比較兩種固定方式在非小細(xì)胞肺癌行體部立體定向放射治療時(shí)對擺位誤差的影響

李永斌，曾碧麗，王燕玲，沈燕麗，林偉平，趙雅婷

（福建醫(yī)科大學(xué)附屬漳州市醫(yī)院腫瘤放療科，福建 漳州 363000）

目前，肺癌是世界范圍內(nèi)癌癥死亡的主要原因之一。2013年美國因肺癌死亡的人數(shù)占癌癥死亡總?cè)藬?shù)的27%［1］。在中國，肺癌的發(fā)病率也呈連年上升趨勢，且是癌癥相關(guān)死亡的首要原因［2-3］。近年來研究表明，體部立體定向放射治療（Stereotactic body radiotherapy，SBRT）治療早期非小細(xì)胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）和晚期肺孤立轉(zhuǎn)移灶均取得較大進(jìn)展，表現(xiàn)為治療時(shí)間短、放療反應(yīng)輕，明顯提高了患者的生活質(zhì)量，增加療效的同時(shí)節(jié)省了大量醫(yī)療資源，是研究小體積腫瘤治療方法的一個(gè)方向［4-6］。在行SBRT治療時(shí)靶區(qū)劑量高，患者治療時(shí)靶區(qū)體位固定的重復(fù)性、可靠性和準(zhǔn)確性尤為重要，需要不斷改進(jìn)提高體位固定和擺位技術(shù)，掌握靶區(qū)精確度，為臨床治療提供誤差數(shù)據(jù)和外擴(kuò)邊界參考。本研究主要探討使用Klarity立體定位架聯(lián)合真空袋固定與單純使用真空袋固定對擺位誤差的不同影響，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2017年1月—2021年7月采用圖像引導(dǎo)放療（Image-guided radiotherapy，IGRT）引導(dǎo)SBRT治療的NSCLC患者70例，其中男52例，女18例，年齡52～70歲，中位年齡61.5歲。KPS評分均≥70分。所有患者配合意愿良好，無影響治療體位固定的重大疾病。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者均知情同意并簽署知情同意書。

根據(jù)不同的體位固定方式，將70例患者分成兩組，其中A組35例使用Klarity立體定位架+1.2 m真空袋聯(lián)合固定，其中男27例，女8例，年齡32～79歲，中位年齡59歲；B組35例使用1.2 m真空袋固定，其中男25例，女10例，年齡36～80歲，中位年齡62.2歲。兩組一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 儀器設(shè)備64排大孔徑CT模擬定位機(jī)（BrillianceTMBig Bore CT，荷蘭Philips公司）；治療計(jì)劃系統(tǒng)TPS（Varian Eclipse13.5版，美國Varian公司）；具有圖像引導(dǎo)治療功能的IX直線加速器（Varian IX，美國Varian公司）；LAP激光定位系統(tǒng)；1.2 m真空袋；Klarity立體定位架。

1.2.2 體位固定患者取仰臥位，A組使用Klarity立體定位架+1.2 m真空袋聯(lián)合固定，雙手上舉抓于立體定位架臂托處；B組僅使用1.2 m真空袋固定體部，雙手抱肘置額頭。兩組均采用相同真空袋固定方式對體部進(jìn)行固定。制作真空袋塑形時(shí)注意做好頭頸肩和上臂的支撐固定，腰部和肩背部伏貼不留空隙，所有患者均僅穿貼身底褲，保證自然平直，避免因衣服增減造成的誤差。見圖1。

圖1 兩種體位固定方式

1.2.3 CT模擬定位圖像的采集所有患者在大孔徑螺旋CT模擬定位機(jī)上進(jìn)行四維計(jì)算機(jī)斷層（4-demensional computed tomography，4DCT）增強(qiáng)掃描，掃描前對患者詳細(xì)說明需配合的事項(xiàng)，囑患者自然平靜呼吸，利用激光定位系統(tǒng)在患者體表和真空袋上標(biāo)記出定位中心點(diǎn)。所有影像數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)DICOM 3.0格式的圖像上傳到TPS，靶區(qū)按照最大密度投影法在增強(qiáng)4DCT圖像上進(jìn)行勾畫［7-8］，OAR在縱隔窗下平均密度投影下進(jìn)行勾畫，靶區(qū)均外擴(kuò)0.6 cm，擬出治療計(jì)劃。

1.2.4 誤差測量TPS擬出放射治療計(jì)劃，在CT模擬機(jī)下復(fù)位后，患者在直線加速器治療床上，根據(jù)體表和真空袋標(biāo)記的治療中心精確擺位。利用加速器自帶機(jī)載影像系統(tǒng)（On board imager，OBI）的錐形束CT（Cone-beam CT，CBCT）掃描。將重建的CBCT圖像與平均密度投影圖像作為參考圖像在線進(jìn)行自動匹配，匹配方式以骨性解剖為參考，以腫瘤組織形態(tài)大小及相近支氣管束為標(biāo)準(zhǔn)。必要時(shí)手動微調(diào)，獲得治療前X軸（左右）、Y軸（前后）和Z軸（頭腳）上的位移誤差數(shù)值，校正后再治療。據(jù)有關(guān)研究和美國醫(yī)學(xué)物理師協(xié)會（American Association of Physicists in Medicine，AAPM）的QA要求，CT-SIM和醫(yī)用直線加速器的機(jī)械刻度精度≤1°［9-11］。行IGRT時(shí)，CBCT圖像匹配一旦旋轉(zhuǎn)超過1°，便重新進(jìn)行擺位掃描，以獲得參考圖像和配準(zhǔn)圖像在X軸、Y軸和Z軸上最佳的靶區(qū)重疊。

1.2.5 PTV外擴(kuò)邊界計(jì)算根據(jù)文獻(xiàn)［12］的方法計(jì)算平均擺位誤差（即各個(gè)患者擺位誤差的平均值）、系統(tǒng)擺位誤差（∑，即各個(gè)患者擺位誤差平均值的標(biāo)準(zhǔn)差）、隨機(jī)擺位誤差（σ，即各個(gè)患者擺位誤差標(biāo)準(zhǔn)差的均方根）。根據(jù)公式（MPTV=2.5∑+0.7σ）分別計(jì)算出兩組患者的X軸、Y軸和Z軸CTV擴(kuò)至PTV時(shí)各方向的外放邊界。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 19.0分析患者的CBCT掃描位移數(shù)據(jù)，對原始位移值取絕對值進(jìn)行擺位位移統(tǒng)計(jì)，位移值采用±s表示，計(jì)量資料經(jīng)正態(tài)性檢驗(yàn)滿足正態(tài)分布，方差齊性檢驗(yàn)中方差不齊的選用近似t檢驗(yàn)，方差齊的選用t檢驗(yàn)，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)量資料經(jīng)正態(tài)性檢驗(yàn)若不滿足正態(tài)分布，原始位移值采用中位數(shù)及四分位數(shù)，Median（IQR）表示，組間比較采用wilcoxon秩和檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者擺位誤差比較⑴絕對擺位誤差：A組和B組分別掃描174人次和166人次。每位患者每次的誤差分布圖見圖2。在X軸上，B組的絕對誤差值（0.26±0.17）cm大于A組（0.18±0.1）cm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.019）；在Y軸上，A組的絕對誤差值（0.27±0.14）cm大于B組（0.16±0.12）cm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.001）。⑵原始擺位誤差：在Z軸上，A組的原始誤差值Median（IQR）0.15（-0.12，0.3）cm大于B組-0.05（-2.75，0.1）cm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.010），誤差方向表現(xiàn)出正負(fù)值。見表1。

圖2 兩組患者每分次的誤差分布圖

表1 兩組患者擺位誤差比較

2.2 兩組患者不同軸向上外擴(kuò)邊界兩組使用不同體位固定方式，患者分次放療期間X、Y、Z軸的PTV外擴(kuò)邊界值分別為A組（0.280、0.386、0.443）cm，B組（0.485、0.348、0.606）cm。見表2。

表2 兩組患者CTV-PTV在不同軸向上外擴(kuò)邊界/cm

3 討論

放療計(jì)劃設(shè)計(jì)和實(shí)施希望治療靶區(qū)在各方向理論上是一致的，也就是位移為0 cm，但在實(shí)際操作中，完成所有分次的治療時(shí)，由于患者呼吸運(yùn)動、靶區(qū)形變、設(shè)備機(jī)械誤差以及治療師擺位重復(fù)準(zhǔn)確性等多方面因素的影響，各個(gè)軸向上難以避免出現(xiàn)一定的誤差。研究顯示，肺癌SBRT治療過程造成靶區(qū)誤差的主要因素依次為擺位的隨機(jī)性、腫瘤運(yùn)動、固定裝置、治療床沉降以及機(jī)器等［13］。何葉等［14］研究表明，即使在胸部固定良好的情況下，手臂的移動對于胸部腫瘤的患者也是會有一定的影響。選擇合適的體位固定裝置，在減少位移誤差的同時(shí)，也可以減少CTV向PTV的外擴(kuò)邊界。單一的固定裝置難以滿足有效的固定，因此聯(lián)合體位固定方式引起了極大的關(guān)注。張英婷等［15］和劉美月等［16］研究表明，不同聯(lián)合體位固定方式較單純使用真空袋固定方式有優(yōu)勢，可使CTV-PTV外放邊界值縮小。MOORE K等［17］研究也表明，與一系列單一的固定裝置相比，聯(lián)合固定裝置效果更好?；诖?，本次研究主要探討胸部Klarity立體定位架聯(lián)合真空袋固定與單純使用真空袋固定與對于擺位誤差的影響。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，A組由于應(yīng)用聯(lián)合立體定位架體位固定方式，雙手可以比較穩(wěn)定地平衡抓握定位架把手，脊柱及背部相對不會發(fā)生左右旋轉(zhuǎn)擺動，因此在X軸上絕對誤差值小于B組。但由于A組雙手上舉抓握立體定位架，相對于B組雙手抱肘置額頭雙肩無穩(wěn)定固定方式，雙肩向上拉伸造成胸廓抬升擺位重復(fù)性不穩(wěn)定，導(dǎo)致在Y軸上A組的位移絕對誤差大于B組。雖然通過原始位移值取絕對值的統(tǒng)計(jì)分析能客觀表現(xiàn)出整體樣本位移的偏移幅度，但實(shí)際誤差大小并未表現(xiàn)出方向性，而對原始位移值的統(tǒng)計(jì)分析能客觀表現(xiàn)出整體樣本的位移偏向趨勢。兩組患者在Z軸上原始位移誤差表現(xiàn)出不同的偏向趨勢，A組誤差偏向于正值。但在位移絕對誤差值上并未表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這可能與患者抓握定位架時(shí)身體向頭頂上舉，導(dǎo)致皮膚體表標(biāo)記中心牽拉變化有關(guān)，且這種變化更易偏向頭側(cè)。AHAMAD A等［18］研究表明，即使增加相當(dāng)微小的外擴(kuò)邊界，也可能導(dǎo)致正常組織受照體積增加。在行SBRT治療時(shí)，更精確的CTV-PTV外擴(kuò)邊界，有助于減少正常組織和危及器官受量，減少不必要的放射損傷。A組聯(lián)合立體定位架固定雙臂的方式在靶區(qū)治療擺位誤差和縮小CTV-PTV外放邊界值效果，與文獻(xiàn)報(bào)道類似［14-15］，在X軸和Z軸上，CTV-PTV外擴(kuò)邊界相對于B組單純使用真空袋固定方式較小，但Y軸上絕對誤差值略大，相對應(yīng)的CTV-PTV外擴(kuò)邊界也略大，體現(xiàn)出Klarity立體定位架和1.2 m真空袋聯(lián)合固定方式在Y軸上具有一定的局限性。有研究表明［14，16］，可以在立體定位架聯(lián)合真空袋的基礎(chǔ)上加蓋熱塑膜固定，進(jìn)一步減小Y軸上的擺位誤差。

綜上所述，使用立體定位架聯(lián)合真空袋固定方式固定，患者在治療擺位時(shí)肩部更穩(wěn)定舒適，減少X軸與Z軸方向誤差，減少腫瘤CTV-PTV的外擴(kuò)值，對減少正常肺組織損傷有應(yīng)用價(jià)值，而Y軸方向的誤差應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)控制。