XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ ĐÁNH GIÁ SAI SỐ CÀI ĐẶT TRONG XẠ TRỊ 3D-CRT UNG THƯ VÙNG TIỂU KHUNG SỬ DỤNG HƯỚNG DẪN HÌNH ẢNH 2D-KV NGUYỄN TRUNG HIẾU1, TRẦN BÁ BÁCH2, NGUYỄN ĐÌNH LONG2, NGUYỄN VĂN HÂN1, HÀ NGỌC SƠN1, NGUYỄN VĂN NAM1, ĐOÀN TRUNG HIỆP3 TĨM TẮT Mục đích: Đánh giá sai số cài đặt bệnh nhân xạ trị 3D-CRT vùng tiểu khung sử dụng hình ảnh hai chiều xác minh trước điều trị đề xuất “setup margin” tối ưu xạ trị vùng tiểu khung để đạt hiệu điều trị tốt Đối tượng phương pháp: 41 bệnh nhân ung thư phụ khoa trực tràng xạ trị kỹ thuật IGRT/3D-CRT nghiên cứu hồi cứu Chụp xác minh trước điều trị hình ảnh chiều thực lần/tuần Những hình ảnh so sánh với ảnh tái tạo chiều từ hình ảnh chụp CT mô dựa cấu trúc giải phẫu xương 563 cặp ảnh 2D-kV phân tích Sự di lệch trung bình, sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên Setup margin tính tốn Kết quả: “Setup margin” tính 4,6mm, 6,6mm, 6,9mm cho hướng trước-sau, đầu-chân, trái-phải tương ứng Đây mức “setup margin” tối thiểu đảm bảo cấp đủ liều vào mục tiêu tránh quan nguy cấp theo kế hoạch Kết luận: Hình ảnh 2D-kV cơng cụ hiệu giúp phát điều chỉnh xác vị trí bệnh nhân xạ trị vùng tiểu khung để đạt hiệu xạ trị cao Kết nghiên cứu cho thấy có xác cao cài đặt bệnh nhân xạ trị vùng tiểu khung Trung tâm xạ trị Vinmec Từ khóa: Sai số cài đặt, ung thư vùng tiểu khung, xác minh hình ảnh 2D-kV ABSTRACT Purpose: To assess three-dimensional setup errors in image-guided pelvic radiotherapy using kilovoltage two dimension planar (kV-2D) and propose optimum Setup margins in pelvic radiotherapy to achieve the best possible therapeutic ratio Materials and Methods: Fourty-one patients with gynecological and rectal cancers who were treated with IGRT/3D-CRT were included in the study 2D-kV was done twice a week and some of them was done daily These images were registered with the DRR images and translational errors were applied and recorded In all, 563 2D-kV images were studied The mean displacements, systematic and random errors and the margins of planning target volume were calculated from the variations in the setup Results: The Setup margins were 4.6, 6.6, and 6.9mm in anteroposterior, superoinferior, and lateral direction This allowed adequate dose delivery to the clinical target volume and the sparing of organ at risks Conclusion: The 2D-kV imaging is an effective tool to detect and correct accurately the location of patients in pelvic radiotherapy for high effective The results of the study showed high accuracy in set up patients in pelvic radiotherapy at Vinmec Radiation Therapy Center GIỚI THIỆU Xạ trị phương pháp quan trọng với phẫu thuật hóa trị điều trị ung thư tử cung, cổ tử cung trực tràng Xạ trị đạt hiệu cao đảm bảo lượng liều xạ tối đa phân bố, bao phủ toàn CTV (Clinical Target Volume) đồng thời giảm liều chiếu xạ nhiều tốt vào quan lành khác Để làm điều PTV (Planning Target Volume) 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 - Khoa Xạ trị - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City 352 TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ xác định cách mở rộng CTV theo hướng với biên độ để đảm bảo chắn toàn CTV bao phủ liều lượng kế hoạch, mà không chắn việc đặt bệnh nhân xác hay chưa di động quan bên (phần mở rộng thêm gọi “PTV margin”) Do đó, việc xác định biên độ mở rộng hợp lý từ CTV thành PTV quan trọng để không mở rộng làm ảnh hưởng đến quan lành Sai số cài đặt bệnh nhân dù không mong muốn khơng thể tránh q trình xạ trị Có loại sai số cài đặt: sai số ngẫu nhiên sai số hệ thống Các lỗi ngẫu nhiên đại diện cho biến đổi hàng ngày việc thiết lập bệnh nhân, xảy lần tên gọi khơng thể đốn trước Các lỗi hệ thống nguy hiểm chúng có ảnh hưởng tất ngày điều trị gây hại nghiêm trọng đến mô lành tăng khả tái phát khối u Các sai số cài đặt phụ thuộc vào nhiều yếu tố thay đổi thể bệnh nhân suốt trình điều trị; loại bệnh, vùng điều trị; kinh nghiệm người đặt bệnh nhân Và sai số góp phần ảnh hưởng đến việc xác định PTV margin Xạ trị hướng dẫn hình ảnh IGRT (Image Guided Radiotherapy) giải pháp giúp xác định sai số điều chỉnh vị trí kế hoạch trước phát tia điều trị Hiện nay, thường kết hợp sử dụng IGRT với kỹ thuật xạ trị 3D-CRT (three-dimension confomal radiotherapy) cách chụp ảnh xquang hai chiều (2D-kV) lần tuần Do đó, có ngày bệnh nhân khơng chụp xác minh trước điều trị khơng thể biết vị trí bệnh nhân có đảm bảo CTV nằm hồn tồn PTV hay khơng Ngồi sai số cài đặt sai số di động quan bên vùng chiếu xạ ảnh hưởng đến việc xác định PTV margin Tuy nhiên, phạm vi chúng tơi phân tích đến khía cạnh sai số cài đặt bênh nhân Mục đích nghiên cứu xác định sai số cài đặt bệnh nhân xạ trị ung thư vùng tiểu khung hướng dẫn hình ảnh đề xuất Setup margin tối ưu xạ trị vùng tiểu khung Trung tâm xạ trị Vinmec ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP Nghiên cứu hồi cứu tổng số 41 bệnh nhân ung thư tử cung, cổ tử cung trực tràng xạ trị Vinmec từ tháng 11/2014 đến tháng 7/2018; sử dụng kỹ thuật xạ trị 3D-CRT với 563 cặp ảnh 2D-kV chụp lần/ tuần số trường hợp chụp ngày TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM Cố định chụp CT mô Tất bệnh nhân chụp CT mô lấy liệu để lập kế hoạch Với xạ trị vùng tiểu khung, bệnh nhân chuẩn bị bàng quang với lượng nước tiểu đầy khả nhịn trước chụp mô Thông thường, cho bệnh nhân tiểu hết, sau yêu cầu bệnh nhân uống 500ml nước đợi khoảng tiếng Về trực tràng, quan thay đổi ngày, ảnh hưởng đến di động tử cung âm đạo; không chuẩn bị trực tràng ung thư phụ khoa khó khăn bất tiện bệnh nhân Còn bệnh nhân ung thư trực tràng làm rỗng trực tràng trước mô xạ trị Tất bệnh nhân cố định tư nằm ngửa Các bệnh nhân xạ trị theo kỹ thuật 3D-CRT nằm dụng cụ cố định Pelvis Board (Qfix) Dữ liệu ảnh CT quét máy chụp cắt lớp vi tính 16 dãy CT 580Optima hãng GE, độ dày lát cắt 2,5mm, có tiêm thuốc cản quang tĩnh mạch Hình Dụng cụ cố định xạ trị vùng tiểu khung (Qfix) Chụp xác minh trước điều trị Đối với xạ trị 3D-CRT, bệnh nhân chụp 2D-kV hai lần tuần Hình ảnh 2D-kV hình ảnh xquang với cấu trúc giải phẫu xương Chúng so sánh, đối chiếu với ảnh DRR (Digital Reconstruction Radiography) - tái tạo hình ảnh chiều giải phẫu xương từ ảnh chụp CT mô Các ảnh đặt chồng lên điều chỉnh với trùng khớp mốc giải phẫu xương Các số liệu sai số cài đặt tính tốn đưa để dịch chuyển bàn điều trị vị trí so với kế hoạch Trong này, sai lệch vị trí bệnh nhân tính tốn theo ba hướng: vertical (anterior-posterior - AP), longitudinal (superior-inferior - SI), latitude (left-right - LR) Một số nguy gây sai số khác xác hệ thống Laser, xác khí hay hiển thị khơng đề cập đến ảnh hưởng đến sai số cài đặt không đáng kể chúng QA định kỳ để đảm bảo độ xác đạt yêu cầu 353 XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ Xác minh hình ảnh chiều trước điều trị Giá trị trung bình theo hướng bệnh nhân Độ lệch chuẩn giá trị trung bình bệnh nhân sai số hệ thống cho toàn số mẫu nghiên cứu (Σ) Độ lệch chuẩn theo trục bệnh nhân riêng lẻ Trung bình độ lệch chuẩn tất bệnh nhân sai số ngẫu nhiên cho toàn số mẫu nghiên cứu (σ) Hình So sánh ảnh 2D-kV với ảnh DRR điều chỉnh vị trí tọa độ Tất sai số cài đặt hướng bệnh nhân thống kê lại Từ đó, giá trị sau tính tốn: Sai số ngẫu nhiên: Thể sai lệch ngày trình đặt bệnh nhân Sai số hệ thống: Thể sai lệch suốt trình điều trị Tất sai số tính tốn riêng biệt cho trục AP, SI, LR Từ liệu tính tốn, “Setup margin” tính cho trục theo cơng thức Van Herk: (2,5 Σ + 0,7 σ) Σ sai số hệ thống, σ sai số ngẫu nhiên Với công thức này, đảm bảo 95% liều bao phủ PTV 90% tổng số bệnh nhân KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Random errors (cm) Sự sai lệch vị trí đo từ 563 cặp ảnh chụp 2D-kV 41 bệnh nhân thống kê Các giá trị sai số ngẫu nhiên, sai số hệ thống toàn 41 bệnh nhân tính tốn riêng theo trục AP, SI, LR thể hình -0.3 Vertical direction (AP) 0.4 0.2 -0.2 -0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 System errors (cm) 354 TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHÓNG XẠ Random errors (cm) Lateral direction 0.5 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 System errors (cm) Hình Tồn sai số ngẫu nhiên sai số hệ thống 41 bệnh nhân theo hướng Vert, Long, Lat Các sai số trung bình độ lệch chuẩn theo trục thể bảng Sai số hệ thống cho hướng AP, SI, LR 0,13cm, 0,21cm, 0,21cm Sai số ngẫu nhiên theo hướng tương tự 0,18cm, 0,2cm, 0,25cm Chúng thấy sai số ngẫu nhiên lớn sai số hệ thống Điều tốt cho thấy sai số ngày điều trị lớn xét tổng thể toàn ngày điều trị sai số nhỏ ổn định Bảng Sai số trung bình độ lệch chuẩn theo trục (cm) Hướng AP SI LR Mean SD Mean SD Mean SD n 41 41 41 41 41 41 Mean 0,06 0,18 0,05 0,2 -0,02 0,25 SD 0,13 0,06 0,21 0,09 0,21 0,09 Từ đó, Setup margin tính tốn theo công thức Van Herk kết 0,46cm, 0,66cm 0,69cm cho hướng AP, SI, LR tương ứng Hiện nay, Trung tâm xạ trị Vinmec áp dụng cách lấy CTV-PTV margin cho xạ trị 3D vùng tiểu khung 0,8cm - 1,0cm cho tất hướng So sánh với kết tính tốn cho thấy: PTV margin mà áp dụng từ trước đến lớn đáng kể so với Setup margin, đảm bảo liều xạ phân bố theo kế hoạch Ngoài ra, kết thu từ nghiên cứu gợi ý việc giảm bớt PTV margin so với trước đặc biệt theo hướng AP Ngồi ra, có 14% số lần chụp có sai số lớn 5mm tổng số tất lần chụp nghiên cứu (79/563) Đây giới hạn sai số cho phép xạ trị kỹ thuật 3D-CRT vùng tiểu khung Trung tâm xạ trị Vinmec Tỷ lệ mức trung bình so với số nghiên cứu tương tự: Stromberger C 5%, Laursen 9%, L Thasanthan 22% Volker Rudat 27% Có trường hợp tổng số 41 bệnh nhân thống kê (chiếm 7,3%) TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM có tỷ lệ đáng kể 25%, 30% 41% số lần chụp so với bệnh nhân có hướng có sai số >7mm (tương đương setup margin tính khơng có có khơng đáng kể lần chụp có sai số 7mm Tỷ lệ sai số cao số trường hợp lưu ý nên tăng tần suất chụp xác minh trước điều trị để tăng hiệu điều trị giảm biến chứng mô lành cho bệnh nhân Các thông số sai số hệ thống, sai số ngẫu nhiên setup margin phân tích nghiên cứu tương tự Santanam, Laursen, Nidhi Patni Một bảng so sánh với kết đưa bảng Bảng So sánh Σ, σ, Setup margin với số nghiên cứu khác (cm) Sai số hệ thống Sai số ngẫu nhiên Setup margin Hướng Santanam Laursen Nidhi Patni Vinmec AP 0,24 0,36 0,2 0,13 SI 0,36 0,26 0,35 0,21 LR 0,37 0,29 0,19 0,21 AP 0,31 0,36 0,12 0,18 SI 0,38 0,24 0,23 0,2 LR 0,33 0,32 0,13 0,25 AP 0,6 1,16 0,584 0,46 SI 0,81 0,82 1,036 0,66 LR 0,95 0,96 0,566 0,69 Kết so sánh cho thấy sai số ngẫu nhiên, sai số hệ thống Vinmec đếu tương đương nhỏ đáng kể so với nghiên cứu khác Dù nghiên cứu sử dụng cơng cụ chụp hướng dẫn hình ảnh khác hay dụng cụ cố định khác kết cho thấy xác cài đặt bệnh nhân xạ trị 3D vùng tiểu khung Trung tâm xạ trị Vinmec cao Và 355 XẠ TRỊ - KỸ THUẬT PHĨNG XẠ đó, mức Setup margin đề xuất nhỏ so với nghiên cứu tương tự so sánh Ở đây, đề xuất Setup margin cho xạ trị 3D-CRT vùng tiểu khung 0,6cm cho hướng AP, 0,8cm cho hướng SI 0,8cm cho hướng LR Laursen LV, Elstrøm UV, Vestergaard A, Muren LP, Petersen JB, Lindegaard JC, et al Residual rotational set-up errors after daily cone-beam CT image guided radiotherapy of locally advanced cervical cancer Radiother Oncol 2012 KẾT LUẬN Stromberger C, Gruen A, Wlodarczyk W, Budach V, Koehler C, Marnitz S Optimizing image guidance frequency and implications on margins for gynecologic malignancies Radiat Oncol 2013 Hình ảnh 2D-kV cơng cụ hiệu giúp phát điều chỉnh xác vị trí bệnh nhân xạ trị vùng tiểu khung để đạt hiệu xạ trị cao Kết nghiên cứu cho thấy có xác cao cài đặt bệnh nhân xạ trị vùng tiểu khung Trung tâm xạ trị Vinmec Tuy nhiên, số trường có sai số cài đặt lớn nên cân nhắc tăng tần suất chụp xác minh trước điều trị TÀI LIỆU THAM KHẢO Stroom JC, Heijmen BJ Geometrical uncertainties, radiotherapy planning margins, and the ICRU-62 report Radiother Oncol 2002 Van Herk M Errors and margins in radiotherapy Semin Radiat Oncol 2004 Van Herk M, Remeijer P, Lebesque JV Inclusion of geometric uncertainties in treatment plan evaluation Int J Radiat Oncol Biol Phys 2002 Santanam L, Esthappan J, Mutic S, Klein EE, Goddu SM, Chaudhari S, et al Estimation of setup uncertainty using planar and MVCT imaging for gynecologic malignancies Int J Radiat Oncol Biol Phys 2008 356 Stroom JC, Olofsen-van Acht MJ, Quint S, Seven M, de Hoog M, Creutzberg CL, et al Online set-up corrections during radiotherapy of patients with gynecologic tumors Int J Radiat Oncol Biol Phys 2000 Nidhi Patni, Nagarjuna Burela, Rajesh Pasricha, Jaishree Goyal, Tej Prakash Soni, T Senthil Kumar, T Natarajan Assessment of threedimensional setup errors in image-guided pelvic radiotherapy for uterine and cervical cancer using kilovoltage cone-beam computed tomography and its effect on planning target volume margins Journal of cancer research and therapeutics 2017 Xiang zhang, Gou-ping Shan, Ji-ping Liu, Binbing Wang Margin evaluation of translational and rotational set-up errors in intensity modulated radiotherapy for cervical cancer Springerplus 2016 TẠP CHÍ UNG THƯ HỌC VIỆT NAM ... sai số cài đặt bênh nhân Mục đích nghiên cứu xác định sai số cài đặt bệnh nhân xạ trị ung thư vùng tiểu khung hướng dẫn hình ảnh đề xuất Setup margin tối ưu xạ trị vùng tiểu khung Trung tâm xạ. .. 2013 Hình ảnh 2D-kV cơng cụ hiệu giúp phát điều chỉnh xác vị trí bệnh nhân xạ trị vùng tiểu khung để đạt hiệu xạ trị cao Kết nghiên cứu cho thấy có xác cao cài đặt bệnh nhân xạ trị vùng tiểu khung. .. ra, có 14% số lần chụp có sai số lớn 5mm tổng số tất lần chụp nghiên cứu (79/563) Đây giới hạn sai số cho phép xạ trị kỹ thuật 3D-CRT vùng tiểu khung Trung tâm xạ trị Vinmec Tỷ lệ mức trung bình