體表標記線的延長對宮頸癌調(diào)強放療的擺位誤差分析

黃家升，劉金迪，黃虹，郭桂燦，鐘慶初，林承光

（中山大學腫瘤防治中心/華南腫瘤學國家重點實驗室，廣東 廣州 510060）

宮頸癌是女性惡性腫瘤中發(fā)病率較高的疾病，放射治療作為宮頸癌治療的主要手段之一，隨著TMRT 等放療技術(shù)和圖像引導放射治療（IGRT）的發(fā)展，宮頸癌的放射治療已經(jīng)進入精確放射治療時代，精確定位、精確計劃和精確治療三者缺一不可，其中精確的擺位對于提高宮頸癌調(diào)強放療的療效尤為重要［1-2］。隨著醫(yī)學影像學和計算機技術(shù)的快速發(fā)展，IGRT 大大減小了放療過程中的擺位誤差，圖像引導是精確放療的保證之一，擺位誤差的監(jiān)測與分析糾正更是放療質(zhì)控中的重要環(huán)節(jié)。宮頸的解剖位置與膀胱相鄰，在放療期間膀胱的充盈度變化會影響靶區(qū)的勾畫的精確性，靶區(qū)位置的移動可能會帶來靶區(qū)的漏照射或危及器官受照體積增加，從而影響放療療效增加放療不良反應(yīng)的風險。因此在整個放療過程中保持一致的膀胱充盈狀態(tài)，使得宮頸癌精準放療能夠得到有效地保障［3-4］。宮頸癌放療的體位固定分為仰臥位（熱塑體膜、真空墊等）或者俯臥位（腹板、Orfit 體架熱塑體膜成形、Orfit 全身泡沫體位固定器等）［5-6］。曹飛等［7］報道宮頸癌放療仰、俯臥位固定下的擺位誤差在左右、上下和前后三個方向上分別為（2.55±1.21）mm 和（2.13±1.12）mm、（4.01±1.16）mm 和（2.44±1.57）mm、（3.46±1.43）mm 和（2.89±1.21）mm，目前宮頸癌放療中具體哪種體位固定技術(shù)應(yīng)用效果好尚無定論，中山大學腫瘤防治中心對于宮頸癌放療的體位固定技術(shù)應(yīng)用為使用真空墊的仰臥位和Orfit 體架熱塑體膜成形的俯臥位。在Orfit 體架熱塑體膜成形俯臥位固定中，受膀胱充盈程度或者擺位過程中患者胸腹部偏側(cè)的影響，使得擺位誤差增大，影響放療療效。為了提高放療的擺位精度，減少擺位過程中膀胱充盈和胸腹部偏側(cè)帶來的擺位誤差，本研究選取了2020 年8 月至2021 年7 月在中山大學腫瘤防治中心接受根治術(shù)的40 例宮頸癌調(diào)強放療患者為研究對象，平均分為A、B 兩組，B 組（對照組）患者在固定體膜上按常規(guī)標記3 個擺位標記點，A 組（實驗組）患者在B 組的基礎(chǔ)上延長患者體中的CT 標記線至患者體表，用于引導患者胸腹部的擺位，兩組患者從體位固定到CT 定位，再到放療實施的整個放療過程中都對患者進行膀胱充盈的監(jiān)測。比較兩組患者的擺位誤差并對差異進行統(tǒng)計學分析，探討是否有助于改善使用Orfit 體架固定的患者體位重復性和一致性，為臨床的應(yīng)用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020 年8 月至2021 年7 月在中山大學腫瘤防治中心經(jīng)病理確診為宮頸癌的患者40 例，均為放療科首次就診確診，需進行根治性調(diào)強放療，放療均在瓦里安TRILOGY-SN5902 直線加速器上進行，患者年齡36～71 歲，中位年齡56 歲。將40 例患者按就診時間先后分為A、B 兩組，每組20 例，按照體表擺位線是否延長進行體位標記。所有患者KPS 評分≥70 分，在治療期間均能生活自理。根據(jù)FIGO 2009 宮頸癌臨床分期原則［8］，A 組I 期4 例，Ⅱ期9 例，Ⅲ期6 例，Ⅳ期1 例；B 組I 期6 例，Ⅱ期3 例，Ⅲ期9 例，Ⅳ期2 例。

1.2 體位固定和體表標記方式

①患者進行體位固定時膀胱充盈程度需達到350 mL 左右，膀胱充盈達到要求后，患者采用俯臥位自然趴在Orfit 體架固定架上，根據(jù)患者的胖瘦程度不同選取腹部孔洞的大小（無孔、Ⅲ孔或者Ⅱ孔），以患者的舒適體位為準，患者雙手上舉抱頭，胯部抵住體架泡沫墊并攏伸直，身體水平面平行床面，矢狀面垂直床面。采用熱塑體膜固定，覆蓋從椎體腰1 到大腿（靠近膝蓋彎部）范圍，采用6 點固定法固定于體架上，體膜制作成型后記錄患者膀胱充盈度，簡單標記體表擺位線并等待15 min，待體膜冷卻后放開患者，此時體位固定完成。②體膜制作完成后，均在飛利浦16排大孔徑CT 模擬定位機掃描。掃描時膀胱充盈程度與體位固定時保持一致，掃描中心選擇在腰骶部位所在層面骨性標記明顯位置（避免選擇腹部），以確保擺位重復性高。③B 組患者的體表標記方式為常規(guī)標記方式，A 組患者在B 組的基礎(chǔ)上延長體中的CT 標記線到患者體表，在患者體表畫線做好標記。

1.3 采集錐形束CT 圖像

所有患者首次治療前均進行模擬復位確認，確認后再進行治療，患者每次治療膀胱充盈度均與定位復位保持一致性。A 組患者在擺位時調(diào)整好患者胸椎和腰椎姿勢，擺好體表標記點使得在同一縱向激光線上體膜居中標記線與體表延長輔助線均能夠重合，然后扣緊體膜移床擺位到治療中心點進行治療；B 組患者按常規(guī)擺位方式擺好體表標記點，緊體膜移床擺位到治療中心點進行治療。

首次治療時使用直線加速器OBI 系統(tǒng)自帶的錐形束CT 進行kV 級的圖像掃描，掃描后保存好圖像。掃描參數(shù)：工作電壓為125 kV，掃描層厚2.5 mm，射野大小25 cm×25 cm，重建體積為384×384，選擇型號B300882R01C_1252 的胸腹部用濾線器，掃描時機架順時針旋轉(zhuǎn)從角度178°至182°。

每個患者的整個療程的每次治療均進行錐形束CT 掃描，每位患者均獲取25 份錐形束CT 圖像，所得圖像經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至醫(yī)科達MOSAIQ V2.64系統(tǒng)［9］。

1.4 圖像配準

在醫(yī)科達MOSAIQ V2.64 系統(tǒng)中，以定位CT為基準，患者的錐形束CT 圖像與它進行配準，每例患者每次配準框大小設(shè)置均一致，上界至第三腰椎椎體上緣，下界至恥骨聯(lián)合下緣，左右界與兩側(cè)外緣持平相切。本實驗采用MOSAIQ V2.64 系統(tǒng)自帶的最大互信（MMI）配準方法，該方法是基于灰度的配準方法［10-12］。配準時勾選旋轉(zhuǎn)參數(shù)，得到的配準結(jié)果為實驗數(shù)據(jù)，并記錄患者左右、上下和前后三個方向的誤差值。

1.5 統(tǒng)計學方法

應(yīng)用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)。計量資料以均數(shù)±標準差（）表示，對兩組匹配結(jié)果進行t檢驗并采用單因素方差分析。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

兩組宮頸癌患者5 周次的錐形束CT 掃描分別獲取到3 組500 個配準差值，單因素方差分析結(jié)果顯示，整個療程中左右（X）、上下（Y）和前后（Z）三個方向差值明顯，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。A 組患者在X、Y、Z 三個方向的配準差值分別為（1.8±1.1）mm、（1.5±1.1）mm 和（1.1±1.0）mm，B 組患者在X、Y、Z 三個方向的配準差值分別為（2.3±1.5）mm、（2.3±1.6）mm和（1.7±1.3）mm，A 組與B 組相比在X、Y、Z三個方向分別減少0.9 mm、1.3 mm 和0.9 mm。A、B 兩組患者每例患者隨著放療的進展，除了在放療前期左右方向差異不明顯外，其它方向以及在放療中后期三個方向上的差異明顯，并且隨著放療的進展A、B 兩組患者在放療后期擺位誤差增大。其中A 組患者放療前期在X、Y、Z 三個方向擺位誤差分別為（1.9±1.1）mm、（1.5±1.1）mm 和（1.1±0.9）mm，放療中期在X、Y、Z 三個方向擺位誤差分別為（1.9±1.0）mm、（1.6±1.1）mm 和（1.0±1.0）mm，放療后期在X、Y、Z 三個方向擺位誤差分別為（1.7±1.1）mm、（1.5±1.1）mm 和（1.2±1.1）mm；B 組患者放療前期在X、Y、Z 三個方向擺位誤差分別為（2.1±1.5）mm、（2.5±1.8）mm 和（1.5±1.2）mm，放療中期在X、Y、Z 三個方向擺位誤差分別為（2.3±1.4）mm、（2.2±1.5）mm 和（1.7±1.3）mm，放療后期在X、Y、Z 三個方向擺位誤差分別為（2.4±1.7）mm、（2.4±1.7）mm 和（1.8±1.3）mm。見表1。

表1 三組錐形束CT 圖像與定位CT 圖像的配準差值（,mm）

表1 三組錐形束CT 圖像與定位CT 圖像的配準差值（,mm）

3 討論

目前，調(diào)強放療（IMRT）技術(shù)已經(jīng)成為宮頸癌治療的常用方法，它是一種高精度的放射治療，由于靶區(qū)梯度變化大，因而對治療的擺位要求更高，精確的擺位是IMRT 精確治療的關(guān)鍵，能夠在保護危及器官的同時保證患者的療效［13-14］。腫瘤精確放療的基本原則在于應(yīng)用各種方法或者設(shè)備使腫瘤保持相對較高的物理性、精確性和較好的重復性。然而在實際的放療過程中腫瘤和正常組織的位移，擺位誤差等不確定因素在影響著放療的精度。如何解決這些不確定因素是放療界一直在研究的課題，圖像引導放射治療的出現(xiàn)在提高靶區(qū)照射精度方面得到很好的應(yīng)用。圖像引導的放療中，配準精度是該技術(shù)的關(guān)鍵，受配準方式、配準范圍大小、圖像質(zhì)量以及操作者等不同因素影響。

宮頸癌局部控制率的提高，關(guān)鍵在于放療擺位誤差的減小，由于盆腔器官結(jié)構(gòu)的特殊性，需要持續(xù)改進放療固定技術(shù)的同時還要通過外部干預來改善體內(nèi)組織的不確定性。腹部區(qū)域軟組織豐富，體內(nèi)治療靶區(qū)內(nèi)有小腸、直腸、膀胱等空腔臟器，腸管的蠕動以及膀胱、直腸的充盈程度不同等，使得擺位的重復性受到極大的影響，也會增加治療中的擺位誤差［15-16］。對于左右、頭腳和前后方向的擺位誤差，標記線加熱塑體膜的固定效果已經(jīng)很好，在擺位的過程中由于患者的無意識的拉伸、扭腰、呼吸運動影響，膀胱充盈等原因改變，導致其結(jié)果偏大［17］。本研究中基于膀胱充盈度保持一致時，增加體表輔助線能否有效地減小宮頸癌調(diào)強放療的擺位誤差。通過治療時進行低伏級錐形束CT 圖像掃描，所得數(shù)據(jù)與定位CT 圖像進行融合配準分析，從所得結(jié)果分析中發(fā)現(xiàn)A 組患者的擺位誤差較小，在整個療程中A 組患者與B 組患者相比在X、Y、Z 三個方向分別減少0.9 mm、1.3 mm 和0.9 mm，在放療的前、中、后期中A 組患者在X、Y、Z 三個方向上的擺位誤差均小于B 組，說明體表輔助線的增加可減小擺位誤差，可以有效地降低患者在擺位時無意識拉伸、扭腰和呼吸運動帶來的影響，提高擺位的重復性和準確性。

隨著放療的進展，由于放療或者化療反應(yīng)的影響，患者胃腸不適拉稀、嘔吐等不良反應(yīng)造成體重下降等因素，致使與體膜的貼合度下降，A、B 兩組患者每例患者分次間的擺位誤差稍微增大，A 組患者擺位誤差仍然比B 組患者小。A 組患者增加體表輔助線，在擺位過程中能夠簡單有效的糾正患者體位，從而提高擺位的重復性和準確性，在整個治療過程中能夠更有效的保持其精準性，提高盆腔靶區(qū)照射和保護膀胱、直腸、脊髓等周圍正常有積極意義，能夠更大程度地減少對正常組織的照射，從而為宮頸癌調(diào)強放療的質(zhì)量控制和質(zhì)量管理提供保證［8，17］。

本研究通過體表輔助線的增加來研究宮頸癌患者調(diào)強放療的擺位誤差還存在許多不足之處，未從患者體重變化、體位固定技術(shù)的改進中來探討擺位誤差，具有片面性。后續(xù)筆者會從患者的數(shù)量、體重以及體位固定技術(shù)等方面著手，對體表標記線延長增加的應(yīng)用推廣進一步深入探討，希望在后續(xù)的日常工作中通過不斷地探索，對患者的體位固定進行改進或者固定體膜及體位進行糾正減少擺位誤差以供臨床應(yīng)用，進而實現(xiàn)精確放療。