肺癌放疗两种不同体位固定方式的差异性及摆位误差的相关性分析

王宇留 方涌文 肖亮杰 姚文燕 刘镖水 方键蓝 林承光 林晓生

华南国家肿瘤实验室中山大学肿瘤防治中心放疗科，广州 510060

原发性支气管肺癌简称肺癌，是我国及世界范围内发病率和病死率最高的恶性肿瘤之一［1］。据世界卫生组织国际癌症研究机构（IARC）发布的2020年全球最新癌症数据，2020年癌症新发病例数前十的癌症类型占新发癌症总数的63%，癌症病死病例数前十的癌症类型占癌症病死总数的71%。2020年全球癌症病死病例996万例，其中肺癌病死180万例，远超其他癌症类型，位居癌症病死人数第1。2020年中国新发癌症病例457万例，癌症病死病例300万例，新发癌症人数、癌症病死人数均位居全球第一，其中新发现肺癌81万例，肺癌病死人数高达71万，占癌症病死总数的23.8%。肺癌发病率和病死率均居恶性肿瘤首位，男性高于女性，城市高于农村；发病率和病死率也存在区域性差异，由高到低依次为东部、中部和西部［2］。由于早期肺癌症状不明显，所以在临床上往往大多数患者出现症状时才到医院就诊已到晚期，导致晚期肺癌整体五年生存率并不高［3］。Ⅰ、Ⅱ期早期非小细胞肺癌（NSCLC）符合手术指征的患者可通过外科手术根治性切除，中晚期肺癌不能通过手术切除或者拒绝手术的早期肺癌患者则通过放化疗治疗。

近年来，随着放疗技术的快速发展，放疗剂量和分割模式不断得到优化，肿瘤患者的预后得到明显改善。放疗作为肺癌的一种重要的治疗方式，其优势在于精确定位、精确计划和精确治疗［4］。图像引导放疗（IGRT）是在调强放疗（IMRT）基础上发展起来的，是先进的精确放疗技术。IMRT采用逆向优化的方法，从多个方向以不均匀强度照射，以保证肿瘤靶区获得预期的、足够的照射剂量，而使正常组织的照射剂量少受甚至免受不必要的照射。通过治疗前机载锥形束CT（CBCT）来实现患者的位置调整，以纠正患者放疗体位的几何偏差。精确放疗是在常规放疗基础上通过精确的肿瘤定位，精确的计划设计、剂量计算及在治疗机上精确执行的一种全新的肿瘤放疗技术；而肺癌的精确放疗离不开舒适性、重复性高的体位固定。本文通过对比分析两种不同的体位固定方式，为临床实践中肺癌放疗选取何种体位固定方式提供数据参考，现报道如下。

资料与方法

1、一般资料

随机选取2019年2月至2021年5月中山大学肿瘤防治中心Varian Vital_Beam加速器（美国产）接受容积调强放疗（volume modulated arc therapy，VMAT）的肺癌患者108例。（1）纳入标准：经细胞学或组织病理学确诊的肺癌；不可手术或者拒绝手术治疗；接受肺癌放疗。（2）排除标准：其他部位有恶性肿瘤或者器官器质性病变的患者；合并精神障碍类疾病的患者；意识不清醒、休克、昏迷患者。患者男84例，女24例，年龄34～89岁，中位年龄58岁；将108例患者按照不同治疗体位分为A组（双手上举52例）、B组（双手下垂56例）；所有患者卡氏（KPS）评分≥70分，在治疗期间均意识清醒，生活能自理。根据组织病理学诊断：腺癌58例，鳞癌35例，小细胞肺癌7例，淋巴上皮瘤样癌8例；按照目前临床应用的肺癌分期标准国际抗癌联盟（UICC）发布的第8版临床分期［5］，ⅡA期4例、ⅡB期8例、ⅢA期31例、ⅢB期38例、ⅢC期20例、ⅣA期2例、ⅣB期2例、ⅣC期3例。

本研究通过中山大学肿瘤防治中心医学伦理委员会批准（伦理批准号：B2019-075）。

2、体位固定方法

体位固定技术是胸部肿瘤放疗的重要环节，重复性好的体位固定技术可以有效降低摆位误差，提高放疗的质量。临床上常见的胸部肿瘤放疗体位固定技术有真空垫以及聚氨酯发泡胶结合翼板个体化塑形两种方法。本文所收集病例均采用120 cm×80 cm负压真空袋固定，其体位固定方法如下。（1）A组（双手上举组）：患者双手交叉上举置于头顶，平躺在放气后整平的真空袋上，身体自然放松状态，双脚并拢，平缓呼吸，左右方向固定患者身躯两侧，然后对真空袋进行抽气形成真空，与患者皮肤充分贴合，直至真空袋呈负压状态，且双手按压不会变形即完成。（2）B组（双手下垂组）：患者双手自然下垂，抓捏真空袋的边缘形成凹痕，每次治疗时双手抓取的位置一致，其余做法跟（1）一样。两种固定方式如图1所示。

3、方法和数据采集

使用飞利浦Big Bore（荷兰生产）大孔径64排专用放疗模拟CT定位机对患者进行扫描，扫描部位：颈部+胸部+上腹部；扫描范围：上界第1颈椎，下界第2腰椎下缘；扫描时均为注射碘帕醇增强扫描，扫描层距3 mm，重建层厚3 mm。扫描得到定位CT图像传到Eclipse靶区勾画系统，医生勾画靶区及危及器官，然后物理师进行治疗计划的设计。治疗前通过加速器机载的KV级CBCT进行扫描，得到容积CT图像；扫描条件：扫描直径（Diameter）：46.5 cm，扫描范围：17.5 cm；扫描角度为360°；管电压为125 kV，管电流为270 mAs，扫描加权CT剂量指数（CTDIw）值为0.40 cGy。数据重建后和定位CT图像进行配准，进行六维配准，得到3个平移方向［头脚（SI）、左右（LR）、前后（AP）］以及3个绕轴旋转方向［冠状位（RTN）、矢状位（Pitch）、横断位（Roll）］的摆位误差数据。

4、统计学方法

使用SPSS 21.0对数据进行统计分析，不符合正态分布的计量资料（摆位误差）采用中位数（四分位数间距）［M（QR）］表示，原始数据取绝对值后进行Kolmogorov-SmirnovZ非参数秩和检验；对六维方向摆位误差数据分别进行两两之间的Pearson相关性分析；其中P＜0.05有差异有统计学意义。相关性强弱判定标准：r≥0.7为极高度相关；0.3≤｜r｜＜0.7为中度相关；｜r｜＜0.3为低度相关。

结 果

1、A组和B组摆位校正差异分析

A组和B组在SI、LR、AP、RTN、Pitch、Roll方向的误差数据具体见表1，AP、Pitch、Roll方向的误差比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

表1 两组肺癌放疗患者3个平移方向及3个绕轴旋转方向摆位校正差异分析[M（QR）]

2、经CBCT校正后六维方向之间的相关关系

CBCT校正后Pearson相关分析中SI方向的误差与LR、AP、Pitch方向的误差有相关，相关系数r值分别为0.209、0.338、0.287，均P＜0.01；AP方向的误差与Pitch、Roll方向的误差有相关，相关系数r值分别为0.150、-0.086，均P＜0.05；其中SI方向的误差与AP方向的误差中等相关。具体见表2。

表2 108例肺癌放疗患者经机载锥形束CT校正后六维方向摆位误差两两之间的相互关系

讨 论

原发性肺癌是世界范围内最常见的恶性肿瘤。从病理和治疗角度，肺癌大致可以分为NSCLC和小细胞肺癌（SCLC）两大类，其中NSCLC占80%～85%，其余为SCLC［6］。由于NSCLC独特的生物学行为，治疗上除了少数早期病例外，主要采用化疗和放疗结合的综合治疗［7］。放疗作为治疗肺癌的一种重要方式，可通过局部给予放疗针对性消除肿瘤。临床常规采用三维适形放疗、IMRT，但IMRT为更好的选择，其能降低高级别放射性肺炎的发生［8］。

放疗过程中所产生的总的误差分为随机误差和系统误差。随机误差是指治疗分割间误差的平均值，每个分割的误差围绕平均值呈正态分布；系统误差是该平均值偏离定位点的数值，随机误差可以消除，但系统误差无法完全消除［9-11］。由于胸部肿瘤解剖特点，易受到患者自身因素如呼吸方式、体质量指数、皮肤牵拉等影响，使其体位固定存在较大难度，摆位重复性也相对较差［12］。因此，一个舒适的体位固定方式能够提高摆位重复性，减少摆位误差，提升靶区肿瘤照射的精确性。李承军等［13］研究表明，每次放疗以及单次放疗间由于患者双手放置方式不固定常引起肿瘤靶区发生位移，增加摆位误差。摆位的重复性成为精确治疗的关键，保证体位的准确性和重复性是放疗质量控制的重要内容之一，而体位固定技术对摆位的重复性有着极大的影响［14］。本研究对两种体位固定方式A、B两组的摆位误差数据进行对比分析，得到A组和B组在SI和LR方向的误差比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）；AP方向的误差比较差异有统计学意义（P＜0.05），B组AP方向的摆位误差比A组小；Pitch与Roll方向的误差比较差异均有统计学意义（均P＜0.05），A组在Pitch方向摆位误差值比B组小，B组在Roll方向摆位误差值比A组小。上述结果主要受几个方面的影响：A组双手上举放置头顶，分次治疗间双手摆放的位置不能完全一致，造成皮肤牵拉，从而影响摆位精度；B组双手下垂，抓取真空垫凹痕，分次治疗间双手摆放位置基本上一致，跟A组相比，B组对皮肤的牵拉相对较少，提高摆位精确性。整个治疗过程（治疗前摆位+CBCT扫描配准校正+出束治疗）大约需要10 min，A组双手上举由于没有相对固定位置，特别是年长或者有肩周炎的患者，双手长时间上举会产生疲劳，可能产生细微的移动，从而改变治疗体位，影响放疗效果。

放疗误差多来源于摆位过程中患者的体位固定方式，以及患者治疗摆位与放疗定位摆位的重复性，或放疗分次过程中体位误差变化趋势［15］。随着医学影像技术的发展，IGRT能够实现摆位误差的在线纠正，实现由治疗床以及机架的移动来进行位置的校准，但是某些位置偏差如旋转误差部分大多无法得到有效校准［16］。本文通过研究各个轴面之间统计学相关性的强弱来判断两者之间摆位误差的相互影响关系，为提高临床摆位的精确度提供参考。经CBCT校正后Pearson相关分析中，SI方向的误差与LR、Pitch方向的误差存在显著弱相关，与AP方向的误差存在显著中等相关；AP方向的误差与Pitch方向的误差存在显著弱相关，与Roll方向的误差存在显著负相关。国际辐射单位与测量委员会（ICRU）24号报告曾指出，在放疗过程中体位移动3 mm，疗效会下降3.3%；移动5 mm，疗效下降18.4%；移动6 mm，疗效下降33.1%，因此，减少放疗中的摆位误差对肿瘤患者的临床疗效具有重要的意义［17-18］。在摆位过程中，应注意相关轴面的摆位的精确性，进而降低由于单方向的误差引起相关方向的摆位误差。本文通过分析摆位误差的相关性，得到线性方向及旋转方向之间的相关性，探索肺癌放疗摆位的各个轴面间的相互影响关系，从根本上为减少摆位误差提供临床参考。

肺癌放疗可根据实际情况选取不同的治疗体位固定方式，年长或者有肩周炎的患者建议选取双手下垂的固定方式，在一定程度上减少摆位误差。通过对比分析六维方向的摆位误差，探究各个方向间的相关性，在摆位过程中加以关注，从而提高摆位的精确性，达到精准治疗的目的。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突