Bài viết trình bày đánh giá sai số cài đặt và di động của thực quản hằng ngày nhằm xác định PTV margin trong kỹ thuật xạ trị 4D nhịn thở cuối thì thở ra ung thư thực quản. Đối tượng và phương pháp: Tổng số 6 bệnh nhân ung thư thực quản có chỉ định xạ trị thông qua Hội đồng ung thư đa chuyên khoa (Tumorboard) từ tháng 7 đến tháng 10 năm 2018 tại Bệnh viện ĐKQT Vinmec Times City.
Trang 1ĐÁNH 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 và di động của thực quản hàng ngày nhằm xác định PTVmargin trong kỹ
thuật xạ trị 4D nhịn thở cuối thì thở ra ung thư thực quản
Đối tượng và phương pháp: Tổng số 6 bệnh nhân ung thư thực quản có chỉ định xạ trị thông qua Hội
đồng ung thư đa chuyên khoa (Tumorboard) từ tháng 7 đến tháng 10 năm 2018 tại Bệnh viện ĐKQT Vinmec Times City Các bệnh nhân được chụp CT mô phỏng trên máy Optima 580, sử dụng hệ thống quản lý nhịp thở RPM và bộ dụng cụ cố định BN xạ trị ProLock Chụp xác minh 2D-kV, 3D-CBCT sử dụng hệ thống OBI trên máy gia tốc Clinac iX với 119 bộ hình ảnh 3D-CBCT và 119 cặp hình ảnh 2D-kV
Kết quả: Sai số cài đặt trung bình theo các hướng AP (trước sau), SI (trên dưới) và LR (trái phải) lần lượt
là 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 của thực quản hàng ngày so sánh CBCT với CT lập kế hoạch xạ trị là 0,9 ± 0,85mm (tối đa 3mm), 1,09 ± 0,85mm (tối đa 4mm) và 0,7 ± 0,79 (tối đa 4mm) theo các hướng AP, SI và LR tương ứng
Kết luận: Lề điều trị (PTV margin) với xạ trị ung thư thực quản bằng kỹ thuật xạ trị 4D nhịn thở thì thở ra tại
trung tâm của chúng tôi là 4,5mm đối với chiều trên dưới, 5mm với chiều dọc và 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 6 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
1Kỹ thuật viên Xạ trị - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City
2Kỹ sư Xạ trị - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Times City
Trang 2trường chiếu xạ cần phải mở rộng lề điều trị Việc
này cũng đồng nghĩa với việc tăng liều chiếu xạ cho
các cơ quan lân cận dẫn tới tăng các tác dụng phụ
không mong muốn Vì vậy việc quản lý, hạn chế di
động của khối u là vấn đề hết sức cần thiết giúp cho
quá trình xạ trị được chính xác hơn, ngoài ra việc
quản lý tốt di động khối u sẽ giúp đưa ra một thông
số về lề điều trị thích hợp để giảm những độc tố cho
những cơ quan lân cận
Đối với các khối u vùng thực quản, do thực
quản là một cơ quan di động, chịu nhiều tác động từ
các hoạt động sinh lý như: nhu động ruột, sự co bóp
dạ dày, hoạt động hô hấp và hoạt động của tim,
hành động nuốt, sự lưu thông máu trong động mạch
chủ ngực và bụng Những hành động này không
thể được đánh giá trong khi bệnh nhân xạ trị Để
kiểm soát, hạn chế di động của thực quản trong quá
trình xạ trị có nhiều phương pháp: nhịn thở chủ động
hoặc sử dụng một số dụng cụ đặc biệt nhằm hạn
chế sự di dộng của cơ hoành, các nhu động ruột, dạ
dày… Việc sử dụng các dụng cụ ép thường không
ổn định và gây khó chịu cho bệnh nhân nên không
được sử dụng nhiều Vì thế việc điều trị cho bệnh
nhân khi bệnh nhân nhịn thở chủ động luôn là biện
pháp ưu tiên tại trung tâm của chúng tôi Việc nhịn
thở có thể kiểm soát và hạn chế di động của thực
quản, tuy nhiên không thể khẳng định chắc chắn
rằng thực quản sẽ hoàn toàn bất động khi nhịn thở
vì khi chúng ta nhịn thở thì tim và hệ thống mạch
máu vẫn còn hoạt động
Vì vậy theo dõi, đánh giá sự di động của thực
quản trong khi bệnh nhân nhịn thở là một việc làm
cần thiết giúp đưa ra mức mở biên (margin) phù hợp
cho những bệnh nhân xạ trị thực quản bằng kỹ thuật
xạ trị 4D nhịn thở thì thở ra
ung thư thực quản
Giới tính Nam 5 83,33%
Độ tuổi
Nhỏ nhất 50 Lớn nhất 65 Trung bình 58 ± 5,1
Vị trí khối u thực quản
1/3 giữa
1/3 dưới 1 16,65% 1/3 giữa 1 16,65% Chụp xác
Chụp xác minh 3D- CBCT
119 100%
Thời gian nhịn thở trung bình
15 - 25 giây
Chụp CT mô phỏng nhịn thở (BH: Breath Hold)
Bệnh nhân được đặt tư thế nằm ngửa đầu phía trên sử dụng vaclock, hai tay giơ cao lên đầu nắm lấy hai cột của wingboard (CIVCO, Orange City, IA)
Hệ thống đồng bộ hóa nhịp thở RPM (Real-Time position management) bao gồm camera và marker block (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA) được
sử dụng cho kỹ thuật BH Trước khi chụp mô phỏng, các BN chụp được huấn luyện quy trình quản lý thở
để có thể tái lập nhịn thở tối thiểu 15 giây trong 5 lần Chụp CT mô phỏng trên máy Optima 580 (GE Medical System, Milwaukee, Wisconsin USA) Hai chuỗi ảnh CT một không tiêm thuốc cản quang dùng
để lập kế hoạch điều trị, một có tiêm thuốc cản quang để bác sĩ vẽ các cơ quan trong quá trình lập
kế hoạch Cả hai chuỗi ảnh đều được thực hiện khi bệnh nhân nhịn thở cuối thì thở ra
Trang 3Hình 1 Đặt tư thế và cố định BN (trái) và tín hiệu nhịn thở của BN (phải) trong chụp CT mô phỏng BH
Lập và phê duyệt kế hoạch
Bác sĩ xạ trị tiến hành xác định các thể tích bia
(GTV, CTV, PTV), các cơ quan nguy cơ
(tim, gan, phổi,…) và ra chỉ định liều Kỹ sư xạ trị
thiết kế trường chiếu và tính liều đảm bảo yêu cầu
của bác sĩ Các kế hoạch được kiểm tra chất lượng
và phê duyệt trước khi đưa vào chiếu xạ cho bệnh
nhân
Xạ trị hàng ngày
Trước khi chiếu xạ hành ngày theo kế hoạch
đã được phê duyệt, bệnh nhân được chụp ảnh
xác minh 2D-kV và 3D-CBCT để đảm bảo
độ chính xác trong việc cấp liều Tổng số 119 cặp
hình ảnh 2D-kV và 119 bộ hình ảnh 3D-CBCT đã
được sử dụng để phân tích sai số cài đặt và sự
di động của thực quản trong quá trình xạ trị hàng
ngày
Hình 2 Xác minh hình ảnh 2D-kV (trái) và
3D- CBCT (phải) trước khi chiếu xạ
Phương pháp nghiên cứu hồi cứu
Dựa trên việc so sánh các cặp ảnh 2D-kV với các cặp ảnh DRR tương ứng theo các mốc xương, các sai số cài đặt trong từ buổi điều trị được ghi nhận So sánh bộ ảnh 3D-CBCT với bộ ảnh chụp CT mô phỏng ban đầu theo
mô mềm (thường sử dụng PTV), sự di động của thực quản hàng ngày trong quá trình điều trị được ghi nhận
Theo ICRU 62[1], việc mở biên từ CTV ra PTV cần tính đến độ chính xác vị trí CTV (IM: internal margin) cũng như độ chính xác cài đặt BN (SM: setup margin): CTV-PTVmargin = IM+SM Theo công thức van Herk: CTV-PTVmargin = 2,5Σtotal + 0,7σtotal[16,17], trong đó: sai số hệ thống (Σ: systematic error) được xác định bằng
độ lệch chuẩn của các sai số cài đặt trung bình cho từng BN, sai số ngẫu nhiên (σ: random error) được xác định bằng trung bình của các
độ lệch chuẩn cho từng BN Σtotal = √(Σ2SM+Σ2IM),
σtotal = √(σ2
SM+σ2
IM)
K ẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Sai số cài đặt
Trong 119 bộ hình ảnh CBCT, giá trị trung bình
và SD của 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 các hướng
AP, SI, LR tương ứng Tổng hợp (tất cả) SD được xác định đơn giản là mức trung bình của từng SD riêng lẻ theo từng hướng Giá trị của SD (=∑) của của lỗi thiết lập trong tất cả 119 dữ liệu là 1,18mm (hướng trên dưới), 0,92mm (theo hướng trong ngoài), và 2,28mm (theo hướng bên) tương ứng Tần số của các lỗi thiết lập >3mm trên trục trên dưới, dọc và bên là 15,12%, 17,64% và 17,64% Sai số có
xu hướng lên trên, vào trong, di động bên rất hạn chế có xu hướng sang phải (Hình 5) Các sai số cài đặt sau khi được điều chỉnh sẽ được dịch tự động trước khi chụp CBCT
Trang 4Hình 3 Sai số cài đặt theo 3 hướng (mm)
Hình 4 Biểu đồ thể hiện xu hướng sai số cài đặt xảy ra theo 3 hướng
Di động của thực quản
Sự di động của thực quản hàng ngày được thực hiện bằng việc so sánh giữa hình ảnh CBCT với CT lập
kế hoạch điều trị là 0,9 ± 0,85mm (tối đa 3mm) theo hướng trên dưới, 1.09 ± 0.85 mm (tối đa 4mm) trong hướng dọc và 0.7 ± 0.79 (tối đa 4mm) theo hướng phải trái (Bảng 3) Các sai số lớn hơn 3mm gần như không
có Di động của thực quản có xu hướng vào trong và sang trái, di động theo hướng trong ngoài phân bố đều theo hai phía (Hình 6)
B ảng 3 Di động thực quản theo 3 hướng
Sai số hệ thống, ∑IM 0,63 0,76 0,60
Sai số ngẫu nhiên, σIM 1,05 1,08 0,99
Trang 5Hình 5 Biểu đổ thể hiện di động của thực quản theo 3 hướng (mm) (trường hợp 6 và 11)
và hướng bên (trường hợp 3)
Hình 6 Biểu đồ thể hiện xu hướng di động của thực quản ra theo 3 hướng
THẢO LUẬN
Sự cần thiết của việc sử dụng IGRT để đánh
giá các lỗi thiết lập và sự di động của các cơ quan
trong quá trình xạ trị chứng minh tính khả thi và hiệu
quả của việc sử dụng nó trong thực hành lâm sàng
hằng ngày
Sự di động của thực quản vẫn xảy ra ngay cả
khi chúng ta nhịn thở Trong nghiên cứu
0,85mm (tối đa 3mm) theo hướng trên dưới, 1.09 ± 0.85mm (tối đa 4mm) trong hướng dọc và 0.7 ± 0.79 (tối đa 4mm) theo hướng phải trái Các di động này không quá lớn tuy nhiên cũng không thể bỏ qua nó Các sai số có xu hướng theo chiều vào trong và sang trái có thể do tác động sinh lý hô hấp của bệnh nhân
Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên tại đơn
vị để đánh giá chuyển động thực quản với bệnh
Trang 6Với việc sử dụng các dụng cụ cố định, hệ thống
theo dõi nhịp thở RPM và hệ thống IGRT gồm
2D-KV và 3D CBCT cho mỗi ngày điều trị đã mang đến
sự chính xác cao hơn, bằng chứng là các sai số
setup cũng như các di động của thực quản là rất
nhỏ So sánh với các kết quả của việc điều trị ung
thư thực quản thở tự do với các nghiên cứu đã được
làm trước đó thì thấy rõ được sự khác biệt Vì vậy
việc chụp CBCT hàng ngày được cần phải được
xem xét lại đặc biệt đối với các trường hợp điều trị
xạ trị bằng kỹ thuật nhịn thở cuối thì thở ra nhưng
thiết kế trường chiếu theo kế hoạch 3D-CRT
Vì việc chụp CBCT hàng ngày sẽ tăng thêm một
khoảng thời gian đáng kể
Tuy nhiên hạn chế trong nghiên cứu này do số
lượng bệnh nhân còn chưa nhiều, vị trí ung thư thực
quản 1/3 trên vẫn chưa có nên việc đánh giá toàn bộ
di động thực quản chưa được đầy đủ Chúng tôi sẽ
tiếp tục thu thập dữ liệu và nghiên cứu đánh giá
thêm
K ẾT LUẬN
Việc điều trị cho bệnh nhân ung thư thực quản
với kỹ thuật 4D nhịn thở cuối thì thở ra đã cho thấy
hiệu quả của việc hạn chế sai số cài đặt cũng như di
động của thực quản Dữ liệu của chúng tôi hỗ trợ
việc sử dụng mức mở biên (margin) trong điều trị
ung thư thực quản bằng kỹ thuật 4D nhịn thở thì thở
ra là 4,5mm đối với chiều trên dưới, 5mm với chiều
dọc và 4,5mm theo chiều phải trái Ngoài ra, việc sử
dụng CBCT và kV hàng ngày trong điều để giảm
thiểu lỗi thiết lập và di động của thực quản là rất cần
thiết
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 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
1 Langen KM, Jones DT (2001): Organ motion
and its management Int J Radiat Oncol Biol
Phys 2001; 50: 265–78
analysis of esophageal mobility during normal respiration Int J Radiat Oncol Biol Phys 2007; 67: 775–80
4 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
5 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
6 Stroom JC, Heijmen BJ (2002): Geometrical uncertainties, radiotherapy planning margins, and the ICRU-62 report Radiother Oncol 2002; 64: 75–83
7 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
8 Redpath AT, Muren LP (2005): An optimisation algorithm for determination of treatment margins around moving and deformable targets Radiother Oncol 2005; 77: 194–201
9 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 Gastro- enterology 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
Trang 7atrial fibrillation J Am Coll Cardiol 2005;46:
2107-10
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
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
imaging using the 3D optical flow method Phys Med Biol 2004;49: 4147-61
16 Pinkawa M, Pursch-Lee M, Asadpour B, Gagel
B, Piroth MD, Klotz J, et al (2008): Image-guided 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
17 Guckenberger M, Flentje M (2007): Intensity-modulated radiother- apy (IMRT) of localized prostate cancer: A review and future perspectives Strahlenther Onkol 2007;183: 57–
62