早期乳腺癌保乳術(shù)后不同固定裝置下全乳照射的擺位誤差分析

胡乃軍，蔡 鋼，2，許 青，陳佳藝，2

1.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科，復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系，上海200032；2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院放療科，上海 200025

早期乳腺癌保乳術(shù)后不同固定裝置下全乳照射的擺位誤差分析

胡乃軍1，蔡 鋼1，2，許 青1，陳佳藝1，2

1.復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科，復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系，上海200032；2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院放療科，上海 200025

背景與目的：準(zhǔn)確的靶區(qū)位置是乳腺癌精確放療的重要影響因素。本研究利用電子射野影像系統(tǒng)（electronic portal imaging device，EPID）測量乳腺托架和手臂托架兩種不同體位固定狀態(tài)下全乳放療前、后的擺位誤差，并對比其差別。方法：選擇12例接受保乳術(shù)后調(diào)強(qiáng)放療的乳腺癌患者，6例體位固定裝置使用乳腺托架，6例使用手臂托架，在患者分次放療前、后拍攝切線野的電子射野影像片（electronic portal imaging，EPI），將得到的EPI和數(shù)字重建圖像（digitally reconstructed radiograph，DRR）進(jìn)行配準(zhǔn)，計算擺位誤差，并進(jìn)行比較。結(jié)果：手臂托架組的水平與垂直方向的位移分布分別為＞5 mm：0和0；3～5 mm：6.6%和4.9%；＜3 mm：93.4%和95.1%。乳腺托架組的水平與垂直方向的位移分布分別為＞5 mm：6.7%和3.3%；3～5 mm：45.0%和23.3%；＜3 mm：48.3%和73.3%。手臂托架組在放療前EPI得到的水平與垂直方向的平均位移值小于乳腺托架組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000，P=0.006）。兩組放療前、后分次內(nèi)均存在位移，水平方向的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.003，P=0.008），且手臂托架組在放療前、后分次內(nèi)的位移差值優(yōu)于乳腺托架組，水平方向的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000）。結(jié)論：乳腺托架、手臂托架均有較好的全乳放療擺位重復(fù)性和準(zhǔn)確性，手臂托架在放療前及分次內(nèi)的位移優(yōu)于乳腺托架，更適宜全乳放射治療的體位固定。

乳腺托架；手臂托架；擺位誤差；乳腺腫瘤；全乳放射治療

在現(xiàn)代精確放射治療的實施過程中，體位固定已成為保障分次治療期間體位重復(fù)性和準(zhǔn)確性的重要環(huán)節(jié)，在靶區(qū)勾畫的邊界定義中，各個治療中心不同解剖部位的擺位誤差和分次治療間的體位誤差是界定臨床靶區(qū)（clinical target volume，CTV）向計劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）外擴(kuò)邊界的重要依據(jù)。早期乳腺癌保乳術(shù)后的全乳放療可以降低2/3的局部復(fù)發(fā)率，并且轉(zhuǎn)化成生存獲益。合理的全乳放療體位固定技術(shù)能提高患者舒適度，減少擺位誤差。目前常用的裝置包括真空氣墊、乳腺托架和手臂托架等，其中乳腺托架在臨床和科研中應(yīng)用較廣，患者體位穩(wěn)定且重復(fù)性好［1］，但在使用過程中稍顯繁瑣；手臂托架則具有更輕巧和易操作的優(yōu)勢。為了比較上述兩種體位固定裝置在全乳放療擺位中的優(yōu)劣，本研究利用電子射野影像系統(tǒng)（electronic portal imaging device，EPID）對乳腺托架和手臂托架兩種不同體位固定狀態(tài)下全乳放療前、后的擺位誤差進(jìn)行了比較研究。

1 資料和方法

1.1 入組標(biāo)準(zhǔn)

入組患者均為女性，年齡18～70歲，在單側(cè)乳腺非浸潤性癌或早期浸潤性乳腺癌保乳術(shù)后，經(jīng)前哨淋巴結(jié)活檢或腋窩淋巴結(jié)清掃證實腋窩淋巴結(jié)無轉(zhuǎn)移，上肢功能良好。

1.2 一般資料

2013年2月—2013年4月復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科連續(xù)收治的12例早期乳腺癌保乳術(shù)后患者，其中左乳腺癌5例，右乳腺癌7例，年齡27～56歲（中位年齡45歲），ECOG評分＜2，患者手臂活動度好。根據(jù)擺位固定裝置隨機(jī)分成手臂托架組（A組）和乳腺托架組（B組）。

1.3 設(shè)備

85 cm孔徑40排螺旋CT模擬機(jī)和PINNACLE 8.0治療計劃系統(tǒng)均購自荷蘭Philips公司，Precise Synergy直線加速器購自瑞典Elekta公司，MED-TEC 350乳腺托架或MT-SIN posirest手臂托架均購自美國CIVCO公司（圖1），IVIEW EPID系統(tǒng)購自瑞典Elekta公司。

圖 1 兩種乳腺癌保乳術(shù)后擺位固定裝置Fig. 1 Two immobilization devices for radiation after breastconserving surgery

1.4 治療方法

1.4.1 體位固定

A組：患者仰臥位，頭不偏，上身裸露平躺于MT-SIN posirest手臂托架，雙上臂外展上舉，調(diào)整固定裝置至雙上臂外展刻度。B組：患者仰臥位，頭不偏，上身裸露平躺于MED-TEC 350乳腺托架，雙上臂外展上舉≥90o，調(diào)整托架高度至最低，與床面成同一水平，并調(diào)整頭枕、雙側(cè)上臂、腕部和臀部等位置。上述定位均在自主呼吸下完成，患者自覺體位自然舒適。

1.4.2 CT定位及治療計劃

由同一名高年資醫(yī)師在患者體表放置標(biāo)記點，標(biāo)明靶區(qū)的上、下、左、右界以及激光擺位標(biāo)志。行CT模擬定位，層厚為5 mm，掃描范圍自環(huán)甲膜至乳腺皺褶下5 cm，CT圖像經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至PINNACLE 8.0治療計劃系統(tǒng)，參照RTOG標(biāo)準(zhǔn)勾畫患側(cè)全乳、心和肺等關(guān)鍵器官，制定治療計劃，采用以切線野為主的4～6個射野的逆向調(diào)強(qiáng)適形放療技術(shù)。

1.4.3 擺位及驗證

所有患者在首次治療前接受EPID驗證，根據(jù)治療計劃選擇內(nèi)切和外切角度射野各一拍攝驗證片，勾畫胸壁和乳腺表面輪廓，和放療計劃內(nèi)、外切線野的數(shù)字重建圖像（digitally reconstructed radiograph，DDR）對比，要求垂直和水平位移不超過3 mm則開始治療。如果位移誤差超過5 mm則由主管醫(yī)師在模擬機(jī)下重新核對。開始放療后，每周2次對所選擇的內(nèi)、外切線野分別在該分次照射前、后拍攝電子射野影像片（electronic portal imaging，EPI），并按照與初次治療相同的方式將EPI和DRR比對，收集上述每位患者每次放療前、后拍攝EPI的水平與垂直方向的擺位誤差絕對值，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和比較。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，兩組的位移對比采用t檢驗，分次內(nèi)位移對比采用配對t檢驗。

2 結(jié) 果

2.1 EPI

12例患者治療期間共拍攝484張EPI，包括內(nèi)、外切野各242張，其中采用手臂托架244張，乳腺托架240張；分次放療前、后各242張。將242張內(nèi)切野EPI用于數(shù)據(jù)分析。其中水平方向位移在射野中心肺厚度（central lung distance，CLD）方向測量，垂直方向位移在中心軸的頭腳方向測量。

2.2 兩組放療前的位移分布

A組的水平與垂直方向的位移分布為＞5 mm：0和0；3～5 mm：6.6%和4.9%；＜3 mm：93.4%和95.1%；B組的水平與垂直方向的位移分布為＞5 mm：6.7%和3.3%；3～5 mm：45.0%和23.3%；＜3 mm：48.3%和73.3%（表1，圖2）。

表 1 兩組放療前的水平與垂直方向的EPI片位移程度分布Tab. 1 Setup variations of the electronic portal images between two groups before fractionated radiation in both horizontal and vertical directions［n（%）］

圖 2 兩組放療前的水平與垂直方向的位移分布Fig. 2 Setup variations between two groups before fractionated radiation in both horizontal and vertical directions

2.3 不同固定裝置下放療前的位移數(shù)值比較

分別計算所有61張手臂托架組和60張乳腺托架組的內(nèi)切野EPI在水平和垂直方向的位移數(shù)值，并進(jìn)行組間比較；同時對兩個方向的位移分別以原始坐標(biāo)為原點，向兩側(cè)方向分別計算位移的絕對距離，收集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果見表2。無論是水平位移還是垂直位移，不計方向的絕對位移數(shù)值比較顯示，乳腺托架組明顯高于手臂托架組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.001，P=0.006）。

2.4 兩組放療前、后的分次內(nèi)位移的比較

手臂托架組放療后的分次內(nèi)位移水平與垂直方向的平均位移分別為（1.65±1.19）和（1.53±1.27） mm，放療前、后在水平方向的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.003，表3）；乳腺托架組放療后的分次內(nèi)位移水平與垂直方向的平均位移分別為（2.21±1.39）和（1.87±1.56） mm，放療前、后在水平方向的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.008，表3）。兩組放療前、后水平方向分次內(nèi)位移差值的平均絕對值分別為（1.16±0.83）和（2.12±1.56） mm，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000），垂直方向分別為（1.11±1.00）和（1.42±1.04） mm，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.098，表4）。

表 2 兩組放療前的水平與垂直方向的位移比較Tab. 2 The differences of interfraction variations between two groups before fractionated radiation in both horizontal and vertical directions

表 3 兩組放療前、后分次內(nèi)位移的比較Tab. 3 The differences of interfraction variations of two groups in both horizontal and vertical directions

表 4 兩組放療前、后分次內(nèi)位移差值的絕對值的比較Tab. 4 The differences of interfraction variations between two groups in both horizontal and vertical directions

3 討 論

隨著乳腺癌普查及診斷技術(shù)的不斷提高，乳腺癌早期診斷的比例也逐步增加，多項隨機(jī)臨床研究已經(jīng)證實，保乳手術(shù)聯(lián)合全乳放射治療已成為早期乳腺癌治療的首選方案［2-3］。合適的體位固定裝置可以保障分次放療間的體位穩(wěn)定性和重復(fù)性，并為每個治療中心判定CTV向PTV外擴(kuò)邊界提供參照依據(jù)，是全乳放療準(zhǔn)確實施的重要保證之一。

本研究顯示，乳腺托架和手臂托架均有較好的擺位重復(fù)性和準(zhǔn)確性，放療前EPI結(jié)果顯示，水平與垂直方向的位移超過5 mm者分別僅占4（3.3%）和2（1.7%），因此，兩者均適用于保乳術(shù)后全乳放療的體位固定。相比之下，手臂托架在放療前EPI得到的水平與垂直方向的擺位誤差更小，位移均未超過5 mm，平均位移值小于乳腺托架組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000，P=0.006）。本組資料放療前EPI的擺位誤差較文獻(xiàn)報道的結(jié)果略好［3-4］。Truong等［5］報道了46例乳腺癌患者，216次乳腺和（或）胸壁放療所得到的EPI結(jié)果顯示，所有方向位移超過5 mm者占16.5%，內(nèi)切野垂直方向的擺位誤差為（2.3±2.6）mm。劉莉莉等［6］使用MED-TEC乳腺托架分析了30例保乳術(shù)后全乳放療患者，其中5例（16.7%）擺位誤差超過5 mm。與復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科5年前的擺位誤差動態(tài)分析相比，本組資料的誤差也明顯優(yōu)于之前的結(jié)果［7］。

雖然本研究兩項固定裝置都獲得了滿意的擺位穩(wěn)定性，但相比之下，手臂托架放療前位移優(yōu)于乳腺托架的固定，原因可能有：① 乳腺托架結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，需調(diào)整上臂外展、前臂和手腕等的位置，增加了誤差產(chǎn)生的來源，而手臂托架構(gòu)造簡單，從上臂到前臂直至手腕的固定是連續(xù)的，只需調(diào)整上臂的位置，且足夠滿足保乳術(shù)后單純?nèi)榉暖燇w位固定的要求；②就舒適度而言，由于手臂托架對患者的限制相對更小，舒適度更好；③ 擺位時體位固定裝置左右兩邊的一致性，乳腺托架是靠兩邊技術(shù)員觀察刻度保持在同一數(shù)值，存在一定誤差，而手臂托架采用定位桿固定于治療床，不會產(chǎn)生這種誤差；④ 由于兩種固定裝置在頭腳兩端均沒有刻度標(biāo)記，因此，每次擺位時患者左右方向與體位固定裝置均會有少量的偏差，會造成頭部位置和手臂等不適，從而影響擺位誤差，而由于頭枕和舒適度等原因，乳腺托架的影響更多。對于此原因產(chǎn)生的誤差，可以通過增加固定裝置頭腳兩端的刻度標(biāo)記來減少［8］。另外，本組資料患者無論采用乳腺托架還是手臂托架，都是采用雙上肢對稱上舉，而5年前復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科的研究采用的是乳腺托架單患側(cè)上肢上舉，可以發(fā)現(xiàn)，雙側(cè)上肢對稱上舉的體位可以顯著提高擺位穩(wěn)定性。

兩組放療前、后分次內(nèi)均存在位移，但僅在水平方向，在同一固定裝置組內(nèi)及在不同固定裝置組間的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，其中手臂托架組在放療前、后分次內(nèi)的位移差值小于乳腺托架組，分別為（1.16±0.83）和（2.12±1.56） mm，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000）。原因可能是水平位移在切線野的CLD方向測量的，CLD是受呼吸運動影響最敏感的部位；本研究的乳腺托架治療都是將斜板調(diào)整到最低，顯著減少了頭腳方向的滑動導(dǎo)致的誤差，這可能也是本研究的數(shù)據(jù)誤差值較5年前資料有明顯改善的原因。一般而言，全乳放療的單次放療時間為5～10 min，在此過程中，由于肌肉緊張或放松、呼吸運動及不自主的運動等都會造成分次內(nèi)的位移，這些因素更多地體現(xiàn)在呼吸運動的方向，即CLD方向。而對于手臂托架分次內(nèi)的位移差值小于乳腺托架組，是由于前者舒適度更佳，患者不自主的位移減少。

EPID雖然是目前最常用的在線驗證設(shè)備，但利用錐形束CT（cone beam CT，CBCT）在乳腺癌放療擺位誤差的測量方面可以獲得更全面的數(shù)據(jù)，如Topolnjak等［9］在20例乳腺癌保乳術(shù)后全乳放療患者中進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)和CBCT相比，單純的EPID可以低估20%～50%的擺位誤差，尤其在頭頸方向的低估更明顯。本研究結(jié)果顯示，兩組固定裝置比較的頭腳發(fā)現(xiàn)誤差要小于CLD方向，除了前文所分析的原因，EPID對頭腳方向誤差，尤其是帶有旋轉(zhuǎn)的誤差不夠敏感，可能也是一個原因，需要今后在兩者結(jié)合的驗證系統(tǒng)上進(jìn)一步比較后再證實。鑒于CBCT在線驗證相對EPID顯著復(fù)雜和耗時，所以EPID仍是目前乳腺癌放射治療中最普及、最易推廣的驗證手段［10］，充分利用好該設(shè)施進(jìn)行在線擺位誤差的糾正是保障外照射體位重復(fù)性的重要保障措施，即使在更復(fù)雜的、接受聯(lián)合胸壁和區(qū)域淋巴結(jié)照射的一體化逆向調(diào)強(qiáng)治療中，二維EPID和三維CBCT相結(jié)合，前者進(jìn)行每日治療前的在線驗證，后者給予每周1次的補充驗證，證明其高效、準(zhǔn)確的驗證能力，也有效地完善了旋轉(zhuǎn)誤差的糾正［11］，所以合理使用好在線EPID的驗證仍然是在現(xiàn)代精確放療背景下乳腺癌無論是單純?nèi)檫€是聯(lián)合區(qū)域淋巴結(jié)照射的重要質(zhì)量保障措施。所有的擺位誤差分析最終目的都是為了指導(dǎo)CTV向PTV外擴(kuò)邊界提供信息，如果在手臂托架應(yīng)用經(jīng)驗良好的中心，可以根據(jù)該數(shù)據(jù)而制定相應(yīng)更小的邊界，從而最終減少患者正常組織的照射體積，在精確性要求更高的技術(shù)，如部分乳腺照射的短療程大分割照射等技術(shù)中，價值會更高［12］。

綜上所述，對于保乳術(shù)后的全乳照射，乳腺托架和手臂托架均有較好的全乳放療擺位重復(fù)性和準(zhǔn)確性，合理使用都可以作為現(xiàn)代精確放射治療合理的固定裝置。手臂托架在放療前及分次內(nèi)的位移比乳腺托架更小，可以在每個放射治療中心臨床具體應(yīng)用中根據(jù)其更優(yōu)越的擺位穩(wěn)定性而調(diào)節(jié)，更適宜全乳放射治療的體位固定。

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Comparison of setup variations between two fixation devices for radiation after breast-conserving surgery

HU Naijun1， CAI Gang1，2， XU Qing1， CHEN Jiayi1，2（1.Department of Radiation Oncology， Fudan University Shanghai Cancer Center， Department of Oncology， Shanghai Medical College， Fudan University，Shanghai 200032， China； 2.Department of Radiation Oncology， Ruijin Hospital， Shanghai Jiaotong University School of Medicine， Shanghai 200025， China）

CAI Gang E-mail: caigangcg@163.com

Background and purpose: Correct target positioning is an important factor affecting precise radiotherapy in patients with breast cancer. We measured the setup variations respectively with breast bracket and arm support for radiation after breast-conserving surgery using electronic portal imaging device （EPID）， and analyzed the differences. Methods: Twelve breast cancer patients receiving intensity modulation radiation therapy after breastconserving surgery were enrolled in the study. Six patients were applied with breast brackets for positioning and another six with arm support. Electronic portal imaging （EPI） was performed for each patient before and after fractionated radiation at the position of the two main tangential fields. The EPI image was manually matched with the digitally reconstructed radiograph （DRR） derived from CT simulation image. And the setup variations in vertical and horizontal directions were measured. Results: The setup errors of arm support group in horizontal and vertical directions were 0 and 0 in ＞5 mm， 6.6% and 4.9% in 3-5 mm， 93.4% and 95.1% in ＜3 mm， respectively. The setup errors of breast bracket group were 6.7% and 3.3% in ＞5 mm， 45.0% and 23.3% in 3-5 mm， 48.3% and 73.3% in ＜3 mm， respectively. The differences of interfraction variation between two groups before fractionated radiation in both horizontal andvertical directions were statistically signif i cant （P=0.000， P=0.006）. The differences of interfraction variation between two groups in horizontal direction were statistically signif i cant （P=0.003， P=0.008）. And the difference of interfraction variation between two groups in horizontal direction was statistically signif i cant （P=0.000）. Conclusion: Breast brackets and arm support are both useful immobilization devices to ensure accuracy and reproducibility for radiation after breastconserving surgery. Arm support is superior to breast bracket and is recommended for position immobilization in whole breast radiation.

Breast bracket； Arm support； Setup variations； Breast neoplasms； Whole breast radiation

10.3969/j.issn.1007-3969.2015.11.012

R737.9

A

1007-3639（2015）11-0911-06

2014-12-23

2015-02-10）

蔡鋼 E-mail：caigangcg@163.com