分次间随机摆位误差对早期乳腺癌大分割放疗中靶区和危及器官剂量分布的影响.pdf
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1、作者简介:王钦(1 9 9 3-),初级技师,学士,主要从事肿瘤放射治疗物理学研究。通信作者,E-m a i l:r a d i o z f l i 1 6 3.c o m。论著临床研究 d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 6 7 1-8 3 4 8.2 0 2 3.1 2.0 1 1网络首发 h t t p s:/k n s.c n k i.n e t/k c m s/d e t a i l/5 0.1 0 9 7.R.2 0 2 3 0 4 1 7.1 4 2 8.0 1 0.h t m l(2 0 2 3-0 4-1 7)分次间随机摆位误差对早期乳腺癌大分割放疗中
2、靶区和危及器官剂量分布的影响王 钦1,倪文婕1,王秀楠1,杨 慧1,张富利2(1.首都医科大学附属北京世纪坛医院放疗科,北京1 0 0 0 3 8;2.解放军总医院第七医学中心放疗科,北京 1 0 0 7 0 0)摘要 目的 研究分次间随机摆位误差对早期乳腺癌大分割放疗中靶区及危及器官剂量分布的影响。方法 应用直线加速器的X线容积成像(X V I)系统在放射治疗前行锥形束C T扫描(C B C T)获取随机摆位误差数据。随机抽取首都医科大学附属北京世纪坛医院2 0 2 0年1 0月到2 0 2 1年8月已完成左侧乳腺癌保乳术后大分割放射治疗的1 4例患者的计划。调取患者C B C T图像4 2
3、幅,应用统计学软件计算头(Y+)、脚(Y-)、左(X+)、右(X-)、腹(Z+)、背(Z-)三维方向的误差最大值与均值。在M o n a c o 5.1 1治疗计划系统中,通过移动临床治疗中心的方式,分别向患者6个方向移动最大误差值,在保证子野数、出束跳数不变的情况下,重新计算获得实验计划(E)并与临床计划(C)进行剂量学对比。结果 C B C T结果表明在头(Y+)、脚(Y-)、右(X-)方向随机摆位误差最大值为5 mm;实验计划和临床计划对比显示:9 5%的瘤床加量区瘤床计划靶区(P T Vb o o s t)和全乳计划靶区(P T V)体积的受照剂量(D9 5)整体下降在5%之内,2%的
4、P T Vb o o s t体积的受照剂量(D2)在向患者左(X+)和腹(Z+)侧出现误差时产生高于1 1 0%处方量的剂量;对于危及器官而言,患侧肺、健侧肺、健侧乳腺、脊髓均未超过剂量限值,但是心脏和冠状动脉左前降支在左(X+)、右(X-)和腹(Z+)、背(Z-)方向上对随机摆位误差的影响比较敏感,尤其是向左(X+)侧和腹(Z+)侧的摆位误差导致剂量增加最为明显。结论 5 mm摆位误差对P T V影响不大,但对P T Vb o o s t可能存在处方剂量覆盖不全的风险,同时可能增加心脏毒性,在临床中应引起重视。关键词 分次间随机摆位误差;早期乳腺癌;大分割放射治疗;锥形束C T扫描;剂量分布
5、 中图法分类号 R 7 3 0.5 5 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1-8 3 4 8(2 0 2 3)1 2-1 8 2 2-0 5E f f e c t o f i n t e r-f r a c t i o n a l r a n d o m s e t-u p e r r o r b e t w e e n s i m u l a t e d f r a c t i o n s o n d o s e d i s t r i b u t i o n o f t a r g e t a n d o r g a n s a t r i s k i n h y p o f r a
6、c t i o n a t e d r a d i o t h e r a p y a f t e r b r e a s t-c o n s e r v i n g s u r g e r y f o r e a r l y b r e a s t c a n c e rWANG Q i n1,N I W e n j i e1,WANG X i u n a n1,Y ANG H u i1,ZHANG F u l i2(1.D e p a r t m e n t o f R a d i o t h e r a p y,B e i j i n g S h i j i t a n H o s p
7、i t a l,B e i j i n g 1 0 0 0 3 8,C h i n a;2.D e p a r t m e n t o f R a d i o t h e r a p y,t h e S e v e n t h M e d i c a l C e n t e r o f C h i n e s e P L A G e n e r a l H o s p i t a l,B e i j i n g 1 0 0 7 0 0,C h i n a)A b s t r a c t O b j e c t i v e T o s t u d y t h e e f f e c t o f
8、i n t e r-f r a c t i o n a l r a n d o m s e t-u p e r r o r o n t a r g e t a n d o r g a n s a t r i s k(OA R s)d o s e d i s t r i b u t i o n i n e a r l y b r e a s t c a n c e r h y p o f r a c t i o n a t e d r a d i o t h e r a p y.M e t h o d s T h e X-r a y v o l-u m e i m a g i n g(X V I
9、)s y s t e m i n l i n e a r a c c e l e r a t o r w a s u s e d C o n e B e a m C T(C B C T)s c a n t o o b t a i n r a n d o m s e t-u p e r r o r d a t a.A t o t a l o f 1 4 p a t i e n t s w i t h h y p o f r a c t i o n a t e d r a d i o t h e r a p y f o r l e f t b r e a s t c a n c e r f r o
10、 m O c t o b e r 2 0 2 0 t o A u g u s t 2 0 2 1 w e r e r a n d o m l y s e l e c t e d.A t o t a l o f 4 2 C B C T i m a g e s o f t h e p a t i e n t s w e r e c o l l e c t e d,a n d s t a t i s t i c a l s o f t w a r e w a s u s e d t o c a l c u l a t e t h e m a x i m u m a n d m e a n e r r
11、 o r v a l u e s i n t h e t h r e e d i m e n s i o n s o f h e a d(Y+),f o o t(Y-),l e f t(X+),r i g h t(X-),a b d o m e n(Z+)a n d b a c k(Z-).I n t h e M o n a c o 5.1 1 t r e a t m e n t p l a n n i n g s y s t e m,t h e m a x i m u m e r r o r v a l u e s w e r e i n p u t t o t h e T P S i n
12、s i x d i r e c t i o n s o f t h r e e d i m e n s i o n s b y m o v i n g t h e c l i n i c a l t r e a t m e n t c e n t e r,r e s p e c t i v e l y.U n d e r t h e c o n d i t i o n o f k e e p i n g t h e n u m b e r o f s u b f i e l d s a n d b e a m j u m p s u n c h a n g e d,t h e e x p e
13、r i m e n t a l p l a n(E)w a s r e c a l c u l a t e d a n d c o m p a r e d w i t h t h e c l i n i c a l t r e a t m e n t p l a n(C)i n d o s i m e t r y.R e s u l t s C B C T r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e m a x i m u m e r r o r v a l u e o f r a n d o m s e t-u p i n t h e h e a d(Y+
14、),f o o t(Y-),a n d r i g h t(X-)d i r e c t i o n w a s 5 mm;T h e c o m p a r i s o n b e t w e e n t h e e x p e r i m e n t a l p l a n2281重庆医学2 0 2 3年6月第5 2卷第1 2期 a n d t h e c l i n i c a l p l a n s h o w e d t h a t t h e o v e r a l l d e c l i n e o f P T V a n d P T Vb o o s t d o s e c o
15、 v e r e d b y t h e v o l u m e o f 9 5%t a r g e t a r e a(D9 5)w a s w i t h i n 5%.H i g h d o s e i n t h e v o l u m e o f P T Vb o o s t(D2)e x c e e d e d 1 1 0%o f t h e p r e s c r i p t i o n d o s e w h e n e r r o r s o c c u r r e d t o t h e l e f t(X+)a n d a b d o m i n a l(Z+)s i d
16、 e s o f t h e p a t i e n t.F o r OA R s,t h e i p s i l a t e r-a l l u n g,c o n t r a l a t e r a l l u n g,c o n t r a l a t e r a l b r e a s t a n d s p i n a l c o r d d i d n o t e x c e e d t h e d o s e l i m i t,b u t t h e i n f l u e n c e o f r a n d o m s e t-u p e r r o r o n t h e
17、h e a r t a n d c o r o n a r y l e f t a n t e r i o r d e s c e n d i n g a r t e r y b r a n c h i n l e f t(X+),r i g h t(X-),a b d o m e n(Z+)a n d b a c k(Z-)w a s s e n s i t i v e.I n p a r t i c u l a r,t h e r a n d o m s e t-u p e r r o r t o t h e l e f t(X+)a n d v e n t r a l(Z+)s i d
18、e r e s u l t e d i n t h e m o s t s i g n i f i c a n t d o s e i n c r e a s e.C o n c l u s i o n T h e i n t e r-f r a c t i o n a l r a n d o m s e t-u p e r r o r h a s l i t t l e e f f e c t o n P T V,H o w e v e r,t h e r e m a y b e a r i s k o f i n c o m p l e t e d o s e c o v e r a g
19、e v o l u m e f o r P T Vb o o s t a n d i n-c r e a s e d c a r d i o t o x i c i t y.T h e r e f o r e,a t t e n t i o n s h o u l d b e p a i d t o c l i n i c a l p r a c t i c e.K e y w o r d s i n t e r-f r a c t i o n a l r a n d o m s e t-u p e r r o r;e a r l y b r e a s t c a n c e r;h y p
20、 o f r a c t i o n a t e d r a d i o t h e r a p y;c o n e b e a m C T;d o s e d i s t r i b u t i o n 乳腺癌是中国女性最常见的恶性肿瘤,近几年发病率持续升高,可以通过规范治疗提高患者的生存率1-2。目前女性患者对乳房的保留要求较高,越来越多的早期乳腺癌患者选择保乳手术,术后需进行辅助放疗3。研究4-5表明,早期乳腺癌保乳术后辅助大分割放疗能有效缩短放疗次数和疗程,并且在乳腺美容效果、放疗安全性、临床效果等方面与常规放疗相当。与常规放疗相比,大分割放疗的特点是单次大剂量集中,治疗周期短、放疗次
21、数少,因此对靶区定位准确和摆位精度的要求更高6。在放疗过程中,影响计划靶区(p l a n n i n g t a r g e t v o l u m e,P T V)不确定的因素很多,如治疗过程中的设备误差、摆位误差、器官自主和不自主运动等。运动管理主要关注两类误差:分次间误差和分次内误差7-8。本研究主要探讨分次间摆位误差对靶区及危及器官剂量学的影响,为临床提供参考。1 资料与方法1.1 一般资料随机抽 取首都医科 大学附属北 京世纪坛 医院2 0 2 0年1 0月到2 0 2 1年8月已完成左侧乳腺癌保乳术后大分割放射治疗的1 4例患者的计划,研究通过该院研究伦理委员会审批s j t k
22、 y 1 1-1 x-2 0 2 2(0 9 0)。患者入组条件为:年龄1 8岁、K P S评分8 0分、手术切缘净、肿瘤分期为p T 1-2 N 0-1 M 0、胸部无既往放疗史、皮肤无胶原血管病、无严重心脑血管合并症。1 4例患者每周进行1次锥形束C T扫描(C B C T),共调取患者C B C T图像4 2幅来获取治疗前的分次间随机摆位误差数据。1.2 方法1.2.1 C T定位、靶区勾画及计划设计所有患者采取双手上举的仰卧位,用等效组织密度为1.1 4 7 g/c m3的国产网状热塑膜(陕西爱健)固定在一体板上。使用大孔径C T模拟定位机(美国G E)对患者进行扫描,层厚为5 mm。
23、由医生根据国际辐射单位与测量委员会(I C RU)8 3号报告逐层勾画全乳临床靶区(c l i n i c a l t a r g e t v o l u m e,C T V)和瘤床临床靶区(b o o s t c l i n i c a l t a r g e t v o l u m e,C T Vb o o s t),并将C T V、C T Vb o o s t分别三维外扩5 mm生成全乳计划靶区(p l a n n i n g t a r g e t v o l u m e,P T V)和瘤床计划靶区(b o o s t p l a n n i n g t a r g e t v o l
24、 u m e,P T Vb o o s t)。利用A c-c u C o n t o u r 3.1自动勾画系统(福建M a n t e i a数据科技有限公司)勾画对侧乳腺、心脏、双肺和脊髓等危及器官,勾画完毕后应用M o n a c o 5.1 1计划系统(M o n a-c o 5.1 1,S t o c k h o l m,瑞典)制订放疗计划,所有计划采用容积旋转调强(v o l u m e t r i c m o d u l a t e d a r c t h e r a p y,VMAT)技术,优化过程中均使用能量为6 MV-X线,剂量网格为0.3 c m/v o x e l,准直
25、器角度为0,起始角度3 1 0 旋转2 0 0 的对偶弧,子野数限制为1 2 0个以内。1.2.2 靶区及危及器官剂量学评估要求本研究采用保乳术后大分割放疗,依照美国肿瘤放射 治 疗 协 作 组 织(R a d i a t i o n T h e r a p y O n c o l o g y G r o u p,R TOG)1 0 0 5项 目组推荐 值,处 方 剂 量 为:P T V 4 0.5 G y/2.7 G y/1 5次,P T Vb o o s t 4 8 G y/3.2 G y/1 5次,靶区及危及器官剂量限值要求如下:P T Vb o o s t与P T V至少9 5%的体积
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