Đánh giá sai số cài đặt và di động của thực quản hàng ngày nhằm xác định ptv margin trong kỹ thuật xạ trị 4d nhịn thở cuối thì thở ra ung thư thực quản

XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ ĐÁNH GIÁ SAI SỐ CÀI ĐẶT VÀ DI ĐỘNG CỦA THỰC QUẢN HÀNG NGÀY NHẰM XÁC ĐỊNH PTV MARGIN TRONG KỸ THUẬT XẠ TRỊ 4D NHỊN THỞ CUỐI THÌ THỞ RA UNG THƯ THỰC QUẢN HÀ NGỌC SƠN1, TRẦN BÁ BÁCH2, NGUYỄN ĐÌNH LONG2, CHU VĂN DŨNG1, PHẠM TUẤN ANH1, NGUYỄN VĂN HÂN1, NGUYỄN VĂN NAM1, NGUYỄN TRUNG HIẾU1, ĐOÀN TRUNG HIỆP3 TÓM TẮT Mục tiêu: Đánh giá sai số cài đặt di động thực quản hàng ngày nhằm xác định PTVmargin kỹ thuật xạ trị 4D nhịn thở cuối thở ung thư thực quản Đối tượng phương pháp: Tổng số bệnh nhân ung thư thực quản có định xạ trị thơng qua Hội đồng ung thư đa chuyên khoa (Tumorboard) từ tháng đến tháng 10 năm 2018 Bệnh viện ĐKQT Vinmec Times City Các bệnh nhân chụp CT mô máy Optima 580, sử dụng hệ thống quản lý nhịp thở RPM dụng cụ cố định BN xạ trị ProLock Chụp xác minh 2D-kV, 3D-CBCT sử dụng hệ thống OBI máy gia tốc Clinac iX với 119 hình ảnh 3D-CBCT 119 cặp hình ảnh 2D-kV Kết quả: Sai số cài đặt trung bình theo hướng AP (trước sau), SI (trên dưới) LR (trái phải) 2,03 ± 1,53mm (tối đa 6mm), 2,07 ± 1,78mm (tối đa 8mm), 2,1 ± 1,97mm (tối đa 8mm) Độ di động trung bình thực quản hàng ngày so sánh CBCT với CT lập kế hoạch xạ trị 0,9 ± 0,85mm (tối đa 3mm), 1,09 ± 0,85mm (tối đa 4mm) 0,7 ± 0,79 (tối đa 4mm) theo hướng AP, SI LR tương ứng Kết luận: Lề điều trị (PTV margin) với xạ trị ung thư thực quản kỹ thuật xạ trị 4D nhịn thở thở trung tâm 4,5mm chiều dưới, 5mm với chiều dọc 4,5mm theo chiều phải trái Từ khóa: Xạ trị ung thư thực quản, xạ trị 4D, theo dõi nhịp thở ABSTRACT Objectives: To evaluated the setup error and daily movement to determine the PTV Margin in 4D breathhold end exhaled technique for esophageal cancer Materials and methods: Total of patients with esophageal cancer were assigned radiotherapy through the Tumorboard Council from July to October 2018 at Vinmec Times City Hospital Patients were scaned by CT simulations Optima 580, using the RPM rhythm management system and the immobilization system Prolock 2D-kV, 3D-CBCT verification using OBI system on Clinical iX: 119 sets of 3D-CBCT images and 119 pairs of 2D-kV images Results: The mean setting errors in the AP (Anterior posterior), SI (superior inferior), and LR (left right) were 2.03 ± 1.53mm (maximum 6mm), 2.07 ± 1.78mm (maximum 8mm), 2.1 ± 1.97mm (maximum 8mm) Mean daily mobility of the esophagus compared CBCT with CT planning radiotherapy of 0.9 ± 0.85mm (maximum 3mm), 1.09 ± 0.85mm (maximum 4mm) and 0.7 ± 0.79 (up to 4mm) in the respective AP, SI and LR directions Conclusion: The PTV margin for radiotherapy of esophagus by 4D breathhold end exhaled technique for esophageal cancer at our center is 4.5mm for the AP, 5mm for the SI and 4.5mm LR Kỹ thuật viên Xạ trị - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City Kỹ sư Xạ trị - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City ThS.BS Trưởng Khoa Xạ trị - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 339 XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ ĐẶT VẤN ĐỀ ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP Việc đảm bảo cung cấp đủ liều cho thể tích khối u nhằm tiêu diệt tế bào ung thư giảm liều giảm độc tính cho thể tích quan xung quanh mối quan tâm lớn xạ trị Đối với khối u nằm quan di động gan, phổi, dày, thực quản để đảm bảo toàn thể tích khối u nằm hồn tồn trường chiếu xạ cần phải mở rộng lề điều trị Việc đồng nghĩa với việc tăng liều chiếu xạ cho quan lân cận dẫn tới tăng tác dụng phụ khơng mong muốn Vì việc quản lý, hạn chế di động khối u vấn đề cần thiết giúp cho trình xạ trị xác hơn, ngồi việc quản lý tốt di động khối u giúp đưa thông số lề điều trị thích hợp để giảm độc tố cho quan lân cận Đối tượng Đối với khối u vùng thực quản, thực quản quan di động, chịu nhiều tác động từ hoạt động sinh lý như: nhu động ruột, co bóp dày, hoạt động hơ hấp hoạt động tim, hành động nuốt, lưu thông máu động mạch chủ ngực bụng Những hành động đánh giá bệnh nhân xạ trị Để kiểm soát, hạn chế di động thực quản trình xạ trị có nhiều phương pháp: nhịn thở chủ động sử dụng số dụng cụ đặc biệt nhằm hạn chế di dộng hoành, nhu động ruột, dày… Việc sử dụng dụng cụ ép thường khơng ổn định gây khó chịu cho bệnh nhân nên khơng sử dụng nhiều Vì việc điều trị cho bệnh nhân bệnh nhân nhịn thở chủ động biện pháp ưu tiên trung tâm chúng tơi Việc nhịn thở kiểm sốt hạn chế di động thực quản, nhiên khẳng định chắn thực quản hồn tồn bất động nhịn thở nhịn thở tim hệ thống mạch máu cịn hoạt động Vì theo dõi, đánh giá di động thực quản bệnh nhân nhịn thở việc làm cần thiết giúp đưa mức mở biên (margin) phù hợp cho bệnh nhân xạ trị thực quản kỹ thuật xạ trị 4D nhịn thở thở 340 Tổng số 06 bệnh nhân ung thư thực quản có định xạ trị thông qua Hội đồng ung thư đa chuyên khoa (Tumorboard) từ tháng đến tháng 10 năm 2018 Bệnh viện ĐKQT Vinmec Times City Bảng Thông tin bệnh nhân xạ trị ung thư thực quản Bệnh nhân Số lượng Tỉ lệ % Nam 83,33% Nữ 16,67% Nhỏ 50 Lớn 65 Trung bình 58 ± 5,1 1/3 - - 1/3 66,7% 1/3 16,65% 1/3 16,65% Chụp xác minh 2D-KV 119 100% Chụp xác minh 3DCBCT 119 100% Thời gian nhịn thở trung bình 15 - 25 giây Giới tính Độ tuổi Vị trí khối u thực quản Chụp CT mô nhịn thở (BH: Breath Hold) Bệnh nhân đặt tư nằm ngửa đầu phía sử dụng vaclock, hai tay giơ cao lên đầu nắm lấy hai cột wingboard (CIVCO, Orange City, IA) Hệ thống đồng hóa nhịp thở RPM (Real-Time position management) bao gồm camera marker block (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA) sử dụng cho kỹ thuật BH Trước chụp mô phỏng, BN chụp huấn luyện quy trình quản lý thở để tái lập nhịn thở tối thiểu 15 giây lần Chụp CT mô máy Optima 580 (GE Medical System, Milwaukee, Wisconsin USA) Hai chuỗi ảnh CT không tiêm thuốc cản quang dùng để lập kế hoạch điều trị, có tiêm thuốc cản quang để bác sĩ vẽ quan trình lập kế hoạch Cả hai chuỗi ảnh thực bệnh nhân nhịn thở cuối thở TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ Hình Đặt tư cố định BN (trái) tín hiệu nhịn thở BN (phải) chụp CT mô BH Lập phê duyệt kế hoạch Phương pháp nghiên cứu hồi cứu Bác sĩ xạ trị tiến hành xác định thể tích bia (GTV, CTV, PTV), quan nguy (tim, gan, phổi,…) định liều Kỹ sư xạ trị thiết kế trường chiếu tính liều đảm bảo yêu cầu bác sĩ Các kế hoạch kiểm tra chất lượng phê duyệt trước đưa vào chiếu xạ cho bệnh nhân Dựa việc so sánh cặp ảnh 2D-kV với cặp ảnh DRR tương ứng theo mốc xương, sai số cài đặt từ buổi điều trị ghi nhận So sánh ảnh 3D-CBCT với ảnh chụp CT mô ban đầu theo mô mềm (thường sử dụng PTV), di động thực quản hàng ngày trình điều trị ghi nhận Xạ trị hàng ngày Trước chiếu xạ hành ngày theo kế hoạch phê duyệt, bệnh nhân chụp ảnh xác minh 2D-kV 3D-CBCT để đảm bảo độ xác việc cấp liều Tổng số 119 cặp hình ảnh 2D-kV 119 hình ảnh 3D-CBCT sử dụng để phân tích sai số cài đặt di động thực quản trình xạ trị hàng ngày Theo ICRU 62[1], việc mở biên từ CTV PTV cần tính đến độ xác vị trí CTV (IM: internal margin) độ xác cài đặt BN (SM: setup margin): CTV-PTVmargin = IM+SM Theo công thức van Herk: CTV-PTVmargin = 2,5Σtotal + 0,7σtotal[16,17], đó: sai số hệ thống (Σ: systematic error) xác định độ lệch chuẩn sai số cài đặt trung bình cho BN, sai số ngẫu nhiên (σ: random error) xác định trung bình độ lệch chuẩn cho BN Σ total = √(Σ2SM+Σ2IM), σtotal = √(σ2SM+σ2IM) KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Sai số cài đặt Hình Xác minh hình ảnh 2D-kV (trái) 3D-CBCT (phải) trước chiếu xạ TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM Trong 119 hình ảnh CBCT, giá trị trung bình SD lỗi thiết lập bệnh nhân là: 2,03 ± 1,53mm (tối đa 6mm), 2,07 ± 1,78mm (tối đa 8mm), 2,1 ± 1,97mm (tối đa 8mm) theo hướng AP, SI, LR tương ứng Tổng hợp (tất cả) SD xác định đơn giản mức trung bình SD riêng lẻ theo hướng Giá trị SD (=∑) của lỗi thiết lập tất 119 liệu 1,18mm (hướng dưới), 0,92mm (theo hướng ngoài), 2,28mm (theo hướng bên) tương ứng Tần số lỗi thiết lập >3mm trục dưới, dọc bên 15,12%, 17,64% 17,64% Sai số có xu hướng lên trên, vào trong, di động bên hạn chế có xu hướng sang phải (Hình 5) Các sai số cài đặt sau điều chỉnh dịch tự động trước chụp CBCT 341 XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ Bảng Sai số cài đặt theo hướng Hướng Vrt (AP) mm Lng (SI) mm Lat (LR) mm Sai số trung bình 2,03 2,07 2,1 Sai số lớn 6,00 8,00 8,00 Sai sô hệ thống, ∑SM 1,18 0,92 2,28 Sai số ngẫu nhiên, σSM 1,77 2,45 1,63 Hình Sai số cài đặt theo hướng (mm) Hình Biểu đồ thể xu hướng sai số cài đặt xảy theo hướng Di động thực quản Sự di động thực quản hàng ngày thực việc so sánh hình ảnh CBCT với CT lập kế hoạch điều trị 0,9 ± 0,85mm (tối đa 3mm) theo hướng dưới, 1.09 ± 0.85 mm (tối đa 4mm) hướng dọc 0.7 ± 0.79 (tối đa 4mm) theo hướng phải trái (Bảng 3) Các sai số lớn 3mm gần khơng có Di động thực quản có xu hướng vào sang trái, di động theo hướng phân bố theo hai phía (Hình 6) Bảng Di động thực quản theo hướng Hướng 342 Vrt (AP) mm Lng (SI) mm Lat (LR) mm Sai số trung bình 0,90 1,09 0.70 Sai số lớn 3,00 4,00 3,00 Sai số hệ thống, ∑IM 0,63 0,76 0,60 Sai số ngẫu nhiên, σIM 1,05 1,08 0,99 TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ Hình Biểu đổ thể di động thực quản theo hướng (mm) (trường hợp 11) hướng bên (trường hợp 3) Hình Biểu đồ thể xu hướng di động thực quản theo hướng THẢO LUẬN Sự cần thiết việc sử dụng IGRT để đánh giá lỗi thiết lập di động quan q trình xạ trị chứng minh tính khả thi hiệu việc sử dụng thực hành lâm sàng ngày Sự di động thực quản xảy nhịn thở Trong nghiên cứu chúng tôi, chuyển động thực quản hàng 0,9 ± TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 0,85mm (tối đa 3mm) theo hướng dưới, 1.09 ± 0.85mm (tối đa 4mm) hướng dọc 0.7 ± 0.79 (tối đa 4mm) theo hướng phải trái Các di động không lớn nhiên bỏ qua Các sai số có xu hướng theo chiều vào sang trái tác động sinh lý hô hấp bệnh nhân Nghiên cứu nghiên cứu đơn vị để đánh giá chuyển động thực quản với bệnh 343 XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ nhân vị trí nằm ngửa bàn điều trị điều trị nín thở hồn tồn Việc nhịn thở chủ động bệnh nhân phụ thuộc nhiều yếu tố: Tình trạng sức khỏe, tuổi, giới, tâm lý, khả nhịn thở, mức độ nhận thức, bệnh lý hơ hấp bệnh khác kèm theo… Vì kỹ thuật xạ trị 4D nhịn thở cuối thở áp dụng cho tất bệnh nhân ung thư thực quản có định xạ trị Với việc sử dụng dụng cụ cố định, hệ thống theo dõi nhịp thở RPM hệ thống IGRT gồm 2DKV 3D CBCT cho ngày điều trị mang đến xác cao hơn, chứng sai số setup di động thực quản nhỏ So sánh với kết việc điều trị ung thư thực quản thở tự với nghiên cứu làm trước thấy rõ khác biệt Vì việc chụp CBCT hàng ngày cần phải xem xét lại đặc biệt trường hợp điều trị xạ trị kỹ thuật nhịn thở cuối thở thiết kế trường chiếu theo kế hoạch 3D-CRT Vì việc chụp CBCT hàng ngày tăng thêm khoảng thời gian đáng kể Tuy nhiên hạn chế nghiên cứu số lượng bệnh nhân cịn chưa nhiều, vị trí ung thư thực quản 1/3 chưa có nên việc đánh giá tồn di động thực quản chưa đầy đủ Chúng tiếp tục thu thập liệu nghiên cứu đánh giá thêm KẾT LUẬN Việc điều trị cho bệnh nhân ung thư thực quản với kỹ thuật 4D nhịn thở cuối thở cho thấy hiệu việc hạn chế sai số cài đặt di động thực quản Dữ liệu hỗ trợ việc sử dụng mức mở biên (margin) điều trị ung thư thực quản kỹ thuật 4D nhịn thở thở 4,5mm chiều dưới, 5mm với chiều dọc 4,5mm theo chiều phải trái Ngoài ra, việc sử dụng CBCT kV hàng ngày điều để giảm thiểu lỗi thiết lập di động thực quản cần thiết TÀI LIỆU THAM KHẢO Hashimoto T, Shirato H, Kato M, Yamazaki K, Kurauchi N, Morikawa T, et al (2005): Real-time monitoring of a digestive tract marker to reduce adverse effects of moving organs at risk (OAR) in radiotherapy for thoracic and abdominal tumors Int J Radiat Oncol Biol Phys 2005; 61: 1559-64 Langen KM, Jones DT (2001): Organ motion and its management Int J Radiat Oncol Biol Phys 2001; 50: 265–78 344 Kahn D, Zhou S, Ahn SJ, Hollis D, Yu X, D’Amico TA, et al (2005): “Anatomically-correct” dosimetric parameters may be better predictors for esophageal toxicity than are traditional CTbased metrics Int J Radiat Oncol Biol Phys 2005; 62: 645–51 Dieleman EM, Senan S, Vincent A, Lagerwaard FJ, Slotman BJ, van Sörnsen de Koste JR (2007): Four-dimensional computed tomographic analysis of esophageal mobility during normal respiration Int J Radiat Oncol Biol Phys 2007; 67: 775–80 Amer A, Marchant T, Sykes J, Czajka J, Moore C (2007): Imaging doses from the Elekta Synergy X-ray cone beam CT system Br J Radiol 2007; 80: 476–82 AJCC (American Joint Committee on Cancer) Cancer Stag- ing Manual, 6th ed, Greene, FL, Page, DL, Fleming, ID, et al., editors New York: Springer-Verlag; 2002 pp 223–40 Stroom JC, Heijmen BJ (2002): Geometrical uncertainties, radiotherapy planning margins, and the ICRU-62 report Radiother Oncol 2002; 64: 75–83 Van Herk M, Remeijer P, Rasch C, Lebesque JV (2000): The probability of correct target dosage: Dose-population histograms for deriving treatment margins in radiotherapy Int J Radiat Oncol Biol Phys 2000; 47: 1121–35 Redpath AT, Muren LP (2005): An optimisation algorithm for determination of treatment margins around moving and deformable targets Radiother Oncol 2005; 77: 194–201 Xu F, Wang J, Bai S, Li Y, Shen Y, Zhong R, et al (2008): Detection of intrafractional tumour position error in radiotherapy uti- lizing cone beam computed tomography Radiother Oncol 2008; 89: 311–9 10 Guckenberger M, Meyer J, Vordermark D, Baier K,Wilbert J, Flentje M (2006): Magnitude and clinical relevance of translational and rotational patient setup errors: A cone-beam CT study Int J Radiat Oncol Biol Phys 2006; 65: 934–42 11 Welch RW, Gray JE (1982): Influence of respiration on recordings of lower esophageal sphincter pressure in humans Gastroenterology 1982; 83:590–4 12 Good E, Oral H, Lemola K, Han J, Tamirisa K, Igic P, et al (2005): Movement of the esophagus during left atrial catheter ablation for TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ atrial fibrillation J Am Coll Cardiol 2005;46: 2107-10 imaging using the 3D optical flow method Phys Med Biol 2004;49: 4147-61 13 Sasidharan S, Allison R, Jenkins T, Wolfe M, Mota H, Sibata C (2005): Interfraction esophagus motion study in image guided radiation therapy (IGRT) No 152 Proceedings of the 47th Annual ASTRO Meeting Int J Radiat Oncol Biol Phys 2005;63(Suppl):S91–S92 16 Pinkawa M, Pursch-Lee M, Asadpour B, Gagel B, Piroth MD, Klotz J, et al (2008): Imageguided radiotherapy for prostate cancer Implementation of ultrasound-based prostate locali- zation for the analysis of inter- and intrafraction organ motion Strahlenther Onkol 2008;184: 679-85 14 Giraud P, Yorke E, Ford EC, Wagman R, Mageras GS, Amols H, et al (2006): Reduction of organ motion in lung tumors with respiratory gating Lung Cancer 2006; 51: 41–51 15 Guerrero T, Zhang G, Huang TC, Lin KP (2004): Intrathoracic tumour motion estimation from CT TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM 17 Guckenberger M, Flentje M (2007): Intensitymodulated radiother- apy (IMRT) of localized prostate cancer: A review and future perspectives Strahlenther Onkol 2007;183: 57– 62 345 ... điều trị cho bệnh nhân ung thư thực quản với kỹ thuật 4D nhịn thở cuối thở cho thấy hiệu việc hạn chế sai số cài đặt di động thực quản Dữ liệu hỗ trợ việc sử dụng mức mở biên (margin) điều trị ung. .. nhiên, σSM 1,77 2,45 1,63 Hình Sai số cài đặt theo hướng (mm) Hình Biểu đồ thể xu hướng sai số cài đặt xảy theo hướng Di động thực quản Sự di động thực quản hàng ngày thực việc so sánh hình ảnh CBCT... số cài đặt di động thực quản trình xạ trị hàng ngày Theo ICRU 62[1], việc mở biên từ CTV PTV cần tính đến độ xác vị trí CTV (IM: internal margin) độ xác cài đặt BN (SM: setup margin) : CTV-PTVmargin