基于CBCT影像研究胸部腫瘤放療中手臂位置對于擺位及治療的影響

何 葉，許 青，胡曉鈺，朱正飛

復(fù)旦大學附屬腫瘤醫(yī)院放療科，復(fù)旦大學上海醫(yī)學院腫瘤學系，上海 200032

放射治療在胸部腫瘤治療中占據(jù)著重要的位置，無論是根治性治療還是姑息性治療均有其適應(yīng)性［1］。放療需要較長的時間，需要進行多次的重復(fù)擺位［2］。胸部腫瘤患者在放療過程中非常容易受到器官移動及擺位誤差等因素的影響［3］。因此最大限度地將放射劑量集中照射到靶區(qū)內(nèi)的同時，最大限度地保護周圍的正常組織和關(guān)鍵器官免受或盡可能少受不必要的照射顯得尤為重要［4］。目前較常用的胸部腫瘤放療體位是在患者胸部熱塑膜固定的同時采取雙手上舉的方式，可分為兩種：手臂不給予有效支撐或手臂給予有效支撐。本次研究主要探討兩種手臂固定方式對于擺位及治療的影響。

1 資料和方法

1.1 入組標準

入組患者均為胸部腫瘤患者，無胸部放療史，上肢外展及活動度良好，無上肢及肩類疾病。自身無影響本次研究的重大疾病，KPS評分大于等于70，患者配合意愿較好，愿意簽訂知情同意書并記錄本次研究相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.2 一般資料

復(fù)旦大學附屬腫瘤醫(yī)院放療科2018年4月—10月收治的胸部腫瘤患者中，有90例患者符合本次研究的入組要求。為了使已知和未知的非研究因素在組間均衡，我們采取隨機化分配。按照放療開始時間分成A、B兩組，每組各20例，共40例。年齡為34～82歲，中位年齡63歲。

1.3 CT定位及治療設(shè)備

64排大孔徑CT模擬定位機（荷蘭Philips公司），具有圖像引導(dǎo)治療功能的Trilogy直線加速器（美國Varian公司）。

1.4 擺位方法

兩組患者均采取仰臥位，頭不偏，上身裸露平躺于Klarity多動能體板上（圖1A）。其中A組患者固定裝置采用Klarity多功能板+真空墊熱塑模+手部固定（雙側(cè)手臂上舉，臂部和腕部給予每次相同參數(shù)的支撐）（圖1B）；B組患者胸部固定與A組一致，但手臂不給予有效支撐，讓患者雙手抱肘置于額頭（圖1C）。兩組患者均采用二次擺位技術(shù)進行擺位治療，即先利用患者體表標記線擺位，以確?；颊唧w位與CT定位時的一致性（圖1D），加蓋熱塑膜后再次核對熱塑膜上的治療中心（為減少胸部牽拉旋轉(zhuǎn)對本次研究的影響［5-6］，患者從CT模擬定位到復(fù)位再到每次擺位都采取熱塑膜從右至左的順序固定）。

圖1 胸部腫瘤使用多功能體板的兩種手臂固定方法Fig.1 Two arm fixation methods for chest tumors using multifunctional body plates

1.5 錐形射束電腦斷層掃描（cone beam computed tomography，CBCT）圖像采集及匹配

每例患者前5次及之后每周1次治療前后各行1次CBCT掃描，采用ARIA系統(tǒng)中的胸部掃描模式，掃描范圍為靶區(qū)中心上下各8 cm，層距2.5 mm：任一方向誤差大于3 mm則予以移床矯正后再次行CBCT掃描，將得到的圖像與計劃CT圖像配準，以獲取患者的擺位誤差，包括頭腳方向（LNG）、左右方向（LAT）和腹背方向（VRT）判斷放療位置的準確性。然后進行放射治療，治療完之后再行1次CBCT掃描，再次與計劃CT配準后獲得患者的位移誤差，分別在三個方向上計算出放療前后的誤差值。

1.6 統(tǒng)計學處理

把每例患者的追蹤記錄結(jié)果帶入到統(tǒng)計學軟件SPSS 22.0中進行數(shù)據(jù)處理，兩組的位移對比采用t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 擺位誤差

40例患者共獲得619幅CBCT圖像。將兩組患者放療前后的CBCT數(shù)據(jù)分析整理并進行組間比較，得出結(jié)果A組患者（手臂固定）在治療前的誤差值明顯高于B組患者（手臂抱肘置于額頭），兩組間在三個軸向上位移誤差對比差異均有統(tǒng)計學意義（P均＜0.05，表1）；治療后在胸部固定良好的情況下A組位移誤差仍小于B組（表2）。

表1 放療前不同組別不同軸向擺位誤差比較Tab.1 Comparison of different axial placement errors between different groups before radiotherapy (mm,)

表1 放療前不同組別不同軸向擺位誤差比較Tab.1 Comparison of different axial placement errors between different groups before radiotherapy (mm,)

表2 放療后不同組別不同軸向擺位誤差比較Tab.2 Comparison of different axial placement errors between different groups after radiotherapy (mm,)

表2 放療后不同組別不同軸向擺位誤差比較Tab.2 Comparison of different axial placement errors between different groups after radiotherapy (mm,)

2.2 計量誤差分析

整理本次研究中放療前CBCT數(shù)據(jù)得到的誤差，通過公式M=2.5Σ+0.7δ計算得出A組患者臨床靶體積（clinical target volume，CTV）、計劃靶體積（planning target volume，PTV）邊界比B組患者在LNG、LAT和VRT分別小2.0、1.6和1.9 mm。將上述患者位移數(shù)據(jù)再帶入到PINNACL8.0 TPS計劃軟件中，模擬移床后的劑量分布，得出兩組患者PTV劑量分布差異（表3）。比較兩組PTV劑量參數(shù)：95%處方劑量包含的靶區(qū)體積A組要優(yōu)于B組。

表3 患者不同組別放療計劃靶體積參數(shù)比較Tab.3 Comparison of target volume parameters between different groups of patients with radiotherapy plan (%,)

表3 患者不同組別放療計劃靶體積參數(shù)比較Tab.3 Comparison of target volume parameters between different groups of patients with radiotherapy plan (%,)

3 討 論

現(xiàn)代放療技術(shù)具有劑量梯度高、劑量分布受擺位誤差影響明顯的特點［7］。因此量化擺位誤差，即根據(jù)擺位誤差分析結(jié)果合理的形成計劃靶體積邊界是保證現(xiàn)代放療技術(shù)治療質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［9］。大部分胸部腫瘤患者接受放射治療時均存在擺位誤差［9-10］，Hunt等［11］認為精確放療與傳統(tǒng)常規(guī)放療相比，擺位誤差對精確治療的影響更大，治療計劃設(shè)計出的劑量分布僅是一種理想模型，由于擺位誤差的存在，實際治療中的劑量分布與之有較大的差距。為減少擺位誤差對患者放射治療的影響，胸部腫瘤的體位固定設(shè)備經(jīng)歷過從無模型到真空墊、再到體板+熱塑膜固定幾個階段，但相較于頭頸部的固定來說，誤差還是偏大的［12］。

本次研究中40例患者均采用相同的胸部熱塑膜固定方式，每例患者每次擺位都采取熱塑膜從右至左的順序固定以減少胸部不同程度的旋轉(zhuǎn)牽拉對本研究的影響。研究結(jié)果顯示，A組手臂固定較好的患者無論在治療前還是治療后的誤差值都要小于B組。尤其是治療前的CBCT掃描數(shù)據(jù)顯示，B組患者在三個軸向上的誤差值較大，A、B兩組差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；治療后，在兩組患者同樣胸部固定良好的情況下，A組患者位移誤差仍然小于B組患者。分析其原因可能有以下幾點：①手臂抱肘置于額頭的患者，由于每次擺位過程中手臂固定不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致對胸部體表的標記線存在不同程度的牽拉從而影響治療中心的精確性；② 手臂不固定的患者由于自身年齡或手臂功能欠缺等因素導(dǎo)致每次抱肘的位置不同導(dǎo)致，強行拉扯手臂會使患者體位僵硬；③治療過程中由于患者手臂得不到有效的固定，隨著治療時間延長抱緊的雙臂出現(xiàn)放松、下沉的狀態(tài)，使得原先挺起的胸部出現(xiàn)頭腳、腹背方向的位移；④ 多功能體板在臂部支撐方面有多種可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，通過對手臂抬高高度，內(nèi)收或外展的程度以及手腕支撐位置的調(diào)節(jié)，可以讓患者處于相對比較舒適的位置［13］，由此手臂得到有效固定的患者在擺位及治療過程中呈現(xiàn)自然放松的狀態(tài)，使得整個擺位過程更簡單，重復(fù)性也更高。

本研究結(jié)果顯示，手臂的移動對于胸部腫瘤的患者即使在胸部固定良好的情況下還是會有一定的影響。選擇合適的體位固定裝置在減少位移誤差的同時也可以減少CTV向PTV外擴的邊界。臨床上，為彌補各種因素產(chǎn)生的位移誤差，通常都會在CTV的基礎(chǔ)上外擴一定距離來形成PTV，以確保90%患者CTV至少接受95%處方劑量。尤其是在胸部不規(guī)則靶區(qū)、范圍較大靶區(qū)或多個靶區(qū)治療時，合理的治療范圍及精確的靶區(qū)勾畫能更好地保護周圍正常組織和器官，提高靶區(qū)劑量，降低周圍正常組織的劑量，從而使局部腫瘤得到有效的控制，患者的放療損傷也進一步降低。

綜上所述，利用多功能體板進行熱塑膜胸部固定以及手臂托架固定，能夠減少擺位誤差和位移誤差，治療過程中患者更舒適，技術(shù)員擺位更簡單，放療效果得到提升，在臨床上值得推廣和應(yīng)用。