比较两种固定方式在非小细胞肺癌行体部立体定向放射治疗时对摆位误差的影响

李永斌，曾碧丽，王燕玲，沈燕丽，林伟平，赵雅婷

（福建医科大学附属漳州市医院肿瘤放疗科，福建 漳州 363000）

目前，肺癌是世界范围内癌症死亡的主要原因之一。2013年美国因肺癌死亡的人数占癌症死亡总人数的27%［1］。在中国，肺癌的发病率也呈连年上升趋势，且是癌症相关死亡的首要原因［2-3］。近年来研究表明，体部立体定向放射治疗（Stereotactic body radiotherapy，SBRT）治疗早期非小细胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）和晚期肺孤立转移灶均取得较大进展，表现为治疗时间短、放疗反应轻，明显提高了患者的生活质量，增加疗效的同时节省了大量医疗资源，是研究小体积肿瘤治疗方法的一个方向［4-6］。在行SBRT治疗时靶区剂量高，患者治疗时靶区体位固定的重复性、可靠性和准确性尤为重要，需要不断改进提高体位固定和摆位技术，掌握靶区精确度，为临床治疗提供误差数据和外扩边界参考。本研究主要探讨使用Klarity立体定位架联合真空袋固定与单纯使用真空袋固定对摆位误差的不同影响，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2017年1月—2021年7月采用图像引导放疗（Image-guided radiotherapy，IGRT）引导SBRT治疗的NSCLC患者70例，其中男52例，女18例，年龄52～70岁，中位年龄61.5岁。KPS评分均≥70分。所有患者配合意愿良好，无影响治疗体位固定的重大疾病。本研究经医院伦理委员会批准，患者均知情同意并签署知情同意书。

根据不同的体位固定方式，将70例患者分成两组，其中A组35例使用Klarity立体定位架+1.2 m真空袋联合固定，其中男27例，女8例，年龄32～79岁，中位年龄59岁；B组35例使用1.2 m真空袋固定，其中男25例，女10例，年龄36～80岁，中位年龄62.2岁。两组一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 仪器设备64排大孔径CT模拟定位机（BrillianceTMBig Bore CT，荷兰Philips公司）；治疗计划系统TPS（Varian Eclipse13.5版，美国Varian公司）；具有图像引导治疗功能的IX直线加速器（Varian IX，美国Varian公司）；LAP激光定位系统；1.2 m真空袋；Klarity立体定位架。

1.2.2 体位固定患者取仰卧位，A组使用Klarity立体定位架+1.2 m真空袋联合固定，双手上举抓于立体定位架臂托处；B组仅使用1.2 m真空袋固定体部，双手抱肘置额头。两组均采用相同真空袋固定方式对体部进行固定。制作真空袋塑形时注意做好头颈肩和上臂的支撑固定，腰部和肩背部伏贴不留空隙，所有患者均仅穿贴身底裤，保证自然平直，避免因衣服增减造成的误差。见图1。

图1 两种体位固定方式

1.2.3 CT模拟定位图像的采集所有患者在大孔径螺旋CT模拟定位机上进行四维计算机断层（4-demensional computed tomography，4DCT）增强扫描，扫描前对患者详细说明需配合的事项，嘱患者自然平静呼吸，利用激光定位系统在患者体表和真空袋上标记出定位中心点。所有影像数据通过标准DICOM 3.0格式的图像上传到TPS，靶区按照最大密度投影法在增强4DCT图像上进行勾画［7-8］，OAR在纵隔窗下平均密度投影下进行勾画，靶区均外扩0.6 cm，拟出治疗计划。

1.2.4 误差测量TPS拟出放射治疗计划，在CT模拟机下复位后，患者在直线加速器治疗床上，根据体表和真空袋标记的治疗中心精确摆位。利用加速器自带机载影像系统（On board imager，OBI）的锥形束CT（Cone-beam CT，CBCT）扫描。将重建的CBCT图像与平均密度投影图像作为参考图像在线进行自动匹配，匹配方式以骨性解剖为参考，以肿瘤组织形态大小及相近支气管束为标准。必要时手动微调，获得治疗前X轴（左右）、Y轴（前后）和Z轴（头脚）上的位移误差数值，校正后再治疗。据有关研究和美国医学物理师协会（American Association of Physicists in Medicine，AAPM）的QA要求，CT-SIM和医用直线加速器的机械刻度精度≤1°［9-11］。行IGRT时，CBCT图像匹配一旦旋转超过1°，便重新进行摆位扫描，以获得参考图像和配准图像在X轴、Y轴和Z轴上最佳的靶区重叠。

1.2.5 PTV外扩边界计算根据文献［12］的方法计算平均摆位误差（即各个患者摆位误差的平均值）、系统摆位误差（∑，即各个患者摆位误差平均值的标准差）、随机摆位误差（σ，即各个患者摆位误差标准差的均方根）。根据公式（MPTV=2.5∑+0.7σ）分别计算出两组患者的X轴、Y轴和Z轴CTV扩至PTV时各方向的外放边界。

1.3 统计学方法采用SPSS 19.0分析患者的CBCT扫描位移数据，对原始位移值取绝对值进行摆位位移统计，位移值采用±s表示，计量资料经正态性检验满足正态分布，方差齐性检验中方差不齐的选用近似t检验，方差齐的选用t检验，组间比较采用独立样本t检验；计量资料经正态性检验若不满足正态分布，原始位移值采用中位数及四分位数，Median（IQR）表示，组间比较采用wilcoxon秩和检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者摆位误差比较⑴绝对摆位误差：A组和B组分别扫描174人次和166人次。每位患者每次的误差分布图见图2。在X轴上，B组的绝对误差值（0.26±0.17）cm大于A组（0.18±0.1）cm，差异有统计学意义（P=0.019）；在Y轴上，A组的绝对误差值（0.27±0.14）cm大于B组（0.16±0.12）cm，差异有统计学意义（P=0.001）。⑵原始摆位误差：在Z轴上，A组的原始误差值Median（IQR）0.15（-0.12，0.3）cm大于B组-0.05（-2.75，0.1）cm，差异有统计学意义（P=0.010），误差方向表现出正负值。见表1。

图2 两组患者每分次的误差分布图

表1 两组患者摆位误差比较

2.2 两组患者不同轴向上外扩边界两组使用不同体位固定方式，患者分次放疗期间X、Y、Z轴的PTV外扩边界值分别为A组（0.280、0.386、0.443）cm，B组（0.485、0.348、0.606）cm。见表2。

表2 两组患者CTV-PTV在不同轴向上外扩边界/cm

3 讨论

放疗计划设计和实施希望治疗靶区在各方向理论上是一致的，也就是位移为0 cm，但在实际操作中，完成所有分次的治疗时，由于患者呼吸运动、靶区形变、设备机械误差以及治疗师摆位重复准确性等多方面因素的影响，各个轴向上难以避免出现一定的误差。研究显示，肺癌SBRT治疗过程造成靶区误差的主要因素依次为摆位的随机性、肿瘤运动、固定装置、治疗床沉降以及机器等［13］。何叶等［14］研究表明，即使在胸部固定良好的情况下，手臂的移动对于胸部肿瘤的患者也是会有一定的影响。选择合适的体位固定装置，在减少位移误差的同时，也可以减少CTV向PTV的外扩边界。单一的固定装置难以满足有效的固定，因此联合体位固定方式引起了极大的关注。张英婷等［15］和刘美月等［16］研究表明，不同联合体位固定方式较单纯使用真空袋固定方式有优势，可使CTV-PTV外放边界值缩小。MOORE K等［17］研究也表明，与一系列单一的固定装置相比，联合固定装置效果更好。基于此，本次研究主要探讨胸部Klarity立体定位架联合真空袋固定与单纯使用真空袋固定与对于摆位误差的影响。

本研究结果发现，A组由于应用联合立体定位架体位固定方式，双手可以比较稳定地平衡抓握定位架把手，脊柱及背部相对不会发生左右旋转摆动，因此在X轴上绝对误差值小于B组。但由于A组双手上举抓握立体定位架，相对于B组双手抱肘置额头双肩无稳定固定方式，双肩向上拉伸造成胸廓抬升摆位重复性不稳定，导致在Y轴上A组的位移绝对误差大于B组。虽然通过原始位移值取绝对值的统计分析能客观表现出整体样本位移的偏移幅度，但实际误差大小并未表现出方向性，而对原始位移值的统计分析能客观表现出整体样本的位移偏向趋势。两组患者在Z轴上原始位移误差表现出不同的偏向趋势，A组误差偏向于正值。但在位移绝对误差值上并未表现出统计学差异，这可能与患者抓握定位架时身体向头顶上举，导致皮肤体表标记中心牵拉变化有关，且这种变化更易偏向头侧。AHAMAD A等［18］研究表明，即使增加相当微小的外扩边界，也可能导致正常组织受照体积增加。在行SBRT治疗时，更精确的CTV-PTV外扩边界，有助于减少正常组织和危及器官受量，减少不必要的放射损伤。A组联合立体定位架固定双臂的方式在靶区治疗摆位误差和缩小CTV-PTV外放边界值效果，与文献报道类似［14-15］，在X轴和Z轴上，CTV-PTV外扩边界相对于B组单纯使用真空袋固定方式较小，但Y轴上绝对误差值略大，相对应的CTV-PTV外扩边界也略大，体现出Klarity立体定位架和1.2 m真空袋联合固定方式在Y轴上具有一定的局限性。有研究表明［14，16］，可以在立体定位架联合真空袋的基础上加盖热塑膜固定，进一步减小Y轴上的摆位误差。

综上所述，使用立体定位架联合真空袋固定方式固定，患者在治疗摆位时肩部更稳定舒适，减少X轴与Z轴方向误差，减少肿瘤CTV-PTV的外扩值，对减少正常肺组织损伤有应用价值，而Y轴方向的误差应进一步加强控制。