求患者能承受适当时间长度的屏气动作。呼吸引导自控技术, 不要求患者屏气, 只检测患者脉冲, 实时地触发和引导治疗机出束照射, 或控制治疗床的运动, 跟随肿瘤(靶区)位置的移动, 如瓦里安公司的实时位置(RPM)呼吸门控技术。

第三类是图像引导放射治疗(IGRT), 它分为CT的时序扫描和治疗机照射的时序控制。因CT扫描和加速器照射时加进了时序因素, 所以此治疗又称为四维放射治疗(4DRT)。它包括四维影像、四维计划设计、四维治疗实施技术三部分。CT的时序扫描截取患者在某一时段内不同时刻的CT扫描序列, 利用三维重建技术, 重建该时段内肿瘤或重要器官的三维图像随时间变化的序列。治疗时, 加速器的控制计算机利用Cone Beam CT获得的肿瘤或重要器官的三维图像与CT序列的三维图像比较后的结果进行实时照射。

6 人为因素

设置放射治疗质量保证机构和负责人, 其主要职责是:组织制定并落实放射射治疗管理制度; 定期组织对放疗设备和人员进行放射治疗检测和监测; 放疗技术员工作看似简单, 却关系到患者的生命, 所担负的责任非常重要, 因此要求技术员加强业务学习、接受专业技术及相关规定的培训, 提高业务和技术水平; 加强责任心, 做到认真、细心, 以提高治疗精确度及重复性, 保证治疗计划能真正按要求实施。