Assessment of megavoltage imaging dose to organs at risk in breast cancer radiotherapy.
乳癌放療每日 1MU MV 正側位影像會讓肺部多吃近 600mGy 劑量,放射師應縮減影像 FOV 並注意 bolus 擺放時機。
- 每日正側位 MV 驗證會使雙肺吸收高達 19.8 mGy,心臟吸收 10.1 mGy。
- 6 MV 具備皮膚保留效應,但若照相前先放 bolus 會破壞此效應致皮膚高劑量。
- 嚴格縮減 EPID 影像照野僅保留胸骨與肋骨標記,或改用 kV 影像系統驗證。
每天照一張正側位 1MU 的 MV 驗證影像,三十次療程下來雙側肺部居然會偷偷吃下將近 600 mGy 的額外劑量,且這些數字通常不會被算在治療計畫系統裡。這篇針對乳癌放射治療中危及器官(OAR)的劑量測量研究,直接點出了我們在控制台前每天按下影像擷取鍵時,最容易忽略的輻射負擔。當大家都在關注治療主射束如何避開周邊正常組織時,驗證影像所帶來的額外暴露,往往成為防護上的盲區。
每日正側位 1MU 驗證累積的隱藏肺部劑量
影像導航放射治療(IGRT)已經是目前放射腫瘤科的標準配備,為了確保每天的擺位與治療計畫一致,拍攝驗證影像幾乎是例行公事。研究團隊指出,許多單位仍常規使用每日正側位(Anterior = 1 MU, Lateral = 1 MU)的百萬伏特(MV)射門影像進行位置確認。這些看似微不足道的跳機單位,在長達三十次的標準分次療程中,累積起來可能提供 40 到 400 mSv 的額外劑量。這個範圍的變異取決於使用的射束能量、照野大小以及機器的具體參數設定。
從實際擺位來看,乳癌病患在治療床上的姿勢通常包含手臂上舉並使用乳房托架(Breast board)固定,這使得側位影像的射束勢必會穿透大量的胸腔組織。治療計畫系統(TPS)在運算劑量分佈時,首要目標是優化治療主射束,讓切線照野避開心臟與肺臟。然而,正位與側位的 MV 驗證影像射束卻是直直打穿病患的胸腔,這些用於確認骨骼標記的輻射,實際上直接命中了我們亟欲保護的危及器官。研究提到,在接受放射治療的癌症倖存者中,有高達 17% 至 19% 的患者可能會面臨後續的健康挑戰,其中約有 5% 的機率可能引發次發性惡性腫瘤。這個風險數據提醒我們,即便影像劑量低於治療劑量,仍需依循 ALARA(合理抑低原則,將輻射劑量控制在合理且可達成的最低水準)來執行每一次的影像擷取。
RANDO 假人與 EBT2 底片的 OAR 實際吸收數據
為了解析這段「隱藏劑量」的真實面貌,研究團隊使用了一具女性 RANDO® phantom(模擬人體組織密度與游離輻射吸收的假體)進行胸腔區域的模擬測量。他們設計了四種常見的臨床情境:左側乳房、右側乳房、左側胸壁以及右側胸壁的放射治療擺位。這四種情境涵蓋了保留乳房與全乳切除後的情境,因為不同的解剖構造與切線角度,可能會影響散射劑量的分佈。這對於我們理解不同病患群體的影像劑量差異至關重要。
在測量工具的選擇上,研究團隊將 Gafchromic EBT2 films(輻射變色膠片,免沖洗且具備高空間解析度)精確放置於假體的左肺、右肺、心臟、脊椎以及皮膚表面。使用膠片而非游離腔的好處在於,膠片可以提供二維的劑量分佈地圖,精準捕捉局部的高劑量熱區。每一次的影像拍攝皆使用標準的 6 MV X 射線光子束,並完整模擬正位與斜位(或側位)的影像擷取過程。實驗結果顯示,這四種臨床情境下的劑量測量值變異極小。這意味著無論今天是做左乳還是右胸壁,只要使用同一套正側位 1MU 的 MV 影像 protocol,危及器官吃到的影像劑量幾乎是固定的,主要的決定因素在於我們的影像擷取參數,而非病患的治療部位。
Table 1 肺部 19.8 mGy 與心臟 10.1 mGy 的取捨
把目光拉到研究測量出的具體數字,結果相當震撼。在單次(每日)的 MV 影像驗證中,雙側肺部吸收了最高的劑量,落在 18.4 到 19.8 mGy 之間。如果將這個數字乘上三十次的療程,肺部因為「拍照」而額外承受了近 600 mGy 的游離輻射。對於心臟而言,每日的吸收劑量介於 6.7 到 10.1 mGy 之間,整個療程下來也可能累積超過 300 mGy。我們在臨床上花費大量時間教導病患執行深吸氣閉氣技術(DIBH),為的就是把心臟劑量壓低,但如果每天的 MV 影像驗證又把 10 mGy 塞給心臟,這無疑是在抵銷 DIBH 帶來的防護效益。
從輻射生物學的角度來看,雖然三十天累積 600 mGy 的劑量,仍遠低於誘發輻射性肺炎或心包膜炎等確定性效應(Deterministic effects)的閾值(通常在數個 Gy 以上)。但胸腔器官對於機率性效應(Stochastic effects,如次發性癌症)相對敏感,且機率性效應是不存在安全閾值的。我們在操作 EPID(電子射門影像設備)時,必須意識到這 1MU 加上 1MU 的操作,對病患長期的健康風險仍有實質影響。這要求我們重新審視每日拍攝正側位 MV 影像的絕對必要性,或者至少在確保影像品質的前提下,盡可能調降每次拍攝的 MU 數。
6 MV 射束皮膚保留效應與擺位重現性的拉扯
若細看皮膚的劑量數據,會發現皮膚吸收的劑量最低,每日落在 4.7 到 5.9 mGy 之間。作者將這個相對較低的數值,歸因於 6 MV X 射線光子束的皮膚保留效應(Skin-sparing effect)。對於 6 MV 的光子束來說,最大劑量深度(Dmax)大約落在皮下 1.5 公分處,因此表皮能避開最高劑量的轟擊。然而,這正是放射師在擺位時必須特別警覺的陷阱。這個較低的皮膚劑量數據,是在假體表面沒有覆蓋任何增建游離物質的情況下測得的。
在臨床實務上,針對全乳切除後的胸壁治療,醫師經常會開立覆蓋 Bolus(組織假體,用於提升表面劑量)的處方,確保手術疤痕處能達到足夠的治療劑量。如果你在執行每日 MV 影像驗證前,就已經把 Bolus 鋪在病患胸壁上,那麼 6 MV 射束的皮膚保留效應就會被完全破壞!影像射束的 Dmax 會提早落在 Bolus 內部或皮膚表面,導致皮膚在驗證階段就吸收了極高的劑量,增加嚴重的皮膚紅腫或脫皮風險。此外,側位影像的射束如果穿透了乳房托架厚重的碳纖維邊緣,也會產生類似的增建效應。因此,放射師在擺位時必須精準控制成像射束的路徑,避免不必要的散射與增建。
明天機房的 EPID 影像優化與 FOV 縮減策略
面對這樣的數據,我們明天上班馬上能做的第一步,就是檢查控制台上的影像照野(FOV)設定。許多時候為了求方便,我們會把 MV 影像的 X/Y 軸 Jaws 打開到 20x20 cm 甚至更大,以獲取整個胸腔的全貌。但對於乳癌擺位驗證,我們真正需要對齊的骨性標記通常只有胸骨、鎖骨頭以及特定的肋骨邊緣。請嚴格執行 Collimation(準直儀縮減),將影像照野縮小到僅涵蓋必要的解剖構造,這能直接且大幅度地降低周邊肺部與心臟的散射劑量。
其次,強烈建議檢視機房內影像擷取設備的靈敏度與 QC 狀態。了解你機台 EPID 設備的 DQE(偵測量子效率,影像訊噪比指標),如果數位面板的狀況良好,我們甚至可以與物理師討論,將影像擷取的 MU 數從 1.0 降至 0.5 MU,只要骨性邊緣依然足以辨識即可。若你們的 LINAC 配備有 kV 級的平面影像系統或 CBCT,請積極推動以 kV 影像取代 MV 影像進行擺位驗證。kV 射束不僅能提供更佳的軟組織與骨骼對比度,其所帶來的輻射劑量也遠低於 MV 射束。最後,遇到需要使用 Bolus 的病患,務必落實「先照相驗證、後放 Bolus 再治療」的標準流程,確實保護病患的皮膚。
照野別全開,MV 驗證對準胸骨與肋骨就好;遇到加裝 bolus 的病患,先照完影像再放 bolus 才能保住皮膚的 6 MV 劑量保留效應!
補充數據視覺化
| 危及器官 (OAR) | 單日劑量範圍 (mGy) | 30次療程累積推估 (mGy) |
|---|---|---|
| 雙側肺臟 (Lungs) | 18.4 - 19.8 | 552 - 594 |
| 心臟 (Heart) | 6.7 - 10.1 | 201 - 303 |
| 皮膚 (Skin) | 4.7 - 5.9 | 141 - 177 |