頭頸部腫瘤調強放療探討論文

1、頭頸部腫瘤調強放療探討論文 【關鍵詞】頭頸部腫瘤；擺位誤差；電子射野影像裝置；數(shù)字重建圖像【Abstract】AIM:Tomeasurethesetuperrorintheintensitymodulatedradiationtherapy(IMRT)forheadneckneoplasms,andtoanalyzethemarginbetweentheclinicaltargetvolume(CTV)andplanningtargetvolume(PTV).METHODS:Seventysixpatientswithheadneckneoplasmswerechoosedatrandom.T

2、heportalfilmswerescreenedusingtheelectronicportalimagingdevice(EPID),andtheerrorwasanalyzedthroughcomparingtheportalfilmwiththedigitallyreconstrucedradiographs(DRR)inthetreatmentplanningsystem(TPS).RESULTS:Thesetuperrorswere(-0.621.46)mm,(-0.411.54)mm,(-0.311.67)mmandthemarginswere2.27mm,1.87mm,1.98

3、mminlateral,cranialcaudalandventraldorsaldirectionsrespectively.CONCLUSION:ForthepatientswithheadneckneoplasmsundergoingtheIMRT,themarginsbetweentheCTVandthePTVshouldbe2.5mminthelateraldirection,and2mmincranialcaudalandventraldorsaldirections.Moreover,withthetreatmenttimegoesby,theerrorvariedirregul

4、arly.【Keywords】headandneckneoplasms;setuperror;electronicportalimagingdevice(EPID);digitalreconstructedlyradiograph(DRR)【摘要】目的：測定頭頸部腫瘤在調強放射治療中的擺位偏差，分析計劃設計中從臨床靶區(qū)（CTV）到計劃靶區(qū)（PTV）的外擴邊界.方法：隨機抽取76名頭頸部腫瘤患者，在治療時用電子射野影像裝置（EPID）拍攝射野片，將射野片和計劃系統(tǒng)中的數(shù)字重建射野（DRR）圖像片進行誤差比較.結果：在左右、頭腳、腹背方向的擺位誤差分別是(-0.621.46)mm，(-0.411.

5、54)mm，(-0.311.67)mm，外擴邊界分別是2.27mm，1.87mm，1.98mm.結論：對于頭頸部調強治療的患者，CTV到PTV的外放邊界在左右方向需要2.5mm，頭腳方向和腹背方向需要2mm.并且隨著治療時間的遞進，擺位誤差沒有規(guī)律性的變化.【關鍵詞】頭頸部腫瘤；擺位誤差；電子射野影像裝置；數(shù)字重建圖像0引言放射治療過程中患者的擺位偏差是影響精確治療的關鍵因素，越是精確的放射治療，對照射體位和照射野的準確性要求越高.了解擺位偏差的大小和來源對減少擺位偏差和確定照射野合適的外放邊界是非常有意義的.本研究對電子射野影像裝置(electronicportalimagingdevice

6、,EPID)拍攝的患者治療射野圖像與計劃系統(tǒng)所生成的數(shù)字重建射野圖像（digitalreconstructedradiography,DRR）進行了比較,對調強放射治療（intensitymodulatedradiationtherapy,IMRT）的頭頸部腫瘤的擺位偏差進行測量和誤差分析，并且計算出計劃設計時從臨床靶區(qū)（clinicaltargetvolume,CTV）到計劃靶區(qū)（planningtargetvolume,PTV）的外擴邊界的具體數(shù)值.1材料和方法1.1材料200411/200509隨機抽取江蘇省腫瘤醫(yī)院放療科住院患者76例，年齡468（中位45）歲，其中鼻咽癌57例，頭頸部

7、腫瘤19例，包括喉癌、腦瘤、腮腺瘤等.熱塑面罩及底板，比利時Orfit公司產品；MX8000螺旋CT，荷蘭Philips公司產品；放療專用激光系統(tǒng)，德國Lap公司產品；23EX醫(yī)用直線加速器(配備120葉多葉光柵)，Eclipse治療計劃系統(tǒng)，模擬定位機，PortalVisionTM型電子射野影像裝置，圖像分析軟件Vision6.1均為美國Varian公司產品.1.2方法1.2.1采集圖像時間設置76例患者共獲取了147組數(shù)據(jù).患者調強治療的時間分布是1wk照射5次，1次/d，休息2d，共計32次治療.患者第1次治療時醫(yī)生參與擺位，核對體位的準確性，每人第1次治療都拍射野片，總共有76組第1次

8、的數(shù)據(jù)；其中8例患者在放療的同時還進行化學治療，體質量變化比較大，每周都拍1次射野片，每人有7組的數(shù)據(jù)；其中6例患者同時進行放化療，體質量變化不大，每隔10d拍1次射野片，每人有4組的數(shù)據(jù)；其中5例患者也同時進行放化療，但體質量幾乎沒有變化，所以只在治療第1次和最后1次拍射野片，每人2組數(shù)據(jù).其余患者只進行放射治療，只拍攝第1次治療的射野片.1.2.2圖像獲取和比較DRR圖像是誤差比較的基準，在做定位CT時，掃描范圍從頭頂部到鎖骨下端下3cm4cm，以層厚5mm，層距5mm平掃，通過網絡系統(tǒng)將圖像傳輸?shù)接媱澫到y(tǒng)中.治療計劃完成后，設計和治療野同中心的驗證野，正前野和左側野，大小15cm15cm

9、，每個野分別設置為骨窗和軟組織窗的效果，得到DDR圖像存儲到圖像工作站上.EPID圖像是誤差比較的參考圖像，在加速器治療時，出束前通過放療網絡系統(tǒng)調出驗證野計劃，設置機器跳數(shù)為2Mu，劑量率調整到100Mu/s，設置機架為0度和90度，啟動EPID裝置，出束拍下射野圖像，存儲到圖像工作站中.用圖像處理軟件Vision6.1對圖像進行分析，在每個患者的文件目錄下，存儲了DRR圖像和EPID圖像.在系統(tǒng)中設為兩個窗口，一個放置重合在一起的圖像，另一個放置EPID圖像.按照射野邊界匹配兩幅需要比較的圖像，使得兩幅圖像基本吻合.在EPID圖像中勾畫比較明顯的骨性解剖標記點，例如，在正野圖像中勾畫鼻中隔

10、、眼眶等，在側野中勾畫蝶竇、枕骨、椎體前弓、后弓、椎體后緣等.在重合的兩副圖像中就顯示所勾畫的標記點，比較EPID圖像中解剖標記點和DRR圖像中相應解剖點的位置差異，就得到該平面二維方向上的位置偏移.1.2.3擺位誤差的分析擺位偏差來源于分次治療擺位過程的系統(tǒng)誤差和隨機誤差，用所有誤差的平均值表示系統(tǒng)誤差，用所有誤差的標準差表示隨機誤差1.分析誤差數(shù)值時采用國際輻射單位及測量委員會（ICRU）62號報告2中的坐標系，采用矢量表示各方向上的偏移，分別是X（lateral）表示左右方向，左方向為正，Y(cranialcaudal)表示頭腳方向，頭方向為正，Z(ventraldorsal)表示腹背方

11、向，腹方向為正.使用統(tǒng)計軟件Spss10.0進行數(shù)據(jù)分析.2結果2.1擺位誤差的計算統(tǒng)計分析的誤差中X，Y，Z分別代表了左右，頭腳，腹背方向的誤差數(shù)值，其中第1組數(shù)據(jù)表示76例患者第1次治療時的EPID片和DRR片比較的誤差，第2組數(shù)據(jù)表示所有的測量數(shù)據(jù)除去第1次測量數(shù)據(jù)后的EPID片和DRR片比較的誤差，第3組數(shù)據(jù)表示所有的測量數(shù)據(jù)的EPID片和DRR片比較的誤差.正負號表示其矢量性（表1）.表1所有患者統(tǒng)計分析的擺位誤差數(shù)值對8例患者統(tǒng)計分析結果（圖1），每隔1wk進行1次拍片，共32次治療，每人有7組數(shù)據(jù)，將8例患者的第1次到第7次的數(shù)據(jù)分別進行分析，得到每次治療時的xs.X，Y，Z分別

12、代表左右，頭腳，腹背方向的誤差數(shù)值；每幅圖中的點表示每次的平均值，豎線表示（xs）.2.2CTV和PTV間應擴邊界的計算Stroom等3采用DVH和靶區(qū)覆蓋可能性分析,指出為保證至少95%的劑量包含99%體積的CTV，CTV到PTV邊界至少應為（20.7）mm（其中數(shù)據(jù)取正值，不帶有方向性），用表1中第3組所有的誤差測量數(shù)據(jù)進行計算，得到X2.27mm，Y1.87mm，Z1.98mm.3討論ICRU50號報告提出光子線照射的靶體積概念,主要包括實體腫瘤區(qū)(grosstumorvolume,GTV),CTV和PTV4.ICRU62號報告又對此進行了補充,指出PTV是一個集合概念,指所有可能幾何變

13、化所確定的,使由此所設定野的大小和分布能使CTV獲得規(guī)定劑量的容積,包括CTV本身、照射中患者器官移動(internaltargetvolume,ITV)以及由于日常擺位不確定引起的治療中靶位置和靶體積變化(setupm12argin,SM)等因素引起的擴大照射的組織范圍2.對采用適形放療、使用多葉光柵的患者,其照射野中心移位誤差嚴格控制在3mm以內5，說明設備的精度很高；而隨機誤差在1mm左右，說明每次擺位的重復性高.結果表明擺位所帶來的偏差主要來源于隨機誤差.從表1數(shù)據(jù)可看到，單方向誤差3mm的在10%以內，只有極個別的幾個數(shù)值超過了5mm.本研究是對頭頸部腫瘤進行研究，調強治療屬于精確治

14、療，對擺位的要求很高，若拍片時發(fā)現(xiàn)誤差3mm，就到模擬機重新核實，保證體位一致性，確保治療效果.通過圖1可以發(fā)現(xiàn)，三個方向的系統(tǒng)誤差和隨機誤差沒有隨著治療時間的遞進，逐漸變大或是變小，沒有規(guī)律性的變化.分析原因可能是對于有的患者，在治療過程中體質量減輕，導致面罩不能很好的和身體保持一致，帶來擺位的不準確，但有些患者體質量沒有變化，并且在治療過程中始終保持體位的精確性，這樣誤差就很小.頭頸部腫瘤的調強治療中，靶區(qū)和危及器官之間很鄰近，照射靶區(qū)的精確性是療效的保障.我們使用EPID驗證系統(tǒng)，進一步提高了擺位的精度，保證靶區(qū)得到高劑量而周圍關鍵器官受到保護，這對于局部控制率的提高和并發(fā)癥發(fā)生率的降低

15、都有很重要的作用.【參考文獻】1戴建榮.射野影像系統(tǒng)A/胡逸民.腫瘤放射物理學M.北京：原子能出版，1999:463-466.2CommissiononRadiationUnitsandMeasurements(ICRU)R.Reports62.ICRUPublications，1999:1097-1120.3StroomJC,BoerHC,HuizengaHK,etal.Inclusionofgeometricaluncertaintiesinradiotherapytreatment，planningbymeansofcoverageprobabilityJ.RadiatOncolBiolPhys,1999,43(4):905-919.4Inte