三维适形及调强放疗摆位误差分析

三维适形及调强放疗摆位误差分析刘晓莉 肖锋 孙朝阳 胡明民 陆宙 陆军 石梅第四军医大学西京医院放疗科 陕西西安 710032摘要 目的 测定和分析三维适形及调强放疗的摆位误差，并依此计算CTV外扩PTV边界的大小。方法 对2007年56月的162例患者的摆位误差进行测定。体位固定头颈部采用头模或头颈肩模，胸、腹部采用负压袋。每例患者第一次治疗前及以后的每周都在加速器上拍摄正、侧位等中心验证片各一张，与治疗计划系统中的DRR片比较，计算出摆位误差。CTV到PTV外扩边界的大小由公式2.5+0.7计算得出，其中为系统误差，为随机误差。结果 由公式得出我科外扩PTV的理论边界分别为：头颈部X、Y、Z方向各为1.01mm，0.59mm，2.29mm，胸部各方向分别为2.77mm，2.16mm，3.41mm，腹部各方向分别为2.50mm，4.11mm，3.55mm。结论 通过对摆位误差的分析为我科外扩CTV边界提供了理论依据，确定了CTV到PTV外扩边界的大小，使得我科治疗计划的设计更为科学合理。【关键词】适形放疗，摆位误差，边界前言三维适形及调强放疗因能在提高肿瘤照射剂量的同时有效降低周围正常组织受量，因而得到越来越广泛的应用。这就要求定位及摆位更加精确，但定位及摆位误差只能减小不可能完全消除。为了在治疗过程中不遗漏靶区，我们通常要在临床靶区(clinical target volume，CTV)外，外扩一定边界（Margin）成为计划靶区(planning target volume，PTV)1-4。盲目外扩较大的边界固然能大大降低靶区遗漏的可能性，但会使得周围正常组织受到不必要的照射，增加放疗副反应，也使得适形和调强放疗的优越性得不到充分的发挥。这就要求各个放疗单位根据自己的实际情况制定适合的临床靶区外扩边界的范同，将肿瘤治疗和正常组织保护有机地结合起来。本研究对我科162例患者的摆位误差进行了统计研究，并据此确定了符合我科实际情况的CTV外扩边界。1 材料和方法1.1 病例选择及体位固定我科2007年56月的162例三维适形或调强放疗患者，其中头颈部46例，胸部40例，腹部76例。体位固定：头颈部采用头模或头颈肩模，胸、腹部采用负压袋。1.2 定位及摆位治疗 162例患者均使用荷兰Philips公司的PQS型CT定位，头颈部患者CT扫描层厚、层距均为3mm，胸、腹部患者CT扫描层厚、层距均为5mm。用美国Varian公司的Eclipse治疗计划系统为患者设计治疗计划。用美国Varian公司带有120片多叶光栅的23EX或600CD加速器进行治疗。1.3 等中心验证片 所有162例患者治疗时间为46周，治疗第一天拍摄等中心验证片一套，以后每周拍片一套。每套验证片包括正位片(机架角度0)和侧位片(机架角度90 )各一张。照射野面积为3535cm，机器跳数24mu(machine monitor unit)。拍片时加速器挡铅托架上插放我科自制的带有刻度的影子盘，以便核对等中心。1.4 摆位误差分析及CTV外扩边界计算我们将每张摆位等中心验证片与治疗计划系统中相应的DRR片（Digital reconstructed radiograph）进行比较，得出每次摆位X（左右方向）、Y（头脚方向）、Z（腹背方向）（IEC 1217标准）三个方向的误差。各个方向的摆位总误差包括系统误差（Systematic error）和随机误差（Random error）5。系统误差通常包括CT定位系统的扫描误差、机械误差、加速器的机械误差、激光灯的误差等，这些误差对于某一患者来说在整个治疗过程中是恒定的，用表示，=其中为每次摆位（拍片）误差，N为摆位（拍片）次数。随机误差是患者每次治疗时体位重复性的差异，是技术员的摆位操作、患者器官运动等造成，具有随机性，用表示，=。Mckenzie等4采用DVH和靶区覆盖可能性分析，指出为使90患者CTV内至少受到95以上处方剂量的照射，CTV到PTV外扩边界至少应为MPTV=2.5+0.7。2 结果摆位误差分析及CTV到PTV外扩边界的计算结果见表13。表1 头颈部摆位误差及外扩边界（单位：mm）病例数最大误差外扩边界X462-0.121.011.01Y4630.050.660.59Z46-5-0.571.232.29表2 胸部摆位误差及外扩边界（单位：mm）病例数最大误差外扩边界X4090.591.852.77Y40100.092.762.16Z40-100.592.763.41表3 腹部摆位误差及外扩边界（单位：mm）病例数最大误差外扩边界X76-10-0.163.002.50Y76100.962.444.11Z76100.642.783.553 讨论在摆位误差中，系统误差可以通过经常性地校准设备、降低CT扫描层厚层距等来降低。由上述结果可以看出，我科各部位的摆位系统误差均控制在1mm以内，这就为降低摆位总误差打下了坚实基础，因为从外扩边界公式MPTV=2.5+0.7可以看出，系统误差在外扩边界大小中起了非常大的作用，而随机误差对外扩边界的影响较小。尽管如此，我们在对研究结果进行分析时发现随机误差也不可小视。从头颈部误差分析结果发现，误差3mm的只有1例（Y方向误差=5mm），占总病例数的2.17%，误差2mm的42例，占91.30%。尽管我们通过公式计算出的X、Y、Z方向的外扩边界分别为1.01mm，0.59mm，2.29mm，但最终我们还是取各个方向的外扩边界为3mm，这样就使得97.83%的头颈部患者的每一次治疗都完全包绕靶区（CTV）。对于胸部患者，通过公式计算出的X、Y、Z方向的外扩边界分别为2.77mm，2.16mm，3.41mm，在误差分析时我们发现：X、Y、Z方向的最大误差分别为9mm、10mm、-10mm， 其中至少有一个方向、至少一次摆位误差5mm的有8人，占胸部40例患者的20%。对于腹部患者，通过公式计算出的X、Y、Z方向的外扩边界分别为2.50mm，4.11mm，3.55mm，在误差分析时我们发现：X、Y、Z方向的最大误差分别为-10mm、10mm、10mm， 其中至少有一个方向、至少一次摆位误差5mm的有17人，占腹部76例患者的22.37%。也就是说即使我们将各个方向的边界外扩5mm，胸、腹部仍分别有20%、22.37%的患者至少有某一个方向的一次治疗没有完全包绕CTV，因此我们将胸、腹部患者各个方向的外扩边界取为10mm，这样就使得100%的胸、腹部患者的每一次治疗都完全包绕靶区（CTV）。另外Stroom等6认为：为使99%的CTV受到95%以上处方剂量的照射，CTV到PTV边界至少应为MPTV=2+0.7，这样算出的外扩边界比Mckenzie等的算法稍小，我们对两者进行了综合，采取了较大的外扩边界。针对我科摆位随机误差较大的情况，我们加大了对技术员的培训和管理，并配合对患者的呼吸训练7,8，使得我科胸部摆位随机误差大大降低，近两个月我科已将胸部靶区各个方向外扩边界缩小为5mm。对于腹部患者，尤其是盆腔患者，摆位误差未能明显降低。分析原因为