模擬復(fù)位驗(yàn)證在乳腺癌患者調(diào)強(qiáng)放療中應(yīng)用價(jià)值的探討

方涌文 方鍵藍(lán) 劉鏢水 姚文燕 林曉生 林承光 肖亮杰

華南國(guó)家腫瘤實(shí)驗(yàn)室中山大學(xué)腫瘤防治中心放療科，廣州 510060

通信作者：肖亮杰，Email：xiaolj@sysucc.org.cn

目前乳腺癌是女性惡性腫瘤中最常見(jiàn)的惡性腫瘤，據(jù)世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)2020 年發(fā)布的最新版全球癌癥報(bào)告，全球女性癌癥中女性乳腺癌新增人數(shù)到達(dá)226 萬(wàn)，占全球癌癥新增病例的11.7%，占全球女性癌癥新增病例的24.5%，正式取代肺癌全球第一大癌癥的地位，而乳腺癌死亡率在全球癌癥死亡率中排名第5，死亡率為6.9%，在全球女性癌癥死亡率中排名第1，死亡率為15.5%［1］。在中國(guó)女性的惡性腫瘤統(tǒng)計(jì)中，乳腺癌新增病例數(shù)5 年時(shí)間從30 萬(wàn)增加到42 萬(wàn)，而全球乳腺癌日益高發(fā)的原因有可能是主要致癌因素正在發(fā)生變化，例如體質(zhì)量指數(shù)超標(biāo)和身體素質(zhì)降低等。

目前乳腺癌也成為實(shí)體腫瘤治療中治療效果最佳的病種之一，放射治療（放療）中放療的每個(gè)流程步驟都非常重要，放療期間乳腺癌患者體表的標(biāo)記線是整個(gè)放療完美進(jìn)行的保障［2］。乳腺癌患者體表標(biāo)記點(diǎn)與標(biāo)記線不僅影響放療實(shí)施的擺位精度，而且相對(duì)于左側(cè)乳腺癌患者放療中保護(hù)危及器官［3］如心臟、肺等也起到了重要的作用。當(dāng)下，調(diào)強(qiáng)放療已成為惡性腫瘤的主要治療方式之一。但是在患者日常放療中可能因放療設(shè)備的系統(tǒng)誤差、分次間放療師的擺位隨機(jī)誤差、分次間患者腫瘤靶區(qū)相對(duì)皮膚位置的改變、分次內(nèi)患者不自主運(yùn)動(dòng)引起的體位改變等等，有研究指出平移方向誤差大于3 mm 或旋轉(zhuǎn)方向誤差在3°以上就會(huì)導(dǎo)致靶區(qū)應(yīng)受照劑量降低，靶區(qū)周?chē)＜捌鞴偈苷談┝可?，并且危及器官的所受影響更明顯［4-5］。ICRU 24號(hào)報(bào)告指出靶區(qū)應(yīng)受照劑量變化值偏離最佳劑量5%就有可能使患者腫瘤放射治療的治療療效下降及腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移概率、正常組織并發(fā)癥發(fā)生率增加。基于此，本研究主要分析乳腺癌患者放療前有無(wú)模擬復(fù)位驗(yàn)證的誤差并探討放療前模擬復(fù)位驗(yàn)證的必要性。

資料與方法

1、一般資料

回顧性選擇2020年11月至2021年11月在中山大學(xué)腫瘤防治中心接受放療的乳腺癌患者174例，收集一共870次錐形束CT（cone beam CT，CBCT）擺位誤差數(shù)據(jù)。把放療前進(jìn)行X 線模擬復(fù)位驗(yàn)證的乳腺癌患者分為A 組（74 例）；無(wú)模擬復(fù)位驗(yàn)證的乳腺癌患者分為B 組（100 例）。（1）入選標(biāo)準(zhǔn)：年齡20～60 歲；KPS 大于80 分；術(shù)后分期為T(mén)is-2N 0-2M0 的乳腺癌保留乳房手術(shù)后患者；患側(cè)上臂上舉外展自如的患者；患者接受CT、CBCT 掃描；患者接受KV-CBCT圖像引導(dǎo)放療裝置。（2）排除標(biāo)準(zhǔn)：同時(shí)雙側(cè)乳腺癌；腋窩前哨淋巴結(jié)活檢，未做腋窩清掃；做過(guò)內(nèi)乳淋巴引流區(qū)清掃；嚴(yán)重心功能不全；既往或同時(shí)第二原發(fā)惡性腫瘤。所選均為浸潤(rùn)性癌并為保乳術(shù)后患者，行乳腺、內(nèi)乳、鎖骨上淋巴引流區(qū)照射。體位固定：發(fā)泡膠組合頭頸肩碳纖維素板個(gè)體化仰臥固定，采用廣州福瑞人體定位墊發(fā)泡膠固定，將由異氰酸聚亞甲基聚亞苯基酯（A料）和復(fù)合聚醚類(lèi)多元醇（B料）兩部分混合液平鋪倒到防水布袋內(nèi)；患者雙手上舉外展，采用發(fā)泡膠發(fā)泡固定的方式使手臂與手指充分塑形，患者面朝向健側(cè)，充分展開(kāi)暴露胸壁及腋窩淋巴結(jié)，發(fā)泡膠技術(shù)自動(dòng)塑形的特性使得發(fā)泡膠固定墊更為貼合人體體表輪廓。

2、方法和數(shù)據(jù)采集

A 組患者放療計(jì)劃設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)入體位復(fù)位驗(yàn)證階段；按照放療計(jì)劃的治療床移床參數(shù)進(jìn)行移床為患者體位X 線模擬定位機(jī)復(fù)位驗(yàn)證。X 線模擬定位機(jī)在透視下為患者拍攝0°與90°兩張正交的驗(yàn)證片，接著將兩張正交的驗(yàn)證片與計(jì)劃系統(tǒng)重建生成的DRR（digitally reconstructured radiograph）圖進(jìn)行匹配校正；復(fù)位驗(yàn)證完成后在患者的身上用記號(hào)筆標(biāo)記患者的照射野范圍以及等中心點(diǎn)在體表的投影，方便之后放療實(shí)施治療前擺位工作的進(jìn)行；A 組患者治療前進(jìn)行CBCT 掃描校正體位，記錄并觀察前5 次治療的CBCT 校準(zhǔn)后體位誤差數(shù)據(jù)。B 組患者首次治療前先按CT定位點(diǎn)進(jìn)行擺位，接著根據(jù)患者的放療計(jì)劃移床參數(shù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)治療床并CBCT掃描校正體位，根據(jù)誤差數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)治療床再進(jìn)行治療；治療結(jié)束后在患者的身上用記號(hào)筆標(biāo)記患者的照射野范圍以及等中心點(diǎn)在體表的投影，方便之后放療實(shí)施治療前擺位工作的進(jìn)行，記錄并觀察前5 次治療的CBCT校準(zhǔn)后體位誤差數(shù)據(jù)。

3、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)軟件，患者的擺位誤差值采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，所有數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。根據(jù)外擴(kuò)邊界MPTV=2.5Σ+0.7σ 算出兩者的外擴(kuò)邊界進(jìn)行對(duì)比，其中Σ為患者擺位系統(tǒng)誤差的標(biāo)準(zhǔn)差，σ為患者擺位隨機(jī)誤差的標(biāo)準(zhǔn)差。

結(jié) 果

1、兩組CBCT掃描體位校正誤差、首次治療所需時(shí)間比較

A 組與B 組使用CBCT 掃描后進(jìn)行體位校正在頭腳（SI）、左右（LR）、（AP）方向的誤差，SI 方向、首次治療時(shí)間比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表1。

表1 兩組乳腺癌患者的CBCT掃描體位校正誤差、首次治療所需時(shí)間比較（± s）

表1 兩組乳腺癌患者的CBCT掃描體位校正誤差、首次治療所需時(shí)間比較（± s）

注：A 組為放療前進(jìn)行X 線模擬復(fù)位驗(yàn)證的乳腺癌患者，B 組為無(wú)模擬復(fù)位驗(yàn)證的乳腺癌患者；CBCT 為錐形束CT，SI為頭腳，LR 為左右，AP為前后

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2、A組與B組CBCT掃描體位校正誤差比例區(qū)間分析

A 組：3 個(gè)平移方向誤差比例中，SI 和LR 方向誤差有38.53%占比都≥3 mm；而AP 方向誤差最大，有64.22%占比≥3 mm；B 組：3 個(gè)平移方向誤差中，SI 方向誤差有48.85%占比≥3 mm；LR 方向誤差有48.62%占比≥3 mm；而AP 方向誤差最大，有55.24%占比≥3 mm。

3、外擴(kuò)邊界計(jì)算

采用Herk 等的公式進(jìn)行三維方向的靶區(qū)外擴(kuò)邊界（Margin）計(jì)算，使用MPTV=2.5∑+0.7σ 計(jì)算出來(lái)A 組與B 組分別的PTV靶區(qū)外擴(kuò)邊界，見(jiàn)表2。

表2 兩組乳腺癌患者對(duì)應(yīng)的計(jì)劃外擴(kuò)邊界（mm）

討 論

乳腺癌患者日常放射治療中擺位誤差是影響患者放療精度與治療療效的主要因素之一［6-9］。乳腺癌的調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)已趨于成熟，相對(duì)于三維切線野的照射治療方式，調(diào)強(qiáng)放療的精度更高，劑量適形度和均勻性更好。一方面減少了肺、氣管、心臟等重要器官的受量，特別是針對(duì)左側(cè)乳腺癌患者的放射治療；另一方面對(duì)遠(yuǎn)期生存的乳腺癌患者生存質(zhì)量意義重大，因此調(diào)強(qiáng)放療在保乳術(shù)后的應(yīng)用越來(lái)越受到青睞［10-11］。而在放療前可以提高患者放療精度的步驟之一，其中就包括模擬復(fù)位驗(yàn)證，而目前大部分醫(yī)院及機(jī)構(gòu)應(yīng)用模擬復(fù)位的機(jī)器主要是X 線模擬定位機(jī)和CT-Sim 模擬定位機(jī)；中山大學(xué)腫瘤防治中心的乳腺癌患者在放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)完成之后，進(jìn)行模擬復(fù)位的是X 線模擬定位機(jī)；X 線模擬定位機(jī)在透視下為患者拍攝0°與90°兩張正交的驗(yàn)證片，接著將兩張正交的驗(yàn)證片與計(jì)劃系統(tǒng)重建生成的DRR 圖進(jìn)行匹配校正；復(fù)位驗(yàn)證完成后在患者的身上用記號(hào)筆標(biāo)記患者的照射野范圍以及等中心點(diǎn)在體表的投影，方便之后放療實(shí)施治療前擺位工作的進(jìn)行；整個(gè)X 線模擬復(fù)位的過(guò)程6～10 min；許峰等［12］、許新明等［13］分析不同部位腫瘤圖像引導(dǎo)放療的擺位誤差的結(jié)果顯示，不同部位腫瘤的放療隨機(jī)誤差SI方向均大于其他方向。而對(duì)本研究?jī)山M差異性分析中，發(fā)現(xiàn)A 組在SI 方向上擺位誤差明顯小于B 組，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；而在LR 與AP 方向的研究分析中，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。在A 組的擺位誤差統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，AP 方向的誤差大于SI和LR 方向，與許峰等［12］的研究結(jié)論有所區(qū)別；而在B 組的擺位誤差統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)SI 方向的誤差大于AP 和LR 方向，與許峰等［12］的研究結(jié)論一致；在本研究中發(fā)現(xiàn)放射治療前進(jìn)行X 線模擬復(fù)位比放療前沒(méi)有進(jìn)行模擬復(fù)位在SI 方向上有所改善，一定程度上提高了放療的精度。

本研究利用控制變量的方法從放射治療前有無(wú)進(jìn)行X線模擬復(fù)位乳腺癌患者，回顧性分別分析了放射治療前進(jìn)行X 線模擬復(fù)位與放療前沒(méi)有進(jìn)行模擬復(fù)位的誤差比例區(qū)間分布，在各方向誤差比例區(qū)間分布的分析中，A 組：SI 方向和LR 方向誤差有38.53%占比都≥3 mm；而AP 方向誤差最大，有64.22%占比≥3 mm；B 組：SI 方向誤差有48.85%占比≥3 mm；LR 方向誤差有48.62%占比≥3 mm；而AP 方向誤差最大，有55.24%占比≥3 mm。在A 組與B 組的誤差比例區(qū)間分析中，SI 和LR 方向誤差在區(qū)間-1～1 mm 的占比也是最大的；而AP 方向誤差在-1～1 mm 的占比略多，其他區(qū)間占比基本持平；但是還有一部分誤差大于3 mm，并且占比也相對(duì)較大。

有研究表示平移方向的系統(tǒng)擺位誤差大于3 mm 就有可能導(dǎo)致靶區(qū)應(yīng)受照劑量降低；靶區(qū)周?chē)奈＜捌鞴偎軇┝烤蜁?huì)升高，且對(duì)危及器官的影響更加顯著［14-16］。而ICRU 24 號(hào)報(bào)告也指出靶區(qū)應(yīng)受照劑量變化值偏離最佳劑量5%就有可能使患者腫瘤放療的治療療效下降并且腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移概率、正常組織并發(fā)癥發(fā)生率隨著增加［17-18］。

中山大學(xué)腫瘤防治中心乳腺癌患者分為放療實(shí)施前在X 線模擬定位機(jī)進(jìn)行復(fù)位驗(yàn)證以及直線加速器上直接按照移床參數(shù)移動(dòng)治療床進(jìn)行CBCT 掃描驗(yàn)證后治療；在B組患者首次治療過(guò)程中，由于需要在放療前進(jìn)行類(lèi)似復(fù)位的CBCT 驗(yàn)證掃描以確?；颊唧w位的準(zhǔn)確性，并且需要在患者的體表標(biāo)記入射點(diǎn)以及照射范圍，首次治療過(guò)程時(shí)間將大大增加，使得患者的首次治療時(shí)間變長(zhǎng)；B 組患者首次治療時(shí)間大約是A組患者的2倍，而隨著患者單次治療時(shí)間的推移、增加，患者治療過(guò)程中不可避免因長(zhǎng)時(shí)間保持相同的體位而造成肌肉、肢體不適，可能引起患者體位的不確定性、患者不由自主的體位改變等；患者體位改變率增大可能會(huì)導(dǎo)致患者治療精度下降，有脫靶、危及器官受量增大的風(fēng)險(xiǎn)。而A 組在放療前進(jìn)行模擬復(fù)位不僅大大減少患者首次治療時(shí)間，而且患者由于經(jīng)過(guò)多次的體位驗(yàn)證，極大程度上減少患者緊張情緒，并且在同種固定裝置中患者因治療時(shí)間減少，患者體位改變的概率也會(huì)隨著減少，一定程度上保證了患者的放療精度，同時(shí)也提高了患者放療的舒適性。本研究從A組與B組的誤差數(shù)據(jù)分析中，使用公式MPTV=2.5∑+0.7σ計(jì)算出來(lái)A組與B組的PTV靶區(qū)外擴(kuò)邊界（Margin），A組Margin SI 7.6 mm、LR 7.6 mm、AP 10.2 mm，明顯小于B組患者的Margin（SI 10.6 mm、LR 7.9 mm、AP 10.7 mm），提示對(duì)于放射治療前有無(wú)進(jìn)行X線模擬復(fù)位的乳腺癌患者，在計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮給予不同的外擴(kuò)邊界，避免普遍外擴(kuò)邊界過(guò)大，可能導(dǎo)致患者正常組織的受照射劑量增加，削減了調(diào)強(qiáng)放射治療的優(yōu)勢(shì)。

在臨床上乳腺癌放療前進(jìn)行復(fù)位驗(yàn)證可提高放療的精確度，保證放療的療效以及提高患者的舒適性，并且減少患者首次治療因治療時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起的體位不確定性；靶區(qū)設(shè)計(jì)外擴(kuò)邊界時(shí)應(yīng)根據(jù)放療前有無(wú)進(jìn)行復(fù)位驗(yàn)證給予個(gè)性化的設(shè)計(jì)，在保障靶區(qū)覆蓋率的同時(shí)能盡量減少正常組織的額外照射，提高放射治療增益比。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突