中国辐射卫生  2012, Vol. 21 Issue (4): 387-388  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2012.04.071

引用本文 

梁广立, 杜武, 蒋胜鹏, 孙建. EPID在宫颈癌调强放疗中的摆位误差分析及质量控制[J]. 中国辐射卫生, 2012, 21(4): 387-388. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2012.04.071.
LIANG Guang-li, DU Wu, JIANG Sheng-peng, SUN Jian. The Position Error Analysis and Quality Control of Electron Portal Imaging Device (EPID) in Cervical Carcinoma Reverse Cancer Intensity Modulated Radiotherapy[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2012, 21(4): 387-388. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2012.04.071.

文章历史

收稿日期:2012-07-15
EPID在宫颈癌调强放疗中的摆位误差分析及质量控制
梁广立 , 杜武 , 蒋胜鹏 , 孙建     
天津医科大学附属肿瘤医院, 天津市“肿瘤防治”重点实验室, 天津 300060
摘要目的 通过电子射野影像系统(EPID)测定和分析逆向调强放疗中的摆位误差, 并依此计算CTV外扩PTV边界的大小。方法 对逆向调强放疗的宫颈癌患者进行摆位误差测定。体位采用热塑成型固定膜固定, 每例患者每周一次于治疗前在加速器上拍摄正、侧位等中心验证片各一张, 与治疗计划系统中的DRR片比较, 计算出摆位误差。结果 经计算得出放疗中心宫颈癌逆向调强放疗的PTV外扩理论边界。结论 通过对摆位误差的分析为放疗中心宫颈癌逆向调强放疗的CTV外扩边界提供了理论依据。确定了CTV到PTV外扩边界的大小, 提出质量控制措施, 使边界外扩数值不断减少, 提高宫颈癌逆向调强治疗水平。
关键词逆向调强放疗    摆位误差    边界    电子射野影像系统    质量保证    
The Position Error Analysis and Quality Control of Electron Portal Imaging Device (EPID) in Cervical Carcinoma Reverse Cancer Intensity Modulated Radiotherapy
LIANG Guang-li , DU Wu , JIANG Sheng-peng , SUN Jian     
Cancer Institute and Hospital Tianjin Medical University, Key laboratory of Cancer Prevention and Therapy, Tianjin 300060 China
Abstract: Objective Through Electron Portal Imaging Device, EPID to detrerming and analysize the position error of intensity modulated radiation therapy and calculate the CTV extended PTV boundary size. Methods Ortholopic and lateral films were tahen before the accelerator for each patient once a week before treatment for verification. Position errors were calcal ated by camparing with DRR films in therapy planning systom. Results The PTV expansion throretical boundary was calculated cancer radiotherqpy intensity modulated radiation therapy. Conclusion Based on the position error analysis CTV expansion boundary provides theoretical basis for radiotherapy centre cervical cancer intensity modulated radiation therapy. Determination of CTV to PTV to expand outside edge, quality control measures help to decrease the boundary extension value decrease ceaselessly thas improve cervical cancer reverse IMRT treatment technique.
Key words: Intensity Modulated Radiation Therapy    Position Error    Electron Portal Imaging Device(EPID)    QA    

放射治疗是宫颈癌治疗的一个重要手段, 努力提高放射治疗增益比是放射治疗的基本目标。逆向调强放疗(IMRT)是一种先进的高精度放射线疗法, 近年来在宫颈癌放射治疗中的应用越来越广泛。在肿瘤临床放射治疗中, 确定了临床靶区(Clinical Target Volume, CTV)以后, 均需要在临床靶区外, 再外扩一定的范围, 形成计划靶区(Planning Target Volume, PTV)[1-3], 此靶区为临床放射治疗中需要照射的区域。因为在放疗中涉及体位固定、CT扫描、数据重建、机器精度、技术员摆位及患者本身人为因素等众多环节, 而每个环节都有可能会对靶区大小有一定的误差影响。在逆向调强放射治疗过程中如何减少摆位误差, 以及在整个放射治疗过程中如何提高每次摆位及患者体位的重复性成为关键。本文通过测量宫颈癌逆向调强放疗(IMRT)摆位误差, 计算出从临床靶区(CTV)到计划靶区(PTV)的外扩边界数据。并通过不断的分析原因, 提出质量控制措施, 使得靶区外扩边界不断缩小并趋于稳定。

1 材料与方法 1.1 一般资料

选取2011年1月至2011年6月, 放疗中心收治的宫颈癌逆向调强放疗患者46例, 经病理诊断均为宫颈癌, 年龄28~76岁, 中位年龄50岁, 全部患者意识清楚, 活动无受限; 临床分期Ⅰ期4例, Ⅱ期21例, Ⅲ期14例, Ⅳ期7例。

1.2 方法

患者均接受逆向调强放疗(IMRT)。体位取俯卧位, 俯卧于MED-TEC全碳纤维俯卧固定架-腹部固定架上。腹部俯卧固定板是专为腹部盆腔肿瘤患者而设计的高级底板, 长度1 150mm, 宽度450mm, 厚度80mm腹部挖空区:中间开孔尺寸:300mm × 250mm。使下腹部的治疗区暴露, 定位时患者上臂上举交叉抱对侧肘关节行俯卧位。使其俯卧于定位板上处于自然舒适的体位, 由2名技术员配合制作热塑成型固定膜, 待热塑膜完全软化好用毛巾吸除水珠后迅速扣在底板上, 患者静卧禁止移动, 技术员迅速用手压热塑膜, 使其与患者身体轮廓紧贴, 待热塑膜冷却5~10min后轻轻拿起, 然后重新扣上, 从而减少由于热塑膜收缩引起的系统误差, 再根据患者肿瘤部位在网膜上标记出大概治疗中心, 并在热塑体膜上前面及两侧选3处激光线"十"字投影处贴上医用胶布, 用mark笔标记并予2.5mm铅珠标记, 然后进行CT扫描, 扫描层厚为5mm, 层距5mm, 扫描后将图像由局域网传到计划设计系统。定位CT图像传到治疗计划系统后, 临床医生进行正常器官及靶区勾画、填写治疗计划, 之后物理师根据临床医生要求设计治疗计划。计划设计完成后, 物理师将计划系统自动生成的DRR通过局域网传输到加速器电子射野影像系统中, 其中含正侧位图像各1张。所有患者在每次治疗前按模拟体位俯卧在MED-TEC全碳纤维俯卧固定架-腹部固定架上, 2名技术员将其体位与模拟定位时体位保持一致, 使治疗机房内形成的3个"+ "字激光及热塑体膜上3个" +"完全重合。治疗前用6MV的X射线能量拍摄0°与90°各1张, 射野面积均为15cm × 15cm, 机器跳数正位片4~6mu (machine monitor unit), 侧位片6~8mu, 分别在DRR图像和EPID图像上勾画出骨性标志, 将所拍摄得的验证片通过EPID电子射野影像系统下电子射野图像与数字重建射线影像(DRR)进行配准比较, EPID系统可计算出每次摆位的三维移动度, 即Z轴(表示前后方向), X轴(表示左右方向), Y轴(表示头脚方向)3个方向的误差值。根据文献CTV-PTV扩边公式(MPTV=2.5Σ+0.7δ)分别计算X轴、Y轴、Z轴3个方向的MPTV值[1-3], 意义是使99%临床靶区至少达到95%的处方剂量。每个患者的系统误差均值用μ表示, 标准差用Σ表示, δ表示随机误差标准差。

2 结果 2.1 摆位误差的测定及分析

46例接受治疗的宫颈癌患者中, 28例拍摄电子射野图像5次, 10例拍摄6次, 8例拍摄7次, 总共拍摄512张验证片即X轴、Y轴、Z轴分别有512个摆位误差测定值, 在所有的测定值中大约88.4%误差值≤3 mm, 96.6%误差值≤5mm。

2.2 总体摆位系统误差、随机误差和Mptv值的估计

46例患者总体摆位误差和MPTV值见表 1, 宫颈癌摆位的偏移主要发生在Y轴(头脚方向)上。

表 1 总体摆位误差和摆位扩边的估计(mm)
2.3 质量控制措施

于每月末由质量控制小组分析误差原因, 提出质量改进措施。放疗中心不断完善提出的质控措施包括:①工作人员首先要有高度的责任心; ②从热塑膜制作以前就对患者进行讲解教育, 以提高患者体位配合; ③严禁热塑膜重复使用; ④热塑膜制作房间于治疗室温度基本相同; ⑤热塑膜制作后在患者体部停留5~10min以后才可拿下; ⑥治疗摆位时要有2位技术员共同参与; ⑦放疗设备与机器参数应定期检测和校对, 确保符合国家相关标准; ⑧体部定位规定扫描层厚为3 mm, 或者低于3 mm; ⑨患者体重明显变化后需重新制作热塑膜, 改野重新定位患者重新制作热塑膜等。

3 讨论

逆向调强放射治疗作为目前宫颈癌的主要治疗方法, 不同的临床分期均可采用。根治性放疗与手术疗效相似。逆向调强放射治疗是一种先进的高精度放射线疗法, 相对常规治疗, 逆向调强放疗对摆位误差的精确度也提出了更高的要求, 摆位误差不但使得高剂量区落在靶区外, 造成疗效减低、肿瘤局部控制率下降, 而且增加了正常组织的照射损伤, 甚至可能引起严重近期及远期并发症[5, 6]。精确放疗成功的关键在于能在提高肿瘤照射剂量的同时有效降低周围正常组织受量, 就要求定位及摆位更加精确。临床上尽管采用了热塑网膜等固定装置, 并且从治疗开始到疗程结束都由固定的2个技术员来完成, 但是摆位误差只能减小不可能完全消除。摆位误差造成了射线路射线所经过的身体轮廓和组织结构及密度发生了改变, 引起了射线照射范围发生了改变, 治疗过程中体内剂量分布和计划系统产生了差异, 影响治疗效果。本组中所有患者每次治疗时摆位都会有所变化。放射治疗过程主要包括两个部分, 即治疗计划的制定和实施。在这两个过程中, 有许多原因可造成摆位误差(系统误差和随机误差)。系统误差与设备有关, 如模拟机扫描误差, 治疗机机械误差, 激光灯的误差等。随机误差与患技术员摆位技术密切相关。因此, 减少放疗过程摆位误差至关重要。本组病例中有4例摆位误差大于5mm, 其中头脚方向3例, 前后方向1例。摆位时患者身体与热塑网膜之间未保持一致是导致头脚方向误差较大的原因。医生勾画靶区时确定CTV到PTV外扩边界大小时, 摆位误差是一个需要考虑的重要因素, 摆位误差在各医院之间, 及不同技术员之间有所差别, 而对肿瘤精确放疗时, 有必要进行实际测量, 通过对摆位误差的分析, 为放疗中心外扩CTV边界提供了理论依据[7, 8]。通过对摆位误差进行分析, 盲目外扩较大的边界固然能大大降低靶区遗漏的可能性, 但会使得周围正常组织受到不必要的照射, 增加放疗副反应, 也使逆向调强放疗的优越性得不到充分的发挥。肿瘤放射治疗是一系列过程的系统工程, 放疗误差可来源这一过程的各个环节, 在实际工作中有完善的制度的质控小组把关, 降低人为因素造成的误差, 不断改进质量控制措施, 使得CTV-PTV间的外扩数值不断减小, 趋于稳定, 在为患者做逆向调强放疗时取得最佳的治疗效果。各个医院影响摆位误差的因素各异, 即使同一个医院由于治疗机及技术员差异, 摆位误差也各异, 因此各个医院应该根据自已实际情况进行摆位误差测定来获得摆位误差。

参考文献
[1]
Prescribing recording and reporting photon beam therapy (Supplement to ICRU report 50)[R].ICRU.Report No.62, 1999.
[2]
Van Herk M, Remeijer P. Lebesque JV.Inclusion of geometric uncertainties in treatment plan evaluation[J]. 1nt J Radiat Oncol Biol Phys, 2002, 52(5): 1407-1422. DOI:10.1016/S0360-3016(01)02805-X
[3]
Mckenzie A, Van Herk M, Mijnheer B. Margins for geometric uncertainty around organs at risk in radiotherapy[J]. Radiotherapy and Oncology, 2002, 62(3): 299-307. DOI:10.1016/S0167-8140(02)00015-4
[4]
Hunt M. The effect of positional uncertatinties on treatment of primary nasopharynx cancer[J]. Med phys, 1989, 16: 456-464.
[5]
郑步宏, 潘建基, 徐鹭英, 等. 骀垫内置标记点法测量鼻咽癌适形放疗摆位误差的研究[J]. 中华放射肿瘤学杂志, 2005, 14(3): 218-221. DOI:10.3760/j.issn:1004-4221.2005.03.023
[6]
Stroom JC, de Boer HC, Huizenga H, et al. Inclusion of geometrical uncertainties in radiotherapy treatment planning by means of coverage probabity[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 1999, 43(4): 905-919. DOI:10.1016/S0360-3016(98)00468-4
[7]
戴建荣, 胡逸民. 电子射野影像系统[J]. 中国医学物理学杂志, 1999, 16(4): 204-208. DOI:10.3969/j.issn.1005-202X.1999.04.002
[8]
胡逸民, 杨定宇主编.肿瘤放射治疗技术学[M].北京: 北京医科大学.中国协和医科大学联合出版社, 1999: 124.