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。
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x0、y0、z0),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x0、y0、z0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。
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x5、y5、z5三个方位平均床值与物理师的计划床值x0、y0、z0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。
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。
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[4] |
张彦新, 戴建荣, 易俊林, 等. 应用EPID分析头颈部肿瘤调强放疗的摆位误差[J]. 中华放射肿瘤学杂志, 2008, 17(1): 39-42. DOI:10.3321/j.issn:1004-4221.2008.01.010 |
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周庆祥, 吕树庄, 翟福山, 等. 千伏级CBCT图像引导椎体肿瘤放疗摆位误差分析[J]. 现代肿瘤医学, 2018, 26(08): 1279-1282. DOI:10.3969/j.issn.1672-4992.2018.08.033 |
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