2. 柳州市柳铁中心医院
宫颈癌是全球妇女中仅次于乳腺癌的第二个最常见的恶性肿瘤,严重影响妇女的身心健康和生命,在妇科恶性肿瘤中发病率最高。放射治疗是妇科恶性肿瘤的主要治疗方法之一,放射治疗的多种形式如外照射(包括三维适形和调强放射治疗)、腔内照射均在妇科恶性肿瘤的治疗中发挥重要作用,腔内照射配合体外照射的方法已成为宫颈癌放射治疗的原则[1]。但从实际情况来看,腔内照射阴道狭窄、纤维化等放射性损伤严重,放射性直肠炎、膀胱炎分别为20%、9.3%[2]。放疗失败的宫颈癌患者中,70%是盆腔内复发,30%是远处转移; 宫颈癌盆腔内复发患者中,60%为宫旁复发,40%为局部复发[3]。随着电子技术的发展和广泛应用,产生了以CT定位为基础的三维适形放射治疗(Three Dimensional Conformal Radiotherapy,3DCRT)。宫颈癌3DCRT不仅可以得到高精度的肿瘤定位、高精度的治疗计划设计、而且还可以得到高精度的肿瘤治疗。要确保“三精”治疗的实施,除了有严格的质量保证(Quality assurance,QA)和质量控制(Quality control,QC)以外,还要确保从肿瘤定位到治疗计划制定、模拟及确认每天重复治疗的的整个定位、摆位过程中,病人体位的一致。现结合文献对宫颈癌3DCRT摆位的QA及QC等相关知识的研究进行综述。
1 3DCRT摆位误差放射治疗基本上都采用分次治疗模式,一般在3 ~ 7周完成,治疗时病人体位的重复性直接影响治疗的精度和结果。3DCRT摆位是按治疗要求实现射线对病人的相对取向和有关剂量条件,其中射线对病人的相对取向由病人的体位、加速器治疗床的运动及加速器机头或机架的运动来实现的。在ICRU-62报告中,引入了摆位误差(Setup Margin,SM)的概念[4]。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。摆位误差来源于分次治疗摆位过程中系统误差和随机误差,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。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,与技术员操作、患者的位置保持以及器官的运动有关。单位不同摆位误差不同,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。
2 宫颈癌患者3DCRT的过程 2.1 宫颈癌患者3DCRT体位的选择及固定在3DCRT计划执行之前要先选择治疗体位,合适的治疗体位既要考虑到3DCRT布野的要求,又要考虑到病人的一般健康情况和每次治疗摆位的可重复性。病人感到最舒服的体位往往是最易重复的较佳体位,对宫颈癌3DCRT一般采用仰卧位或俯卧位。林原研究发现,宫颈癌术后盆腔放疗,俯卧位比仰卧位摆位误差小[5]。刘兵,曾自力,潘平山等认为,宫颈癌常规放疗俯卧位因摆位误差小而优于仰卧位[6]。邢晓汾,郑亚琴,臧志芳等研究认为,子宫颈癌行IMRT时采用俯卧位能更好地保护小肠[7]。Adli等[8]研究治疗体位对妇科肿瘤调强适形放疗的影响时也发现俯卧位可明显减少小肠照射剂量。
宫颈癌患者的临床检查和治疗方针确定后,让直肠排空、膀胱充分充盈,能有效地保护小肠[9]。患者平静呼吸,俯卧于真空袋上(有条件的单位可用“Index Immobilization”,即“引导孔固定技术”,把固定板和治疗床的坐标联系固定在一起,目前真空垫也有引导孔固定技术。此技术给重复定位带来了较大的方便,方便了模拟和治疗之间患者定位的转移,保证重复定位的精度和方便。目前所有的床面,如常规模拟定位机、直线加速器、CT模拟机等都带有引导孔,较多固定装置可以兼容此技术。),用真空袋固定体位偏差幅度明显减少,其临床应用价值显而易见[10]。前臂弯曲,双手平放,枕于颌下,双腿自然分开约与肩同宽,固定长度从胸部锁骨下缘水平到大腿中段。抽真空时,双腿分开处,技术员用拳头塞入真空袋下将真空袋向上顶,借以固定双腿。用激光灯校正体位,使病人体中轴与床长轴一致,固定病人体位,防止病人因下意识运动而使治疗体位及靶区发生移位,在治疗过程中保持不变或每次摆位都能得到良好的重复,保证病人得到正确的体位。
2.2 患者影像信息的采集 2.2.1 获取病人信息扫描范围,考虑到采用非共面照射,CT扫描的范围应足够大,体部扫描的肿瘤前后各沿长4~5 cm。扫描层厚,一般采用层厚5 mm。增强扫描,浓积在病灶及其同围的造影剂会对剂量计算产生影响,造成计算结果与实际放疗时的剂量分布之间的误差。可把没有增强的CT和已强化的CT融合在一起。画病灶以增强CT为值,治疗时以未增强CT为准。
2.2.2 确定摆位标记找3~5个体位固定不动的点,可以是骨性标记,记录其坐标值。
2.2.3 确定参考标记相对参考系,至少三个以上的点,用针或铅丝等做皮肤标记,作为参考标记点。位置选择遵从下列原则:不因呼吸和器官及组织的运动而变化太大,在模拟机上、CT机上能显像; 对皮下脂肪层较薄的部位,体位固定器与身体形成的刚性较好,皮肤标记可设在体位固定面罩上,对皮下脂肪层较厚的部位,设立皮肤标记使其位移最小,标记点离靶中心位置越近越好,应注意核对校准激光灯的重合准确性、皮肤上贴的标记物和所画的线要重合、在加速器治疗摆位时,两侧参考标记。
2.3 射野等中心的确定与靶区及危险器官轮廓的勾画射野等中心,根据肿瘤的多少及相互关系可确定一个等中心或多个等中心。靶区及危险器官的勾画,临床医生和影像医生在TPS上勾画,确定GTV,当PTV与危险器官轮廓相互重叠的时候,可以适当缩小PTV或危险器官的体积。为了确保危险器官实际受照剂量不超过剂量计算结果,危险器官要考虑器官的移动和摆位误差,加以一定的Margin。
2.4 照射野的设计首先,医生提出对靶区的剂量要求和危险器官的剂量限制。其次,物理师针对要求合理选择射线性质、能量、射野多少、入射方向、组织补偿等。一般体部肿瘤选择15MV X射线。对单一肿瘤4-7个野即可,过多,正常组织受量大,过少,适形度不好。在BEV窗口,射野边界与PTV边缘之间的宽度(block aperture margin)恰当选择。射线能量越大所需aperture margin越小,体部肿瘤采用MLC所需aperture margin取5~10 mm。
2.5 三维剂量计算—数学模型的选择三维计划常常提供了多种三维剂量计算模型,计算模型所考虑的修正因素越多,计算速度越慢,其计算结果与实际剂量分布越相符。剂量分布显示,常用剂量分布显示和观察方式:横断面、矢状面和冠状面的二维剂量分布显示; 三维等剂量面分布显示; DVH; 剂量统计表等。剂量计算完成后通过调整射野权重以改善剂量分布。
2.6 计划的评价与优化评价三维计划的手段有:二维横切面、冠状面、矢状切面剂量分布图; 三维剂量分布; DVH; 剂量统计表。优化手段有:修改射束方向; 修改射野形状; 修改射野权重; 修改射野性质和能量; 修改射野修饰(wedges,compensators)。
2.7 治疗计划文件输出治疗计划文件(计划报告)的内容应包括:患者信息包括患者姓名、年龄、诊断、住院号、定位号等。治疗体位说明包括治疗体位、体位固定方法、摆位说明等。射野参数包括射野等中心参数、射野权重、机架角、光栏角、光栏大小、射线性质及能量、床角等。射野修饰物block或block aperture、MLC、wedge的方向和楔形角等。剂量计算模型。组织不均匀性校正———CT值表。射野BEV数字重建X光片。剂量分布图、剂量—体积直方图、剂量统计表。计划所用软件及射野资料(beam data)说明。计划完成时间、计划参与者。
2.8 验证模拟(verification simulation)计算深度(depth of calculation)验证:计算深度即射野中心轴在体表的入射点到射野中心的距离,等于(SAD-SSD)。在体表可见投影的射野如AP野,在摆位完毕后读出SSD即可验证该野的计算深度是否与虚拟模拟的计算深度相符。射野上下界是否和CT模拟的一样,大致位置是否符合。
治疗计划各项参数的可行性验证:虚拟模拟所设计的各项治疗参数是否可行,需在治疗前进行验证。特别是非共面照射计划,常常可能出现机架角与治疗床或病人身体相撞的情况。故治疗前治疗计划可行性验证是必要的。
上述验证模拟可在治疗机上进行,也可在传统模拟机上进行,建议条件许可的情况下最好在治疗机上进行,因为传统模拟机与治疗机之间存在机械误差,在治疗机上进行验证才是最终验证。
2.9 治疗实施(treatment delivery)治疗开始前,医师、物理师应指导治疗师充分理解治疗过程,如正确的体位固定方法、射野的方向性等,确保各项治疗参数的正确输入和准确执行。物理师和主管医师必须参与第一次治疗,向治疗师说明摆位技巧和摆位质量控制方法,交代摆位和治疗过程的基本要求。治疗开始后应进行每周一次的射野影像检查(weekly portal imaging)以检测摆位误差是否在治疗计划的估计范围之内。剂量监测可及时发现一些重大失误,如忘记组织补偿器的放置或放置方向错误、MU输入错误等。
3 宫颈癌患者3DCRT摆位误差的产生治疗摆位过程,可能产生两类误差:随机误差和系统误差。随机误差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。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。宫颈癌常规放疗中,假设计划靶区(射野)大小为16 cm × 14 cm,体位和射野偏移的范围为8 mm。有两种布野办法: ①主管医生估计到这种影响,将射野由16 cm × 14 cm扩大到17.6 cm × 15.6 cm,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16 cm × 14 cm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[11]。
由于摆位误差的存在,应扩大CTV的边界,即PTV,使99%的CTV受到95%的处方剂量,Stroom等指出从CTV到PTV边界至少为2∑ + 0.7σ[12]。Mock指出在妇科恶性肿瘤盆腔放射治疗中,CTV到PTV的边界1 cm是安全的[13]。
放疗过程中能对放疗靶区精确度产生影响的因素很多,除系统固有误差外,摆位误差,人体器官的不自主运动和不同的充盈状态引起的移位,治疗中肿瘤体积的变化等是引起放疗误差的常见原因。宫颈癌由于膀胱、直肠不同的充盈状态都可以引起肿瘤的移位。宫颈癌照射误差可能与以下因素有关:腹式呼吸; 肥胖者体型变化; 皮肤体表标志线描绘的差异,有的画线粗、有的画线细,有的医生、技术员以画线内界为准、有的医生、技术员以画线外界或中线为准; 技术员的视觉误差; 患者双腿的间距; 患者身体轴线的扭曲等。因患者或体内器官运动和摆位时允许的误差不超过8 mm[11]。
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,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。
据国外调查,大约有10%~20%的病人摆位可能产生大于10 mm的误差。而通常射野边界的余量也只有10 mm,因此可以说这就是所能容忍的限值。按规定允许5mm摆位误差的话,则有29%的病人需要调整,这是一个较大的比例[14]。从而产生对摆位需作拍片验证的要求。
4 宫颈癌患者3DCRT人为因素放射治疗是一个需要团队合作的、复杂的精确技术,它对治疗精度要求高,摆位重复性要求严。如何提高团队的质量保证和质量控制意识,训练有素的团队是治疗成功与否的关键。该团队包括医师、护士、物理师、技术员等,一定要加强责任心,做到认真、细心,精确度高,重复性好,做好全程的质量控制和质量保证,病人主管医师、物理师应参加第一次摆位和治疗,以后的摆位、坐标验证和治疗必须保证两位技术员同时摆位操作,使治疗方案能准确无地实施。如在使用体模板固定时,因为体模板跟治疗床没有固定连接,所以摆位过程中只能通过3个圆孔里外两组标记线强调体模跟身体的完全吻合,不考虑床值问题,过程相对简单,又可节省时间,但在临床使用过程中会出现许多问题。第一,在扣完膜体后,发现患者一侧体板稍微翘起,左右升降水平线与激光灯不一致; 第二,有时由于左右两个开孔处皮肤不与体模相贴,技术员不能同时观看两孔与皮肤的距离,不能仅从上方的圆孔确定患者相对体膜板的左右对称。虽然可以在摆位中还原体模与体模板的原有连接,但由于身体一侧对体模的挤压导致两侧水平标记线高低不一。第三,对于脂肪较多的患者,搬动病人时会带动体模板的位移,再次调整又会导致皮肤的牵拉,反复调整浪费时间。第四,在摆位中,若病人起初位置躺的左右偏移,技术员习惯于在尽量少平移病人并保证标记线吻合的情况下,平移体模跟体模板的连接扣。由于每组扣之间距离固定,导致患者实际相对于体板的左右偏差不确定产生误差。因此,技术员在定位和摆位时,不能仅从视觉上保证体板的左右对称。在体模板的左右方向的中间处上下两端标记两点,在患者上床之前通过激光灯调整体板相对于激光灯的绝对对称。在摆位过程中,首先调整身体前方十字线与激光灯一致,以此保证人体相对于激光灯的左右对称,从而达到人体跟体模板的相对对称。在保证体模板和人体相对对称的前提下,扣体模时上下左右分别对称按压连接扣,尽量减少由于受力不均产生的皮肤牵拉。一名技术员搬动病人时,另一名技术员应按住体板,防止位移。近年来随着放射治疗的不断发展与成熟,技术员的摆位精确性越来越受到重视。在整个放射治疗的过程中,摆位精度起着重要的作用,这个过程直接影响到治疗的效果,再好的治疗方案,由于摆位照射质量差、误差大,结果增加了并发症,影响了疗效和生存质量,因此技术员在治疗摆位中,应做到人机互动,保证治疗准确无误。
5 结论综上所述,对于那些使用高能X射线来治疗癌症病人的物理师、医师和治疗师团队来说,肿瘤是动态的、难以捉摸的。肿瘤可以伴随着身体功能运动而连续运动和形变,例如呼吸运动、器官充盈,它们能够在治疗过程中表现为移位、收缩或增大。放疗的目的是尽可能对这些运动着的目标实施打击,同时严格限制对周围健康组织的照射。随着精确放射治疗的发展,体位的选择及固定,对放疗技术员的操作提出了更高的要求,摆位越来越重要,理想的摆位是偏差越小越好,精确度高,重复性好。本文通过分析宫颈癌三维适形放射治疗摆位的质量保证及质量控制等相关知识; 研究改善摆位误差的方法,为科学、准确、有效地减少摆位误差提供重要依据; 以便较好地处理好肿瘤组织和周围正常组织间的剂量关系,使肿瘤得到最大限度的局部控制而周围正常组织和器官的放射性损伤最小,提高疗效。为了提高摆位的准确性和科学性,应在总结以往经验的基础上,建立“较好的”质量保证和质量控制体系,规定保证“较好的”体系得以严格执行的措施(QC),以减少或消除摆位在肿瘤治疗过程中的差错和不确定性,使摆位达到QA规定的允许限度内。需要强调的是:在三维适形放射治疗和调强适形放射治疗的临床实施中,除摆位误差外,病例的选择、放疗前肿瘤范围的确定、对亚临床病变和微转移病灶的探测等诸多方面的因素决定着治疗的成败[15]。
[1] |
于金明, 殷蔚伯, 李宝生. 肿瘤精确放射物理学(上卷)[M]. 济南: 山东科学技术出版社, 2004: 1247-1248, 1260-1275.
|
[2] |
陈昆田, 何智纯, 曹新平. 近距离放射治疗宫颈癌(ⅡⅢ)期的远期疗效[J]. 中华肿瘤放射学杂志, 1996, 5(12): 237-239. |
[3] |
殷蔚伯, 谷铣之. 肿瘤放射治疗学[M]. 3版. 北京: 中国协和医科大学出版社, 2003: 902-922.
|
[4] |
ICRU. Prescribing, recording, and reporting photon beam theraphy (Supplement to ICRU Report 50)[J]. ICRU Report No. 62, 1999.
|
[5] |
林原.宫颈癌术后盆腔三维适形与调强放射治疗的研究[D].上海: 复旦大学, 2006.
|
[6] |
刘兵, 曾自力, 潘平山, 等. 宫颈癌常规放疗最佳体位的研究[J]. 医疗卫生装备, 2012, 33(6): 63-64. DOI:10.3969/j.issn.1003-8868.2012.06.026 |
[7] |
邢晓汾, 郑亚琴, 臧志芳, 等. 子宫颈癌常调强放射治疗中不同体位的剂量学研究[J]. 肿瘤研究与临床, 2010, 22(2): 115-117. DOI:10.3760/cma.j.issn.1006-9801.2010.02.014 |
[8] |
Adli M, Mayr NA, Kaiser HS, et al. Dose prone positioning reduce small bowel dose in pelvic radiation with intensity modulated radiotherapy for gynecologic cancer[J]. Int J Radiant Oncol Biol Phys, 2003, 57(2): 230-238. |
[9] |
Kim TH, Chie EK, Kim DL, et al. Comparison of the belly board device method and the distended bladder method for reducing irradiated small bowel volumes in preoperative radiotherapy of rectal cancer patients[J]. Radiant Oncol Biol Phys, 2005, 62(3): 769-775. DOI:10.1016/j.ijrobp.2004.11.015 |
[10] |
王巍. 负压真空垫对精确放疗体位固定的影响[J]. 医疗卫生装备, 2008, 29(5): 91-92. DOI:10.3969/j.issn.1003-8868.2008.05.041 |
[11] |
胡逸民. 肿瘤放射物理学[M]. 北京: 原子能出版社, 1999: 615-616.
|
[12] |
Stroom J C, de Boer J C, Huizenga H, et al. Inclusion of geometricaluncertainties in radiotherapy treatment planning by means of coverage probility[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 1999, 43(4): 905-919. DOI:10.1016/S0360-3016(98)00468-4 |
[13] |
Mock U, Dieckmann K, Wolff U, et al. Potal imaging based definition of the planning target volume during pelvic irradiation for gynecological malignancies[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 1999, 45(1): 227-232. DOI:10.1016/S0360-3016(99)00140-6 |
[14] |
杨兴纲. 新概念放疗物理[M]. 杭州: 西泠印社出版社, 2004: 189.
|
[15] |
王迎选, 王所亭. 现代立体放射治疗学[M]. 北京: 人民军医出版社, 1999: 37:233-234, 257-283.
|