應(yīng)用錐形束CT對比胸上段食管癌患者兩種不同固定方式的擺位誤差＊

陳作明

食管癌是常見的消化道惡性腫瘤[1]，約占惡性腫瘤的2%。2012年，其死亡率高居惡性腫瘤全球第六位[2]，我國第四位[3]。我國食管癌人數(shù)約占全球食管癌總數(shù)的1/2[3-4]，潮汕地區(qū)是高發(fā)地區(qū)[5]。區(qū)別于胸中下段食管癌，胸上段食管癌的首要治療手段是放射治療[6]。依據(jù)美國放射治療協(xié)作組Cooper的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（RTOG85-01實(shí)驗(yàn)），現(xiàn)已將同期放化療方案作為不可手術(shù)治療的食管癌患者的標(biāo)準(zhǔn)方案[7]。隨著放療技術(shù)的發(fā)展，“三精”放療時代下對于擺位的精確度提出更高的要求[8-9]。有研究顯示，擺位誤差不但降低了患者計劃靶區(qū)的照射劑量，同時增加了脊髓照射劑量。而擺放誤差則主要取決于固定效果，在應(yīng)用錐形束CT指導(dǎo)放療過程中，患者的有效固定有助于減少擺位誤差，提高患者計劃靶區(qū)的適形度和劑量均勻度[10]。但目前針對食管癌患者放療時固定方式的選擇，臨床存在較大爭議，為此，本次研究選取了2017年5月-2018年5月汕頭市中心醫(yī)院放療科行放射治療的60例胸上段食管癌患者資料，對其進(jìn)行回顧性分析，旨在探不同固定方式對擺位誤差的影響。因此，在食管癌放射治療的兩大固定工具中，選擇更優(yōu)的固定工具，具有切實(shí)意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年5月-2018年5月汕頭市中心醫(yī)院放療科行放射治療的60例胸上段食管癌患者資料進(jìn)行回顧性分析。納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)病理組織學(xué)檢查證實(shí)為食管癌；卡氏（KPS）評分≥70分。排除標(biāo)準(zhǔn)：妊娠婦女或正在哺乳期婦女；行動不便；有放療禁忌證；研究者認(rèn)為不適合入組。其中男47例，女13例，最小年齡46歲，最大年齡78歲，中位年齡61歲，平均年齡（62.0±7.8）歲。經(jīng)病理確診，臨床分期為Ⅱ、Ⅲ期，其中Ⅱ期4例，Ⅲ期56例，KPS評分70分4例，80分11例，90分45例。將患者隨機(jī)分組，分成頭頸肩熱塑膜組及真空墊組，每組30例。頭頸肩熱塑膜組男24例，女6例，最小年齡46歲，最大年齡77歲，中位年齡61歲，平均年齡（61.0±7.5）歲，其中臨床分期Ⅱ期2例，Ⅲ期28例，KPS評分70分2例，80分4例，90分24例。真空墊組男23例，女7例，最小年齡49歲，最大年齡78歲，中位年齡62歲，平均年齡（63.0±8.0）歲，其中臨床分期Ⅱ期2例，Ⅲ期28例，KPS評分70分2例，80分7例，90分21例。兩組一般資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）?；颊邔Ρ敬窝芯烤橥獠⒑炇鹬橥鈺?，研究在本院倫理委員會批準(zhǔn)下開展。

1.2 方法

設(shè)備和儀器：采用美國瓦里安公司Varian 23ix直線加速器（機(jī)器編號：CLINAC iX-SN5733）、機(jī)載影像系統(tǒng)（OBI）、Varian E-clipse 計劃系統(tǒng)、西門子GE CT模擬機(jī)、體部真空墊、碳素固定板、頭頸肩熱塑膜。首先對患者進(jìn)行體位固定，頭頸肩熱塑膜組：采用頭頸肩熱塑膜固定體位，患者自然平躺在真空墊上，頭微仰，下頜骨與地面垂直，雙肩自然下垂，中指緊貼褲縫，真空墊塑形抽真空，后用頭頸肩熱塑膜固定頭部和肩膀，待充分冷卻后，于頭頸肩熱塑膜上根據(jù)激光線畫好雙側(cè)標(biāo)記點(diǎn)及中位線。真空墊組：采用真空墊固定體位，患者自然平躺在真空墊上，頭微仰，下頜骨與地面垂直，雙肩自然下垂，雙手自然相扣，置于跨前，真空墊根據(jù)患者體型塑形抽真空，在真空墊兩翼和患者體表根據(jù)激光線畫好雙側(cè)標(biāo)記點(diǎn)及中位線，并在腋兩側(cè)標(biāo)記水平線。而后采用CT進(jìn)行定位，所有患者平置于CT模擬機(jī)平板上，按制作固定工具時的擺位標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)記線進(jìn)行體位復(fù)位，并在固定工具和體表上的標(biāo)記點(diǎn)上貼上直徑小于1 mm的鋼珠，以層厚5 mm的標(biāo)準(zhǔn)對病例進(jìn)行CT掃描。囑其自主平靜呼吸。掃描范圍：上至寰椎，下至肝下緣。注意是否掃到鋼珠層面。之后將定位圖像傳至TPS系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)進(jìn)行圖像融合及三維重建，勾畫出GTV及CTV，并在CTV的基礎(chǔ)上外擴(kuò)7 mm勾畫出PTV，后依據(jù)需要制定治療計劃及CBCT驗(yàn)證計劃。最后計劃執(zhí)行，患者首次治療時，置于治療床上，于激光燈下，嚴(yán)格根據(jù)各標(biāo)記完成復(fù)位，后運(yùn)行機(jī)載影像系統(tǒng)（OBI）的錐形束CT（CBCT）進(jìn)行掃描，掃描參數(shù)為：電壓120 kV，濾線器half fan 模式，掃描角度178°～182°，圖像采用全分辨率重建模式，矩陣為512×512，層厚為2.5 mm。所獲取的圖像，在OBI的圖像配準(zhǔn)軟件下，利用自動校準(zhǔn)的灰階匹配校準(zhǔn)結(jié)合手動校準(zhǔn)，對掃描圖像與計劃圖像進(jìn)行校準(zhǔn)，自動校準(zhǔn)Clipbox范圍為所有影像，手工校準(zhǔn)以靶區(qū)中心層面的頸胸椎和肺尖為參考。校準(zhǔn)后獲取各個維度的擺位誤差數(shù)據(jù)，包括左右方向（X）、前后方向（Y）、頭腳方向（Z）及以Y為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)（U），并用量角工具在合成圖上手動測出以Z為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)（V）的旋轉(zhuǎn)誤差。根據(jù)文獻(xiàn)研究和設(shè)備精度，如果校準(zhǔn)后三個平移維度（X、Y、Z）誤差≤3 mm，兩個旋轉(zhuǎn)維度U、V誤差≤2°則為達(dá)標(biāo)，不做修正，直接治療，否則為超標(biāo)，須修正后治療。

1.3 觀察指標(biāo)

以患者左右方向（X）、前后方向（Y）、頭腳方向（Z）及以Y為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)（U）、以Z為轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)（V）的絕對擺位誤差，計算X、Y、U、Z、V維度擺位誤差情況，對各維度達(dá)標(biāo)情況、整體超標(biāo)情況（至少一項(xiàng)需要修正的例數(shù)為整體超標(biāo)例數(shù)）進(jìn)行統(tǒng)計。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

本研究數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析和處理，誤差統(tǒng)計時采用其絕對值計算擺位誤差，計量資料以（±s）表示，采用t檢驗(yàn)，達(dá)標(biāo)與超標(biāo)人數(shù)等計數(shù)資料以率（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 擺位誤差

頭頸肩熱塑膜組X、Y、U維度擺位誤差低于真空墊組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），Z、V維度擺位誤差差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表1。

表1 兩組固定方式擺位誤差比較結(jié)果 （±s）

表1 兩組固定方式擺位誤差比較結(jié)果 （±s）

組別 X維度（mm） Y維度（mm） Z維度（mm） U維度（°） V維度（°）頭頸肩熱塑膜組（n=30） 1.233±0.171 1.567±0.223 1.867±0.737 0.507±0.081 1.287±0.223真空墊組（n=30） 2.300±0.143 2.567±0.775 2.033±0.392 0.797±0.083 1.303±0.163 t值 23.933 6.200 0.994 12.502 0.289 P值 0.000 0.000 0.109 0.000 0.235

2.2 超標(biāo)情況

2.2.1 兩組5個維度超標(biāo)情況對比 兩組X維度超標(biāo)率比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），其余維度比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表2。

表2 兩組5個維度超標(biāo)情況對比 例（%）

2.2.2 整體超標(biāo)情況對比 頭頸肩熱塑膜組整體超標(biāo)率低于真空墊組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表3。

表3 兩組整體超標(biāo)情況對比 例（%）

3 討論

放射治療是食管癌治療的主要手段之一，是食管癌的綜合治療的重要一環(huán)，更是胸上段食管癌的首選治療方式。隨著科技的發(fā)展及經(jīng)濟(jì)的騰飛，我國放療技術(shù)已正式進(jìn)入了精確定位、精確計劃、精確治療的“三精”放療階段。影響治療精度的因素有很多，整個操作流程都對其精確性存在影響，其一重要因素的就是擺位誤差[11]。長期性及重復(fù)性是放射治療的重要特點(diǎn)，整個執(zhí)行過程需要多次重復(fù)擺位治療，因此確?；颊唧w位高重復(fù)性是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療的關(guān)鍵。擺位誤差的存在，使得治療靶區(qū)與治療機(jī)的實(shí)際位置與計劃不一致，從而使靶區(qū)及其邊緣劑量的出現(xiàn)偏差，進(jìn)而增加了腫瘤局部復(fù)發(fā)率[12]。

擺位誤差可分為系統(tǒng)誤差Σ和隨機(jī)誤差σ[13]。系統(tǒng)誤差主要由設(shè)備及激光燈的誤差及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的不同引起。而隨機(jī)誤差主要與由患者及治療師的擺位的各類因素引起。擺位誤差雖不可避免的，但須盡量減小。

現(xiàn)階段的放療操作流程都是假定人體為一個剛性結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，但脂肪、肌肉、關(guān)節(jié)、呼吸運(yùn)動、心跳運(yùn)動等因素的存在讓人體注定就是一個偽剛性結(jié)構(gòu)。這也因此增加了患者復(fù)位的難度，加大了擺位誤差。但可借助合適的固定工具讓患者需要治療的部位成為一個相對類似的剛性結(jié)構(gòu)，從而減小擺位誤差[14]。因此，選擇一個合適的體位固定工具對減少擺位誤差至關(guān)重要。在本次研究中，通過對比食管癌放療患者不同固定方式，結(jié)果顯示，頭頸肩熱塑膜組在X、Y、U維度的擺位誤差小于真空墊組，對比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。該結(jié)果表明，在食管癌患者放射治療中，采用頭頸肩熱塑膜固定相對于真空墊固定的擺位誤差較小。食管癌屬于胸部腫瘤，其擺位誤差受下列因素影響：（1）呼吸運(yùn)動及心臟跳動；（2）上肢的固定性差；（3）椎體的多軸線扭曲；（4）圖像形成的時間段不同，CBCT的圖像是一段時間內(nèi)多個呼吸周期的三維體積圖像，而定位CT為很短時間內(nèi)呼吸周期某瞬間的圖像，造成了其不可完全匹配。頭頸肩熱塑膜和真空墊作為我國食管癌放療的兩大主要固定工具，其穩(wěn)定性及重復(fù)性已在一些研究中已得到證實(shí)。胸上段食管癌相較于胸中下段食管癌，所處位置相對特殊，其受頸部和肩膀的不固定性影響更大。相較于真空墊，頭頸肩熱塑膜更切合體型，能很好地重復(fù)下頜角的仰角，限制呼吸動度，減少皮膚牽拉。而且真空墊組的中線標(biāo)記線較頭頸肩熱塑膜組粗大，這影響了左右方向擺位的精度。頭頸肩熱塑膜對食管癌擺位誤差影響因素有較好的限制作用，特別是呼吸運(yùn)動和心跳運(yùn)動，再者，頭頸肩熱塑膜的標(biāo)記線貼在膜上，具有更好的重復(fù)性和穩(wěn)定性。雖然兩組在Z、V維度的擺位誤差對比差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），但受呼吸運(yùn)動影響，其絕對誤差均值直觀上依然相差較大，該結(jié)果不排除因本研究樣本量較少所導(dǎo)致，可增加樣本量繼續(xù)研究。

而本次研究還對不同維度超標(biāo)情況進(jìn)行對比，結(jié)果顯示，兩組除X維度超標(biāo)率差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），其余維度差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），而整體超標(biāo)情況對比，頭頸肩熱塑膜組明顯低于真空墊組（P<0.05）；該結(jié)果表明頭頸肩熱塑膜組在胸上段食管癌患者放射治療中的應(yīng)用優(yōu)勢更為明顯。

綜上所述，在胸上段食管癌中，頭頸肩熱塑膜在擺位誤差的控制上明顯優(yōu)于真空墊，這與國內(nèi)的一些研究結(jié)果相一致[15]。有研究顯示，食管癌在X、Y維度的平移誤差對劑量通過的影響較大，>2%的旋轉(zhuǎn)誤差會引起靶區(qū)劑量發(fā)生3%～5%的偏差。因此，建議在臨床上應(yīng)將頭頸肩熱塑膜作為胸上段食管癌的首選固定工具。