4野照射的食道癌患者的放射治疗

　　前 言
　　
　　随着科学的进步，肿瘤放射治疗进步非常迅速，并已日趋成熟，目前已发展成为治疗恶性肿瘤的三大主要手段（手术、放疗、化疗）之一，在医学上占有重要地位。 三维适形放射治疗技术利用计算机断层扫描（Computed Tomography,CT）图像重建三维的肿瘤结构，通过在不同方向设置一系列不同的照射野，并采用与病灶形状一致的适形挡铅，使得高剂量区剂量的分布形状在三维方向上与靶区形状一致，同时使得病灶周围正常组织的受量降低，以提高肿瘤的局部控制率，减少正常组织的放射并发症。

　　本文以 10 位 4 野照射的食道癌患者为例， 对其进行放射治疗。 对设计好的治疗计划进行可行性分析，即将设计好的治疗计划放到模拟机上进行治疗模拟及校对，验证治疗计划的可行性。 如果可行，则执行该治疗计划；如果不可行，则重新设计治疗计划。 本课题旨在通过对食管癌实例分析， 结合科室的实际情况，理清放射治疗的全部过程，重点学会利用模拟机模拟病人放疗过程，从中发现问题，解决问题。

　　1 放疗过程
　　
　　放疗患者从就诊、治疗到放疗结束，要经过四个环节：体模阶段、计划设计、计划确认、计划执行。 四个环节的有机配合是放射治疗取得成功的关键。

　　1.1 实现条件
　　仪器设备：SIEMENS SOMATOM 双螺旋 CT 机、北京医疗器械研究所 BJ-6B 型直线加速器、北京医疗器 械 研 究 所 BDM-2 型 模 拟 机 、 三 维 激 光 系 统 、BJRTPS-2001 型三维治疗计划系统 （Treatment Plan-ning System,TPS）及体位固定装置。

　　临床资料： 10 例 4 野照射食管癌患者 （0°， 90°，180°，270°），最小年龄 35 岁，最大年龄 70 岁。

　　1.2 体模阶段
　　（1）体位固定及设置标记点
　　对食管癌患者，利用体模制作模形。 体位上采用仰卧位，上肢抱头。 利用激光定位系统确定摆位点，选择靠近肿瘤部位且方便标记的部位作体外参考标记。用笔画出 3 个激光十字叉后，用铅点标记。

　　（2）CT 扫描及进行影像传输
　　利用西门子双螺旋 CT 机进行扫描， 食管癌患者层距选为 5 mm.为了减少呼吸运动的影响，扫描过程中要求平静呼吸，不能憋气；还应保证 CT 扫描过程中不遗漏标记点（铅点）。 扫描完成后，通过网络系统将 CT 扫描图象 1:1 传输到 TPS 中，进行三维重建。

　　1.3 计划设计
　　（1）勾画轮廓
　　常规由医师勾画体表外轮廓、 周围重要器官轮廓及计划靶区（Planning Target Volume,PTV）轮廓。 当PTV 与危及器官重叠时，为了保护其免受损伤，可以适当修改 PTV.

　　（2）布置照射野
　　首先在射束方向观 BEV 窗口下布野， 食管癌病人的适形照射， 一般情况下设置为 3 个野或 4 个野，本文中选择的食管癌患者均为 4 野照射 （0°，90°，180°，270°）；其次选择剂盈权重并进行剂量计算和优化； 最后利用等剂量曲线和剂量体积直方图（DoseVolume Histograms,DVH）对计划评估、确认。

　　1.4 计划确认
　　（1）制作挡铅
　　计划完成后，输入合适的靶区剂量，打印治疗计划，制作挡块。 注意此过程中靶区剂量的选择应合适，剂量过高，易造成周围正常组织的放射并发症；剂量过低，易造成野内肿瘤复发。

　　（2）模拟验证
　　此过程是适形放疗射野位置验证最重要的内容，是每个病人在治疗前必须要做的工作之一。 根据科室的实际情况，无放疗专用 CT,因此采用放疗科的常规设备 x 光模拟机来确定并标记靶中心位置和做靶中心验证。

　　1.5 计划执行
　　执行治疗计划，应该注意的是必须保持“三位合一”,即保持计划设计前的制模体位、扫描体位与计划设计后的治疗体位一致。

　　2 放疗前的治疗模拟
　　
　　本章重点介绍放疗的计划确认阶段，这些工作都是利用常规放疗模拟机及挡铅托架完成的，但前提是模拟机有良好的质量保证。 放射治疗的 QA 是指经过周密计划而采取的一系列必要的措施，保证放射治疗的整个服务过程中的各个环节按国家标准准确安全地执行。

　　2.1 常规放疗模拟机的质量保证（QA）
　　为保证模拟机模拟过程的准确，模拟过程中模拟机的质量保证和质量控制（QA/QC）是关键，它包括三维激光定位系统的校正、模拟机及 TPS 参数的修正、治疗机等中心及输出盈的核准以及铅挡块的验证等。此外，铅挡块的厚度决定了漏射线的大小，关系到正常组织的受照剂量，必须严格按照射线的能量制做相应厚度的铅挡块。

　　现重点介绍等中心精度的检验和光野射野的一致性。

　　（1）寻找等中心的位置和检验等中心的位置精度
　　模拟机大机壁的旋转轴（XX），小机头（准直器）的旋转（YY）与治疗床的旋转轴（ZZ）应相交于一点，此交点称为模拟机的等中心。 无论是固定源皮距照射还是等中心照射，等中心的位置和精度的确定是非常重要的， 它不仅代表了模拟机的机械运动精度， 而且是确定射野及射野特性的基本出发点。

　　方法： 利用水平仪确定机头和机架的 0°位置，治疗床面大约置于标称源皮距（100 cm）处，射野设置为10 cm×10 cm,将等中心检验装置（坐标纸 ）放在床面上，打开灯光野，用铅笔在纸上标记机头0°时井字线的位置，两连线的交叉点处为十字线目标点，旋转准直器一周，使灯光十字精确位于目标点，然后对床面高度处于±10 cm 的情况下重做上述检查，确认灯光十字与准直器转轴的重合。 再将床面恢复到标称源皮距处，固定准直器于 0°位置，转机臂于不同位置，重复上述类似的操作，验证等中心位置精度。

　　（2）验证光野与射野重合性
　　X 线野光野的一致性，同样是模拟照射的关键。

　　方法：采用胶片法，利用等中心检测装置，该装置配备一个专用高能 X 射线照相暗盒，使用普通医用 X射线感光胶片。曝光前，将机架及准直器设置为 0°，验证板放置在等中心处， 射野设置为 10 cm×10 cm,照射大约 100 cGy, 在胶片上盖一层建成厚度的固体模体材料，用大头针记录光野（井字框交叉点）的位置。曝光后胶片上留下黑点表示的射野及光野的大小及位置，可直接读出光野与射野的符合情况和偏离方向及程度。

　　2.2 模拟过程
　　依次对 10 位患者重复上述步骤， 并记录结果及出现的问题。

　　（1）寻找射野中心并做体表标记
　　在模拟机床上，根据体模标记定位，再根据治疗计划计算出的射野中心点与定位时所标记的十字叉参考点相对应的参考坐标数值，利用摆位体架刻度标尺在激光灯下移动治疗床，然后利用激光线标记中心点。 这个过程很重要，需要物理师、主管医师和治疗师共同参与。

　　（2）射野验证
　　通过比较来自计划系统下的 BEV 射野照片（DRR,Digitally Reconstructed Radiography,数 字重建图像）与来自治疗机的射野验证片，可验证射野是否正确以及射野误差。

　　a.射野中心 X 光模拟验证
　　实施治疗之前，应当验证在患者体表标记的射野中心与计划设计中所设置的中心是否相符，其误差是否在正常范围内。

　　方法：通过 TPS 系统摄等中心正、侧位 DRR 片。将患者在模拟机上进行摆位，激光线对准中心体表标记线，然后按与 DRR 片相同源片距摄正、侧位 X 光片。 比较 X 光片与 DRR 片上等中心所在解剖位置，得到中心偏移误差。

　　b.射野影像检查
　　射野影像检查是放疗计划实施质量的最终验证。射野影像检查在第一次放疗实施前进行一次，放疗中根据情况抽查，大约每 1~2 周一次。 修改计划后新计划实施前要检查一次。

　　方法： 将射野与 CT 模拟系统输出的 DRR 片进行比较， 可得到实施治疗与计划间存在的射野偏差，看剂量分布是否符合临床要求。

　　（3）计算深度验证
　　计算深度即射野中心轴在体表的入射点到射野等中心的距离，等于（SAD-SSD）。

　　方法：在体表可见射野投影的射如 AP 野，在摆位完毕后读出 SSD 即可验证该野的计算深度是否与虚拟模拟的计算深度想否。 但 PA 野无法直接读出SSD, 这种情况可在摆位完成后令患者坐起， 读出 0位源 - 体模距 （臂架 0 度时， 源到真空垫表面的距离），0 位源 - 体模距减去 SAD 即为 PA 野的计算深度。

　　（4）治疗计划各项参数的可行性验证。

　　放疗计划所设计的各项治疗参数是否可行，需在治疗前进行验证。 特别是非共面照射设计，常常可能出现臂架与治疗床或病人身体相撞的情况。 故治疗前计划的可行性验证是必要的。

　　方法：依次对各位患者进行放疗模拟，看通过各种治疗计划显示参数（挡块、楔形、组织补偿等）的调整及修饰后，参数的选择是否正确，臂架是否出现与病人身体相撞的情况等。

　　3 结果与讨论
　　
　　本章给出第三章的实验结果， 并进行分析与总结。

　　（1）模拟机的质量保证与质量控制
　　a.等中心精度的检验 :经检测 ,等中心位置偏差为 0.6 mm,符合国家标准。
　　b.光野与射野的重合性 :曝光后 ,将洗出的胶片用黑度仪读出射野的 50%等剂量边缘，并画出其四条边；再根据大头针做的标记画出光野的四条边。 可发现， 射野的 50%等剂量曲线与灯光野边缘线的距离重合度在 l mm 以内。
　　
　　（2）模拟过程
　　记录结果如表 1 所示，从表 1 中可以看出：
　　a.通过在常规 X 线模拟机下对照射野位置进行验证。
　　大部分患者的模拟计划与临床要求基本吻合，其剂量分布符合临床要求，只有 7 号患者没有通过放疗前的模拟过程，通过率为 90%.
　　分析：经检查，7 号患者挡铅块制作出现错误，应重新制作挡铅。
　　b.射野中心偏移误差最大为 3.5 mm,最小为 0.5mm.
　　分析：可产生中心偏移的原因较多，常见的如摆位误差、CT 模拟激光系统误差、 中心体表标记误差、X 光模拟系统误差等，进行放疗前模拟过程时，应尽量减少人为误差，提高治疗的精确性。
　　c.3 号和 5 号患者在治疗过程中出现与床相撞的情况。【表1】


　　
　　分析： 患者治疗模拟过程中出现与床相撞的情况，产生此原因的可能因素为：①病人的体型；②照射野的设计；③靶区及重要器官的轮廓勾画。 应具体问题具体分析。 可通过调整床与体模的位置来解决，实在解决不了的，需修改治疗计划。

　　设计好的治疗计划并不一定就能执行，要进行验证及校对。 方法有很多，包括加速器自身配置的 EPID系统，常规放疗模拟机，CT 模拟机，加速器治疗野摄片等，我们利用传统的模拟机来进行。 验证通过的患者直接在治疗机上进行治疗；没有通过的患者根据具体情况，重新修改治疗方案，采集模拟机图像，拍摄校准片，调整摆位标记，直至符合要求才送加速器进行治疗。

　　利用模拟机进行验证，加速器进行治疗增加了系统误差的概率。 为了减小误差，应该加强模拟机的质量控制措施，保证射野大小及位置，光野射野一致性，激光灯系统，等中心等物理指标准确可靠。 虽然如此，离线校正并不能缩小随机误差，影像引导放射治疗（I-GRT） 是一种四维的放射治疗技术的实时成像系统，它可以克服上述缺点， 在治疗过程中进行射野照片，通过影像的引导可以减少由于摆位或器官移动造成的肿瘤位置变化后带来的放疗误差，虽然设备比较昂贵，但它必将代表主流技术和发展方向。

　　总而言之，放疗模拟是放疗患者接受放射治疗的重要步骤，是保证在治疗过程中照射野位置和剂量准确性的极重要的一步。 经过计划评估后的治疗方案在形成最后治疗方案前必须经过验证与模拟，用于验证治疗计划的可行性， 从而保证治疗计划精确执行，提高放射治疗疗效。

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