調(diào)強(qiáng)放療擺位誤差的研究進(jìn)展*

張 超 綜述，楊 健 審校

(1.承德醫(yī)學(xué)院，河北承德 067000；2.承德醫(yī)學(xué)院附屬滄州市人民醫(yī)院，河北滄州 061000)

放療作為惡性腫瘤的主要治療手段之一，在許多惡性腫瘤的治療中有著不可取代的地位，美國(guó)有超過60%惡性腫瘤患者接受放療[1]。為達(dá)到最佳的治療效果，放療技術(shù)需最大限度地將放射線的劑量集中在病變組織(即放療靶區(qū))內(nèi)，同時(shí)使靶區(qū)周圍正常組織或器官盡可能少受或免受照射。調(diào)強(qiáng)放療(intensity modulated radiation therapy,IMRT)是一種高精度的放療技術(shù)，可以提高腫瘤靶區(qū)劑量及局部控制率，同時(shí)降低周圍正常組織的受照劑量。放療過程中患者的擺位誤差是影響IMRT高精度的關(guān)鍵因素之一，如果不能將擺位誤差控制在允許的范圍內(nèi)，IMRT的優(yōu)勢(shì)將難以體現(xiàn)。本文現(xiàn)對(duì)IMRT擺位誤差作一綜述。

1 圖像引導(dǎo)放療技術(shù)(image-guided radiotherapy,IGRT)

IGRT可以利用分次治療擺位時(shí)和(或)治療中采集的圖像和(或)其他信號(hào)，引導(dǎo)此次治療和(或)后續(xù)分次治療。

IGRT可以提高擺位時(shí)的精確度，同時(shí)有利于靶區(qū)周圍正常組織及器官的保護(hù)，是減少擺位誤差的有效方式。在對(duì)前列腺癌患者的研究發(fā)現(xiàn)，與非IGRT比較，每日IGRT可降低患者急性和晚期胃腸道毒性和泌尿生殖道毒性，同時(shí)降低放療的失敗率[2]。ZHONG等[3]在頭頸部腫瘤研究中發(fā)現(xiàn)，沒有IGRT引導(dǎo)的情況下，40.8%的腫瘤組織將偏離靶區(qū)5 mm以上。

利用IGRT監(jiān)測(cè)擺位誤差，并得到擺位誤差的變化規(guī)律，通過統(tǒng)計(jì)來指導(dǎo)腫瘤臨床靶區(qū)(CTV)的外放邊界，可以更精準(zhǔn)地保障腫瘤組織得到要求的處方劑量，同時(shí)減少周圍正常組織的受照劑量。一項(xiàng)納入60例頭頸部腫瘤患者的研究收集了360個(gè)錐形束CT(CBCT)圖像，發(fā)現(xiàn)左右、上下、前后方向上擺位誤差范圍為0～9、0～5、0～10 mm，左右、上下、前后方向大于3 mm擺位誤差頻率為3.9%、8.0%和15.5%，由此得出CTV外擴(kuò)3～5 mm足夠安全[4]。時(shí)勇等[5]利用CBCT于第1、10、20次治療前采集60例中上段食管癌患者的CBCT圖像，得出擺位誤差在左右、上下、前后方向分別為(2.93.±2.24)、(3.81±2.31)和(2.41±1.65)mm，由此計(jì)算出胸腹熱塑體膜固定下的中、上段食管癌CTV的外放邊界在左右、上下、前后方向應(yīng)大于或等于7.39、7.83、5.91 mm。

目前IGRT多采用CT進(jìn)行引導(dǎo)，而磁共振引導(dǎo)放療(magnetic resonance-guided radiotherapy,MRgRT)在應(yīng)用中也得到了很好的治療效果，與CBCT比較，MR引導(dǎo)的圖像引導(dǎo)技術(shù)可以提供更好的解剖學(xué)清晰度，同時(shí)減少輻射暴露。MRgRT克服了傳統(tǒng)IGRT的局限性，特別是在需要準(zhǔn)確區(qū)分軟組織腫瘤及其危機(jī)器官的時(shí)候，同時(shí)MRgRT還能提供實(shí)時(shí)圖像并跟蹤解剖結(jié)構(gòu)移動(dòng)[6]。ROY等[7]納入15例胃邊緣區(qū)淋巴瘤患者進(jìn)行MRgRT，發(fā)現(xiàn)中位隨訪23.6個(gè)月后，14/15(93.33%)患者獲得了局部控制和遠(yuǎn)處疾病控制，得出MRgRT擁有精確的靶區(qū)定位、更小的計(jì)劃靶區(qū)(PTV)邊界和自適應(yīng)重新計(jì)劃能力等優(yōu)勢(shì)。但在宮頸癌放療中，CREE等[8]發(fā)現(xiàn)盡管每日?qǐng)D像引導(dǎo)及MRgRT等先進(jìn)放療技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，但長(zhǎng)期的泌尿生殖系統(tǒng)和胃腸道不良反應(yīng)仍然常見。這可能與內(nèi)部器官移動(dòng)，膀胱、腸道準(zhǔn)備不一致有關(guān)。

IGRT能測(cè)量和指導(dǎo)減少擺位誤差，但同時(shí)也存在一些問題，如無法測(cè)量放療過程中腫瘤及周圍正常組織動(dòng)態(tài)變化的全過程、操作復(fù)雜、耗時(shí)較多、價(jià)格昂貴、存在圖像配準(zhǔn)誤差等，這使得讓每一位患者實(shí)現(xiàn)全程的圖像引導(dǎo)放療較難實(shí)現(xiàn)。

2 表面引導(dǎo)放療技術(shù)(surface-guided radiation therapy,SGRT)

SGRT可利用光學(xué)表面成像來減少治療過程中的定位不確定性，從而降低靶區(qū)邊緣和正常組織的受量。SGRT可通過降低分次內(nèi)擺位的不確定性、監(jiān)測(cè)患者的運(yùn)動(dòng)、使用呼吸門控或屏息技術(shù)來最小化內(nèi)部腫瘤的運(yùn)動(dòng)并減少正常組織的受量[9]。KUGELE等[10]納入139例乳腺癌患者進(jìn)行SGRT與傳統(tǒng)的激光定位技術(shù)的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)接受切線放療的前后兩者各方向擺位誤差小于或等于4 mm的概率分別為95%和84%，同時(shí)接受局部放療的概率分別為70%和54%，他們認(rèn)為在乳腺癌放療定位時(shí)前者可取代后者。另一項(xiàng)研究進(jìn)行了SGRT與IGRT的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者在左右、上下、前后方向上位移相當(dāng)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，而SGRT體現(xiàn)出其在乳腺癌放療中提高擺位準(zhǔn)確性和定位速度方面的優(yōu)勢(shì)[11]。那么SGRT能否替代IGRT？HATTEL等[12]認(rèn)為不能，他們發(fā)現(xiàn)雖然SGRT能將傳統(tǒng)激光定位的擺位誤差從5.4 mm改善到4.2 mm，但與IGRT比較仍存在平均4.2 mm的3D殘留擺位不確定性，所以SGRT沒有足夠的準(zhǔn)確性取代IGRT，建議兩者聯(lián)合應(yīng)用，可共同發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)。相反，SGRT同時(shí)也存在一定的局限性，如對(duì)相對(duì)較深的靶區(qū)成像誤差較大，對(duì)光滑表面的起伏不敏感(如表面有固定體膜的患者)，頸部有死角，成像質(zhì)量受表面形狀和顏色影響。

3 體位固定裝置

3.1 熱塑體膜與真空負(fù)壓墊對(duì)比的研究

一項(xiàng)回顧分析121例接受立體定向放療肺癌患者的研究發(fā)現(xiàn)，熱塑體膜組在左右和前后方向上優(yōu)于真空負(fù)壓墊組，同時(shí)也減少了擺位時(shí)間，推薦應(yīng)用熱塑體膜[13]。這可能與熱塑體膜具有更好的塑形性，更能限制患者體位扭曲和避免由于皮膚牽拉造成體表標(biāo)記線位移有關(guān)。BMI可以影響擺位裝置的選擇，CHEN等[14]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于BMI≥24 kg/m2的患者，熱塑體膜比真空負(fù)壓墊具有更好的重復(fù)性和更低的分次間擺位誤差；對(duì)于BMI<24 kg/m2的患者，兩種裝置無明顯差別，但真空負(fù)壓墊更加舒適。

3.2 同部位不同熱塑體膜固定的研究

王輝東等[15]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于頸和胸上段食管癌患者，頭頸肩熱塑膜固定和頸胸一體熱塑膜固定都能很好滿足放療治療要求，但頸胸一體熱塑膜擺位的重復(fù)性更好，更舒適，依從性更強(qiáng)。

3.3 多種固定裝置聯(lián)合應(yīng)用的研究

楊麗華等[16]實(shí)驗(yàn)得出體板+真空墊+體部熱塑膜固定裝置的擺位誤差在治療前后基本都能控制在1.5 mm以內(nèi)，誤差率控制在6.25%以內(nèi)，使擺位的精確度、體位的重復(fù)性及穩(wěn)定性得以提高。多種固定方式聯(lián)合應(yīng)用提高了擺位的精確性，減少了擺位誤差，這可能與這種方式更加適形、更加個(gè)體化有關(guān)。

3.4 其他固定裝置的研究

HAEFNER等[17]基于磁共振(MRI)數(shù)據(jù)和3D打印技術(shù)制作頭部固定裝置，8名受試志愿者左右、上下、前后方向上的擺位誤差分別控制在-0.7～0.5 mm、-1.8～1.4 mm及-1.6～2.4 mm，表現(xiàn)出了其擺位的高度重復(fù)性，但是這種方法昂貴、耗時(shí)，較難推廣。ZHAO等[18]應(yīng)用簡(jiǎn)化的僅固定額頭和下頜的熱塑膜聯(lián)合肩部可塑墊或肩部牽引器對(duì)20例頭頸部腫瘤患者進(jìn)行體位固定，得出其擺位誤差、分次內(nèi)運(yùn)動(dòng)、治療時(shí)間可與標(biāo)準(zhǔn)的熱塑膜固定相當(dāng)，并具有較好的舒適性。

4 治療體位

治療體位也是影響擺位誤差的重要因素之一。SHANG等[19]提出目前大多數(shù)接受保乳治療的患者放療時(shí)采用仰臥位，但他們認(rèn)為俯臥位比較仰臥位減少了心、肺、皮膚等危及器官的受照劑量，并且表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)期疾病控制率。SAWAYANAGI等[20]實(shí)驗(yàn)得出前列腺癌患者在俯臥位時(shí)，直腸的V15和膀胱的V65的平均劑量較仰臥位時(shí)顯著降低，小腸受照劑量也明顯低于仰臥位時(shí)。這可能與俯臥位時(shí)腹部危及器官受重力影響向腹前壁下垂，增加了與PTV的距離，較少了受照體積有關(guān)。此外，雙手的放置方式也會(huì)影響擺位誤差，一項(xiàng)研究通過172例胸部腫瘤患者對(duì)比發(fā)現(xiàn)放療時(shí)雙手抱肘置于額頭上在左右、上下方向的擺位誤差明顯少于放療時(shí)雙手置于身體兩側(cè)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)[21]。

5 體表標(biāo)記

放療定位時(shí)增加輔助體表標(biāo)記線，可以減少擺位誤差。王發(fā)鵬等[22]對(duì)12例鼻咽癌患者進(jìn)行了輔助體表標(biāo)記，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)誤差左右、上下、前后方向分別下降了0.05°、0.15°、0.22°，上下、前后方向上的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。楊曉梅等[23]研究發(fā)現(xiàn)，鼻咽癌患者定位時(shí)采用胸部定位參考線配合紅外定位系統(tǒng)對(duì)比常規(guī)定位，在左右、前后方向上的旋轉(zhuǎn)誤差比較[(0.23±0.61)°vs.(0.85±1.31)°和(0.11±0.72)°vs.(0.91±1.32)°]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。兩個(gè)研究證明了增加體表標(biāo)記可以減少擺位時(shí)的旋轉(zhuǎn)誤差。但對(duì)于皮膚松弛或治療過程中出現(xiàn)體重減輕的患者，體表標(biāo)記線位置可能出現(xiàn)變化，影響擺位的精確性，增加擺位誤差。

6 心理狀態(tài)

對(duì)于首次行放療的患者，焦慮會(huì)使患者出現(xiàn)軀體肌肉的緊張，當(dāng)適應(yīng)治療環(huán)境后，患者的焦慮水平迅速下降，軀體肌肉出現(xiàn)放松，使得體膜相對(duì)增大，增加患者的擺位誤差。NIXON等[24]研究發(fā)現(xiàn)有14%～58%的頭頸部腫瘤患者會(huì)對(duì)面部熱塑膜感到焦慮和恐懼，大部分患者的焦慮水平會(huì)隨著時(shí)間的推移而降低，建議可以通過多與醫(yī)務(wù)工作者溝通交流、音樂、自學(xué)策略(如呼吸調(diào)節(jié)、冥想)和藥物改善患者焦慮狀態(tài)。高暢等[25]發(fā)現(xiàn)首次放療和放療中期高焦慮水平早期乳腺癌患者的擺位誤差均大于低焦慮水平患者[(3.4±0.1)mmvs.(2.4±0.1)mm和(3.0±0.1)mmvs.(2.0±0.1)mm]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

7 體重變化

放療過程中出現(xiàn)體重下降，可能會(huì)增加擺位誤差。KIM等[26]臨床試驗(yàn)納入22例頭頸部腫瘤患者，發(fā)現(xiàn)15例患者出現(xiàn)體重減輕，7例患者出現(xiàn)體重升高，放療結(jié)束時(shí)，體重變化為-7.4～2.0 kg，平均-(2.1±1.7)kg，分次間和分次內(nèi)3個(gè)方向的平均擺位誤差變化分別為(3.79±2.04)和(1.14±0.70)mm，得出體重變化與擺位變化相關(guān)，建議對(duì)行IMRT的頭頸部腫瘤患者評(píng)估體重。STAUCH等[27]發(fā)現(xiàn)22例頭頸部腫瘤患者的體重在治療期間逐漸減輕，總體體重減輕百分比為9%，總體平均偏差損失為1.06 cm，使得危及器官受照劑量增加。筆者認(rèn)為體重下降造成了固定體膜的相對(duì)增大，使得人體在體膜內(nèi)相對(duì)活動(dòng)度增大，增加了誤差發(fā)生的概率。

肥胖患者似乎更易在放療過程中出現(xiàn)體重減輕。LIN等[28]根據(jù)BMI將30例子宮內(nèi)膜癌患者分為正常組(BMI<25 kg/m2)、超重組(BMI 25～<30 kg/m2)、輕度肥胖組(BMI 30～<35 kg/m2)、重度肥胖組(BMI>35 kg/m2)，得出BMI與患者的橫、縱方向的誤差顯著相關(guān)，重度肥胖患者擺位重復(fù)性差。ZHAO等[29]在胸部腫瘤放療中發(fā)現(xiàn)，隨著BMI的升高，擺位誤差變大，定位的校正率也有上升趨勢(shì)，所以外擴(kuò)范圍的確定需要個(gè)體化。但張萍等[30]認(rèn)為鼻咽癌患者放療時(shí)BMI與擺位誤差無相關(guān)性，而體重明顯減輕會(huì)影響擺位誤差。這可能與小樣本量研究的偏倚誤差有關(guān)。

8 小 結(jié)

精準(zhǔn)放療已成為這個(gè)時(shí)代放療技術(shù)努力發(fā)展的方向，筆者希望能得到更高的局部腫瘤控制率同時(shí)盡可能減少周圍組織和器官的受照劑量。對(duì)于當(dāng)前應(yīng)用的放療技術(shù)，降低放療中的擺位誤差成了精準(zhǔn)放療成敗的關(guān)鍵因素之一。多種新技術(shù)(如MRgRT、SGRT等)的應(yīng)用，使得擺位誤差得到了很好的控制，但新技術(shù)也存在自身的一些局限，仍需繼續(xù)努力加強(qiáng)其在減少擺位誤差方面的優(yōu)勢(shì)。目前一些研究多為小樣本量研究，一些結(jié)論仍存在爭(zhēng)議，一些方法也難以普及。期望能有更多多中心、大樣本量的研究，提供更大的證據(jù)支持。