肺部肿瘤快速旋转调强治疗分次间位置不确性分析.pdf

甘肃医药 2023 年 42 卷第 8 期Gansu Medical Journal，2023，Vol.42，No.8随着肿瘤放射治疗图像引导技术的不断进步，利用各种影像引导设备进行位置验证基础上的剂量准确已经较为普遍的实现了精准放射治疗。目前瓦里安的快速旋转调强放疗（RapidArc）是较为先进的方法，结合机载的千伏级 CBCT 可实现患者治疗过程中的位置校正。由于分次间可能存在患者身体消瘦、摆位误差、器官位置的变化及女性胸部乳腺的结构特点从而难以确保治疗在容许的误差范围内传输计划的剂量分布，因而使用图像引导的 RapidArc 治疗对于患者的生存和预后变得尤为重要1-2。本文回顾性分析30 例肺部肿瘤患者共计 643 次治疗前的 CBCT 位置信息，通过评估 IFPU 在空间八个卦限中的分布探究移动靶区精准摆位的实施依据。1资料与方法1.1一般资料选取 2019 年 1 月至 2022 年 3 月在甘肃省人民医院行 CBCT 引导的 RapidArc 肺部肿瘤患者 30 例，其中男性 21 例，女性 9 例，年龄 33耀74 岁，中位年龄 59 岁。仰卧位热塑体膜固定，共计治疗前CBCT 扫描 643 次。所有患者无放疗禁忌。1.2CT 模拟定位及靶区定义30 例肺部肿瘤患者平静呼吸双上臂交叉上举抱头仰卧于碳纤维固定板上，热塑体膜固定。PHILIPS 大孔经螺旋 CT 模拟定位机下静脉增强后采集图像，扫描范围为肿瘤靶区中心上下各10 cm，层间距 0.5 cm。扫描结束将图像传输至 Eclipse13.6.23.治疗计划系统后3，医师依据 ICRU50 号报告在 CT 图像上勾画大体肿瘤区域/临床靶区（gross tumorvolume/clinical target volume，GTV/CTV），可能存在的阳性淋巴结（GTVnd）、淋巴引流区（CTVn）和危及器官4。勾画完成后将 CTV 均匀外扩 0.5 cm 形成计划靶区（planning target volume，PTV）。处方剂量为 5060 Gy，分割次数 2533 次。首程放疗脊髓限量臆45 Gy，食管、心脏和肺的剂量体积限量应符合临床要求，监控剂量热点不要落在靶区以外的肺组织上5。1.3计划设计与实施所有患者均使用 Eclipse 治疗计划系统设计两个或多个非零准直器角度的共面全弧或多部分弧 RapidArc 计划，6 MVFFF 射线，剂量率800MU/min 或 1200MU/min，光子优化（photonoptimiza原tion，PO）算法生成每个照射弧的控制点确定 MU、MLC叶片的位置及机架角度，优化完成后剂量计算采用各向异性解析算法，计算网格 0.25 cm伊0.25 cm伊0.25 cm。由主任医师和物理师共同确认计划后，采用 PTW 公司的 Octavius 729 电离室探测器配合旋转模体进行剂量验证，验证结果符合临床要求后由 Varian EDGE加速器实施治疗。1.4CBCT 图像采集和配准采用 EDGE 加速器机载的 kv 级影像引导系统获取患者分次治疗前的 CBCT图像。CBCT 图像与定位 CT 图像首先进行自动配准，对配准结果不满意再行手动配准6，直到胸椎的骨性解剖结构在水平、冠状和矢状面上取得最佳重叠为止7。最终配准结果由一名副主任以上的医师和主管医师共同确认后，操作技师记录患者治疗与计划等中心位置第一作者：马晓春，女，主管技师，从事放射治疗工作通信作者：欧阳水根，男，副主任医师，从事放射治疗工作。E-mail：肺部肿瘤快速旋转调强治疗分次间位置不确性分析马晓春1郭逸潇1杜文1蔡宏懿1欧阳水根21.甘肃省人民医院，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省肿瘤医院，甘肃 兰州 730050【摘要】目的：采用瓦里安 EDGE 加速器机载的锥形束 CT（CBCT）获取肺部肿瘤快速旋转调强（RapidArc）治疗分次间摆位误差值，探究位置不确定性（IFPU）在空间八个卦限中的分布规律，为移动靶区的精准摆位和治疗提供参考。方法：回顾性选取 2019 年 1 月至 2022 年 3 月于甘肃省人民医院行 RapidArc 治疗的肺部肿瘤患者 30 例，其中男性 21 例，女性 9 例，使用热塑体膜仰卧位固定，采用CBCT 获取所有患者治疗前共计 643 次位置信息。结果：IFPU 偏向分布卦限次数最大为：10.64依3.95、6.10依2.55 和 2.87依1.37；百分比最大为（%）：45.72依14.61、25.82依8.4 和 11.97依4.69。结论：肺部肿瘤患者 IFPU 并非均匀分在 8 个卦限中，而是集中分布在域和芋卦限中，可能造成治疗计划实际传递剂量整体向该卦限方向偏移。监测肺部肿瘤个体化 IFPU 的动态变化，预测未来放射治疗阶段可能偏向的卦限并进行适当的干预，需进一步探索。【关键词】肺部肿瘤；快速旋转调强；锥形束计算机断层；位置不确定性；卦限中图分类号：R734.2文献标志码：A文章编号：1004-2725（2023）08-0710-04710甘肃医药 2023 年 42 卷第 8 期Gansu Medical Journal，2023，Vol.42，No.8表 130 例肺肿瘤患者 IFPU（cm）图 230 例肺肿瘤患者 643 次 CBCT 扫描三维方向 IFPU 分布散点示意图在左右（x）、头脚（y）、前后（z）方向上的误差值8。当与治疗等中心距离（空间 2 点间的距离等于 3 个方向误差值平方和的平方根，取正值）逸0.3 cm，移动治疗床校正后治疗。将统计的所有患者位置信息按照CBCT 的坐标值与空间立体坐标对应的卦限进行归类，分别统计每例患者玉至峪八个卦限的偏向分布频数和百分比，偏向分布卦限频数百分比=卦限频数/CBCT 次数伊100%，并对卦限中的最大值进行统计。1.5卦限的定义本研究使用了数学中直角坐标系的概念，在空间立体几何中，由相互垂直的坐标轴 x轴、y 轴、z 轴，把整个空间划分成八个部分，其中每一部分称为一个卦限（Octant）。含有 x 轴正半轴、y 轴正半轴、z 轴正半轴的卦限称为第一卦限，其他第二、三、四卦限，在 xoy 平面的上方，按逆时针方向确定。在第一、二、三、四卦限下面的部分分别称为第五、六、七、八卦限，八个卦限分别用字母玉、域、芋、郁、吁、遇、喻、峪表示，见图 1。1.6统计学方法采用 SPSS 19.0 进行数据分析。IFPU 数据采用 Kolmogorov-Smirnov 行组内正态性检验，性别组 IFPU 采用 Pearson 检验。个体化 IFPU 偏向8 个卦限最大前三频数及百分比用（x依s）表示，不符合正态分布的用中位数（四分位数）M（Q1，Q3）表示。P约0.05 为差异有统计学意义。2结果2.1患者性别、年龄因素与分次间位置不确定性30例肺肿瘤患者 643 次 IFPU 误差值和标准正态分布比较，男性与女性 x 轴差异有统计学意义（Z=0.061，P约0.001），y 轴和 z 轴差异无统计学意义（P跃0.05）。30例肺肿瘤患者男、女年龄差异无统计学意义（P跃0.05）。2.2IFPU 统计图 2 为 643 次 CBCT 扫描得到的IFPU 空间分布图，正负号表示其矢量性。x 轴方向男性患者结果为-0.04（-0.22，0.13）cm，女性为-0.09（-0.22，0.07）cm；y 轴方向男性患者结果为-0.1（-0.47，0.26）cm，女性患者结果为-0.23（-0.54，0.12）cm；z 轴方向男性患者结果为-0.07（-0.42，0.22）cm，女性患者结果为-0.1（-0.45，0.31）cm。对于偏移等中心距离，男性患者结果为 0.69（0.45，0.89）cm，女性患者结果为 0.76（0.48，0.99）cm。CBCTIFPU以等中心为圆心呈椭圆球形分布（图2）。不同性别 IFPU（表 1）结果在 x、y 和 z 轴方向比较表明 y轴差异有统计学意义（P=0.008），其他两个方向差异无统计学意义（P跃0.05）。2.3IFPU偏差分布立体坐标 8 个卦限统计 643 次CBCT 肺肿瘤患者个体化偏向分布卦限频数及百分比见表 2。偏向分布卦限频数最大前五分别是 21、18、16、图 1空间直角坐标系中八个卦限分布示意图方向性别CBCT 次数M（Q1，Q3）极小值极大值Px 轴方向男449-0.04（-0.22，0.13）-0.840.720.061女194-0.09（-0.22，0.07）-0.700.89y 轴方向男449-0.10（-0.47，0.26）-1.821.480.008女194-0.23(-0.54，0.12）-1.911.30z 轴方向男449-0.07（-0.42，0.22）-1.741.500.923女194-0.10（-0.45，0.31）-1.891.29偏移等中心距离男4490.69（0.45，0.89）0.062.290.105女1940.76（0.48，0.99）0.022.38吁芋域郁玉遇喻峪XZYO711甘肃医药 2023 年 42 卷第 8 期Gansu Medical Journal，2023，Vol.42，No.8注：*表示肺肿瘤患者个体化 IFPU 在 8 个卦限分布中最大频数和百分比15和14，偏向分布卦限频数百分比前五最大分别78.95、75.00、72.00、64.00、62.50。30 例肺肿瘤患者个体化IFPU偏向分布卦限次数和百分比最大前三结果显示：最大次数及百分比分别为 10.64依3.95 和 45.72依14.61；第二大次数及百分比为 6.1依2.55 和 25.82依8.4；第三大次数最大数及百分比为 2.87依1.37 和 11.97依4.69。患者编号CBCT 次数玉域芋郁吁遇喻峪1304（13.33）4（13.33）8（26.67）*2（6.67）2（6.67）5（16.67）5（16.67）02253（12.00）1（4.00）003（12.00）9（36.00）*5（20.00）4（16.00）3803（37.50）5（62.50）*000004125（41.67）*002（16.67）3（25.00）002（16.67）520002（10.00）1（5.00）1（5.00）2（10.00）8（40.00）*6（30.00）6201（5.00）01（5.00）4（20.00）1（5.00）1（5.00）3（15.00）9（45.00）*72306（26.09）4（17.39）005（21.74）8（34.78）*0（0.00）8305（16.67）4（13.33）1（3.33）09（30.00）*4（13.33）1（3.33）6（20.00）92503（12.00）00016（64.00）*5（20.00）1（4.00）10281（3.57）0021（75.00）*0006（21.43）112801（3.57）10（35.71）2（7.14）0014（50）*1（3.57）12223（13.64）009（40.91）00010（45.45）*133003（10.00）14（46.67）*00013（43.33）0142607（26.92）8（30.77）*005（19.23）5（19.23）1（3.85）1571（14.29）2（28.57）*1（14.29）1（14.29）01（14.29）1（14.29）0162500001（4.00）2（8.00）12（48.00）*10（40.00）17152（13.33）01（6.67）1（6.67）1（6.67）5（33.33）*5（33.33）018254（16.00）02（8.00）3（12.00）3（12.00）2（8.00）8（32.00）*3（12.00）192001（5.00）4（20.00）01（5.00）2（10.00）12（60.00）*020102（20.00）01（10.00）06（60.00）*001（10.00）21231（4.35）2（8.70）5（21.74）9（39.13）*02（8.70）4（17.39）0222503（12.00）11（44.00）*002（8.00）9（36.00）023295（17.24）4（13.79）3（10.34）3（10.34）2（6.90）1（3.45）8（27.59）*3（10.34）2425012（48.00）*8（32.00）002（8.00）2（8.00）1（4.00）252518（72.00）*1（4.00）01（4.00）5（20.00）00026302（6.67）4（13.33）2（6.67）1（3.33）11（36.67）*1（3.33）3（10.00）6（20.00）2719003（15.79）001（5.26）15（78.95）*0281101（9.09）3（27.27）001（9.09）5（45.45）*1（9.09）291000001（10.00）6（60.00）*3（30.00）030170002（11.76）10（58.82）*005（29.41）表 2643 次 CBCT 肺肿瘤患者 IPFU 个体化卦限计数及百分比（%）3讨论旋转调强放疗技术在提高靶区适形度的同时有效降低了靶区周围正常组织的受量，但增大了肿瘤与正常组织之间的剂量梯度，从而对患者摆位精确度提出了更高的要求。尤其对于受呼吸运动影像较大的肺部肿瘤，较大的摆位误差势必会造成治疗等中心与计划等中心的位置偏差从而使得实际传递的剂量分布与计划的剂量分布不一致9。本研究利用 空间立体坐标系中卦限的概念，回顾性分析了 30 例肺部肿瘤患者 643次 CBCT 扫描个体化 IFPU 在 8 个卦限中的分布，发现IFPU 主要集中分布在 2 和 3 卦限中，可能造成等中心近端靶区和危及器官剂量增加，而远端靶区剂量减小。由于分次间摆位的可重复性属于随机误差，而随机误差体现了患者每次重复治疗体位的难度，除了造成肿瘤靶区剂量不足之外，还可能造成靶区剂量分布的均匀性变差10。CBCT 位置验证最大的优点是其图像为患者实时的三维图像，随着成像技术的改进和图像质量的提升，能更准确反映患者个体化肿瘤位置在卦限中分布。本研究根据动态的个体化肺部肿瘤 IFPU 数据分布，提前预判下一个治疗阶段可能偏向的卦限并进行适当的712甘肃医药 2023 年 42 卷第 8 期Gansu Medical Journal，2023，Vol.42，No.8改善临床症状体征。但本研究为回顾性研究，临床入组病例较少，尚需更深入的研究来进一步判断布地奈德雾化吸入联合无创呼吸机在肺源性心脏病急性发作治疗中的作用。参考文献1 杨媛华，谢万木.慢性肺源性心脏病基层诊疗指南（2018 年）J.中华全科医师杂志，2018，17（12）：959-965.2 杨欣，任斌辉，许林，等.脑利钠肽 BNP 的临床应用进展 J.现代生物医学进展，2013，13（4）：775-777，771援3 胡静菊，姚雪松.TNF-琢、IL-6、IL-10、IL-17 和 IL-33 与慢性肺源性心脏病的相关性研究 J.宁夏医学杂志，2020，42（10）：927-929.4 董倩.布地奈德混悬液超声雾化联合哌拉西林他唑巴坦治疗慢性阻塞性肺疾病的疗效观察 J.吉林医学，2021，42（5）：1048-1050.5 孟现玲，何玉廷，毛若琳，等.圣乔治呼吸问卷、CAT 及 mMRC 评分在慢性阻塞性肺病中的应用 J.复旦学报（医学版），2022，49（6）：862-868，876.6 郑琨，文琼.无创呼吸机辅助通气治疗COPD并域型呼吸衰竭50例 J 援中国医药指南，2014，18（30）：143-144援7 牛毅.有创原无创序贯性机械通气治疗高海拔地区慢性肺源性心脏病急性加重期伴域型呼吸衰竭患者的适应证 J.中国老年学杂志，2015，12（4）：1076-1077.8 何滨援BiPAP呼吸机无创辅助通气治疗老年慢性肺源性心脏病并发域型呼吸衰竭临床探讨 J 援中外医学研究，2016，14（2）：138-139援9 张军，赵锐，徐杰，等.长期应用无创呼吸机联合吸氧对 COPD 伴慢性域型呼吸衰竭患者的临床疗效分析 J 援贵州医药，2016，40（11）：1152原1153援10YE C，YOUNUS A，MALIK R，et al.Subclinical cardiovascular diseasein patients with chronic obstructive pulmonary disease：A systematicreview J.QJM，2017，110（6）：341-349.11 MACLEODM，PAPI A，CONTOLI M，et al.Chronicobstructive pulmonarydisease exacerbation fundamentals：Diagnosis，treatment，prevention anddisease impact J.Respirology，2021，26：532-551.12IBRAHIM N，JANUZZI J L.The potential role of natriuretic peptides andother biomarkers in heart failure diagnosis，prognosis and management J.Expert Rev Cardiovasc Ther，2015，13（9）：1017-1030.13孙立燕，张珍珍，王莹，等.血清TNF-琢、hs-CRP、NT-proBNP、BNP水平联合检测在 COPD 合并肺心病患者病情评估中的应 用价值 J.中国老年学杂志，2018，38（7）：1621-1623.14姜洪文.慢性阻塞性肺疾病患者体内 IL-6 与超敏 C 反应蛋白水平及其与肺功能的相关性研究 J.中西医结合心血管病电子杂志，2019，7（8）：97-100.15DANIKIEWICZA，SZKODZI譵SKIJ，HUDZIKB，etal.Effectsoftrimetazi原dine on interleukin-2 and interleukin-8 concentrations in patients withcoronaryarterydisease J .CanJPhysiolPharmacol，2017，95（6）：759-762.（本文编辑：姬晓虹）物理干预，对肺部肿瘤有重要意义。参考文献1 苏毅德，周含，冯茜，等.宫颈癌患者调强适形放疗摆位重复性及误差情况 J.中国性科学，2019，28（1）：60-62.2 杨波，庞廷田，孙显松，等.宫颈癌术后盆腔容积调强弧形治疗与固定野调强放疗计划的剂量学研究 J.中华放射肿瘤学杂志，2012，21（6）：543-546.3 王金媛，郑庆增，张慧娟，等.宫颈癌危及器官 MIM-Maestro 和RayStation 软件自动勾画优势对比研究 J.中华肿瘤防治杂志，2019，26（24）：1889-1894.4 马平平，伍海彪，叶芝甫，等.体膜固定宫颈癌 55 例放疗腹部皮下脂肪厚度与体积对摆位误差影响 J.中华肿瘤防治杂志，2020，27（13）：1088-1093.5 陈泽伟，许雪峰，郭和锋，等.体质量指数对宫颈癌放化疗患者摆位误差的影响 J.中国实用医药，2020，15（26）：69-71.6 吴志强，陈元华，王佳舟，等.基于患者出射 EPID 剂量验证的在体调强放疗质控技术研究 J.中国癌症杂志，2020，30（9）：689-693.7 刘毅，戴新国，王丽森.图像引导放射治疗技术对宫颈癌初治患者放疗摆位误差的影响 J.河南医学研究，2019，28（14）：2538-2540.8 王金之，李建彬，王玮，等.基于 4D-CT 扫描放疗中食管癌靶区空间位置及重合度的变化 J.中华放射医学与防护杂志，2014，34（8）：592-596.9 徐晓，张敏娜，王冰，等.乳腺癌保乳术后调强放疗摆位误差相关因素分析 J.中华放射医学与防护杂志，圆园员怨，猿怨（远）：434-438.10庞廷田，邱杰，杨波，等.加速器机载锥形束 CT 在肿瘤放疗摆位误差中的应用 J.中华放射医学与防护杂志，2011，31（2）：204-205.（本文编辑：姬晓虹）（上接第 697 页）713