中国辐射卫生  2018, Vol. 27 Issue (4): 339-341  DOI: 10.13491/j.issn.1004-714x.2018.04.013

引用本文 

张扬帆, 毕金玲, 黄勇. 平均床值法摆位技术在颈椎骨转移瘤调强放疗中的应用研究[J]. 中国辐射卫生, 2018, 27(4): 339-341. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714x.2018.04.013.
ZHANG Yangfan, BI Jingling, HUANG Yong. Average values of bed method placement technology in the application of IMRT of cervical vertebra bone metastases[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2018, 27(4): 339-341. DOI: 10.13491/j.issn.1004-714x.2018.04.013.

通讯作者

黄勇, E-mail:hy670716@163.com

文章历史

收稿日期:2018-03-11
平均床值法摆位技术在颈椎骨转移瘤调强放疗中的应用研究
张扬帆 , 毕金玲 , 黄勇     
安徽省合肥市第二人民医院广德路院区肿瘤科, 安徽 合肥 230011
摘要目的 运用千伏级的锥形束CT(cone beam CT,CBCT)图像引导扫描技术,研究平均床值法摆位技术在颈椎骨转移瘤调强放疗中应用的可行性。方法 每位患者总共扫描30次CBCT,记录每次左右方向x、前后方向y、上下方向z三个方向的数值,取前5次CBCT扫描平均值x5=(x1+x2+…x5)/5,y5=(y1+y2+…y5)/5,z5=(z1+z2+…z5)/5,作为日后摆位床值,与物理师的计划床值x0y0z0进行分析,前5次左右方向摆位平均误差Lat5=x5-x0,前后方向摆位平均误差Lng5=y5-y0,上下方向摆位平均误差Vrt5=z5-z0,用前5次摆位误差的平均值表示系统误差,用所有分次的摆位误差的标准差表示随机误差,进行独立t检验。结果 平均床值法摆位技术的系统误差和随机误差无显著性差异(P>0.05),在左右、前后、上下三个维度的误差都 < 0.3 cm,在允许范围内。结论 平均床值法摆位技术运用在颈椎骨转移瘤的调强放疗是可行的。
关键词平均床值    摆位误差    CBCT扫描技术    颈椎骨转移瘤    调强放疗    
Average values of bed method placement technology in the application of IMRT of cervical vertebra bone metastases
ZHANG Yangfan , BI Jingling , HUANG Yong     
Department of Oncology, Guangde Road, Hefei Second People's Hospital, Hefei 230011 China
Abstract: Objective Using KV cone beam CT (cone beam CT, CBCT) image boot scanning technology, to investigate the feasibility of average values of bed method placement technology in intensity modulated radiation therapy (IMRT) for cervical vertebra bone metastases. Methods Each patient was given CBCT scan for 30 times and record the value of three directions each time, including left and right (X)、before and rear (Y)and up and down (Z), take the mean of the previous five times x=(x1+x2+…x5)/5, y=(y1+y2+…y5)/5, z=(z1+z2+…z5)/5, as the value of bed positioning and compare with physicist planned bed value x0, y0, z0. to compute the average upset error, which on X axis is Lat5=x5-x0, Y axis is Lng5=y5-y0, Z axis is Vrt5=z5-z0. Consider the mean of the first five setup errors as the system error and consider the standard deviation of the setup errors in all times as the random error to conduct independent t-test. Results Statistical analysis of system error and random error there was no significant difference (P> 0.05), the left and right, front and back, up and down three dimension error is < 0.3 cm within the allowable range. Conclusion The application of average values of bed method placement technology in IMRT for cervical vertebra bone metastases is feasible.
Key words: The Average Value of Bed    Beam Position Error    CBCT Scanning Technology    Cervical Vertebra Bone Metastases    IMRT    

中晚期肿瘤患者的原发灶经常会远处转移,其中大多数的骨转移会发生在椎体,转移性的椎体肿瘤多数又来源于乳腺和肺。世界上每年约有5万个癌症患者发生椎体转移,其5年存活率不到5%[1]。调强放疗是临床常用的骨转移标准治疗手段,不仅能缓解病痛预防截瘫,还可以使椎体转移灶消失。随着放疗技术的飞速进步,图像引导扫描技术广泛应用于临床,特别是CBCT扫描技术的出现,更是可以实时调整纠正人工摆位的误差,由此放射治疗精确度大大提高。但是常规分割一般都在30次左右,每次都进行CBCT扫描不仅单次的治疗时间会增加,病人疼痛难以耐受,而且30多次的CBCT扫描会给患者增加经济负担。本研究的初衷就是想在保证摆位精度的同时,缩短治疗时间,减少病人的经济负担。

1 材料与方法 1.1 一般资料

选取我科2014.1-2017.12的45例颈椎骨转移瘤放疗患者入组。年龄35~78岁,中位年龄59岁,见表 1。入组的病患只有一个靶区,选用6 MV能量X射线,常规处方剂量30 Gy,单次3 Gy,每日一次,每周五次,病人KPS≧60分,具有较好的自控能力,同时接受时间相对较长的CBCT的扫描。

表 1 入组患者特征
1.2 定位方法

颈椎骨转移瘤患者选用颈肩联合面模,采取仰卧姿势,躺在碳纤维固定板上,选用适合患者生理曲度的头枕,双手自然放于身体两侧,使肩膀尽量下拉。采用美国GE Light Speed 64排螺旋CT进行模拟定位,扫描范围从颅顶皮肤一直到胸骨柄层面。扫描条件为2.5 mm层厚,2.5 mm层间距,管电压120 kV,管电流350 mA,扫描时间4 s,扫描视野一定要包括肩部热塑膜。找到病灶椎体,使用移动式三维激光灯定位到体表,在患者两体侧和前面画上“+”并且贴上铅珠作为三维重建的等中心,然后选用1 mm层厚进行螺旋扫描,用以检查三个参考点是否在同一层面上,如果三个铅珠不能在同一平面显示出来,那么就要重新调整体位直到显示在同一层面上[2],通过医院内网将CT图像传输到Varian Eclipse计划系统,由物理师完成三维重建及CT增强影像或MR影像的融合,由放疗医生勾画靶区及危及器官,物理师根据靶区处方剂量和各危及器官剂量限值,设计调强放疗计划,确定实际照射野与参考中心的关系得出详细坐标(即计划床值,坐标系定为x0y0z0),每个调强计划都包含一个CBCT摆位验证野,用于治疗时摆位验证做相应的图像采集。

1.3 CBCT图像获取及匹配

应用VARIAN-IX型直线加速器进行CBCT扫描。45例患者共行CBCT扫描1350次。扫描参数:CBCT Mode:low-dose head Acquisition Mode: half fan;Reconstruction Volume: 384×384;Slice distance: 2.5 mm; 电压100 kV;电流10 mA;每帧图像获取时间20 ms。机架角度从22°逆时针旋转到178°E,扫描时间大约30s。将kV级CBCT影像与模拟定位CT影像进行匹配,采用灰度密度匹配方法,主要参照物为椎体外轮廓,利用图像分析工具(如运动窗口、分画面等工具),在横断面、冠状面、矢状面使CBCT扫描影像与计划CT相应解剖结构获得最佳重叠,CBCT影像上靶区与放疗医生勾画的靶区GTV、CTV、PTV进行配准,记录每次左右方向x、头脚方向y、上下方向z的床值,然后取前5次CBCT扫描的平均值x5=(x1+x2+…x5)/5, y5 =(y1+y2+…y5)/5,z5=(z1+z2+…z5)/5,作为以后摆位复位的床值,与物理师计划床值x0y0z0做对比,观察左右(Lat)、前后(Lng)、上下(Vrt)摆位平均误差的大小:Lat5=x5-x0,Lng5=y5-y0,Vrt5=z5-z0,若分次摆位误差Lat、Lng、Vrt任何一个数值> 0.3 cm, 则必须加扫CBCT扫描重新摆位验证,若 < 0.3 cm则可直接进行治疗,见图 1

图 1 x轴、y轴、z轴的交叉点0 注:即物理师的计划坐标(x0y0z0),只要平均床值落在这个长宽高各为0.3cm的立方体里就可以直接治疗。
1.4 统计学分析

使用SPSS 19.0统计软件分析数据。患者摆位误差来源于分次治疗摆位过程的系统误差和随机误差,系统误差用前5次摆位误差的平均值表示,随机误差用所有分次的摆位误差的标准差表示,用独立t检验两组摆位误差。

2 结果

入组颈椎骨转移瘤45例,共行CBCT扫描1350次,获取的3个维度平均误差均 < 0.3 cm。放疗前5次利用CBCT影像获得x5y5z5三个方位平均床值与物理师的计划床值x0y0z0无显著性差异(P > 0.05),说明系统误差在可接受范围内;30次CBCT扫描获取的分次摆位误差的标准差亦无显著性差异(P > 0.05),说明摆位随机误差在可接受范围内,结果见表 2

表 2 所有患者三个方向摆位误差结果(cm)
3 讨论

现代“三精”放疗就是以精确定位、精确设计和精确治疗为基准,如何保证多次摆位的重复性、一致性和稳定性,是提高肿瘤局控率,减少副作用和并发症的关键。

本研究结果同江萍[3]对脊柱肿瘤六自由度摆位误差分析得出结果相一致;张彦新等[4]对115例头颈病人的回顾性分析报道在左右、头脚、前后三个方向的误差分别为(1.40±1.27)、(1.34±1.37)、(1.34±1.30)mm,与本研究相一致。周庆祥等[5]对37例椎体肿瘤精确放疗摆位X轴、Y轴、Z轴方向误差分别为(2.69±2.46)mm、(5.37±4.57)mm、(4.02±3.5)mm,本研究结果优于此结果。

放疗中患者的摆位误差受多方面因素影响,出现误差的原因有很多:①热塑膜没有完全冷却就开始CT定位,到了下次治疗时患者带上的热塑膜是完全冷却了的,由于热胀冷缩的原理(冬季尤为突出),热塑膜会缩紧,给病人带来不适,产生形变,导致误差。②体表“+”线画的过粗。我们统一选用0.5 mm细的水笔配合直尺来标记,假如选用过粗的记号笔来标记,难免会在摆位中产生误差。③碳纤维体架没有有效的固定。患者在上治疗床躺下的时候,身体会跟体架接触,由于体架固定不稳,会造成体架的移位,产生误差。④放射治疗师的摆位经验。高年资和低年资的治疗师在放疗摆位和CBCT图像的配准及解剖机构的掌握上都是有差异的,高年资的治疗师明显好于低年资的治疗师[6]。⑤每月对CT机的激光灯和直线加速器的激光灯进行质控校准,保证精度。总之摆位误差是多方面综合因素导致的。利用CBCT图像引导放疗是减少摆位误差的有效手段[7],并且实现在线位置验证和纠正摆位误差[8]

调强放疗已经广泛应用于临床,带有CBCT图像引导的直线加速器越来越普及了,需要做放射治疗的肿瘤病人也越来越多,而放疗机器数量远远不能满足现状[9]。完整做一次CBCT扫描最少也要5 min,对于一些KPS评分低的病人,耐受不了那么长时间,然而做一次治疗最少需要15 min,一个小时也只能做4个病人,如果只有一台加速器一天根本做不完。所以本人认为,在保证精度的前提下,可以利用前5次CBCT扫描获取三个维度的平均床值作为日后摆位的体表标记点,此后每周进行一次CBCT摆位验证的方法是可行的,可大大缩短分次治疗时间,同时又可减轻病人的经济负担。

参考文献
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