肺癌放療兩種不同體位固定方式的差異性及擺位誤差的相關性分析

王宇留 方涌文 肖亮杰 姚文燕 劉鏢水 方鍵藍 林承光 林曉生

華南國家腫瘤實驗室中山大學腫瘤防治中心放療科，廣州 510060

原發性支氣管肺癌簡稱肺癌，是我國及世界范圍內發病率和病死率最高的惡性腫瘤之一［1］。據世界衛生組織國際癌癥研究機構（IARC）發布的2020年全球最新癌癥數據，2020年癌癥新發病例數前十的癌癥類型占新發癌癥總數的63%，癌癥病死病例數前十的癌癥類型占癌癥病死總數的71%。2020年全球癌癥病死病例996萬例，其中肺癌病死180萬例，遠超其他癌癥類型，位居癌癥病死人數第1。2020年中國新發癌癥病例457萬例，癌癥病死病例300萬例，新發癌癥人數、癌癥病死人數均位居全球第一，其中新發現肺癌81萬例，肺癌病死人數高達71萬，占癌癥病死總數的23.8%。肺癌發病率和病死率均居惡性腫瘤首位，男性高于女性，城市高于農村；發病率和病死率也存在區域性差異，由高到低依次為東部、中部和西部［2］。由于早期肺癌癥狀不明顯，所以在臨床上往往大多數患者出現癥狀時才到醫院就診已到晚期，導致晚期肺癌整體五年生存率并不高［3］。Ⅰ、Ⅱ期早期非小細胞肺癌（NSCLC）符合手術指征的患者可通過外科手術根治性切除，中晚期肺癌不能通過手術切除或者拒絕手術的早期肺癌患者則通過放化療治療。

近年來，隨著放療技術的快速發展，放療劑量和分割模式不斷得到優化，腫瘤患者的預后得到明顯改善。放療作為肺癌的一種重要的治療方式，其優勢在于精確定位、精確計劃和精確治療［4］。圖像引導放療（IGRT）是在調強放療（IMRT）基礎上發展起來的，是先進的精確放療技術。IMRT采用逆向優化的方法，從多個方向以不均勻強度照射，以保證腫瘤靶區獲得預期的、足夠的照射劑量，而使正常組織的照射劑量少受甚至免受不必要的照射。通過治療前機載錐形束CT（CBCT）來實現患者的位置調整，以糾正患者放療體位的幾何偏差。精確放療是在常規放療基礎上通過精確的腫瘤定位，精確的計劃設計、劑量計算及在治療機上精確執行的一種全新的腫瘤放療技術；而肺癌的精確放療離不開舒適性、重復性高的體位固定。本文通過對比分析兩種不同的體位固定方式，為臨床實踐中肺癌放療選取何種體位固定方式提供數據參考，現報道如下。

資料與方法

1、一般資料

隨機選取2019年2月至2021年5月中山大學腫瘤防治中心Varian Vital_Beam加速器（美國產）接受容積調強放療（volume modulated arc therapy，VMAT）的肺癌患者108例。（1）納入標準：經細胞學或組織病理學確診的肺癌；不可手術或者拒絕手術治療；接受肺癌放療。（2）排除標準：其他部位有惡性腫瘤或者器官器質性病變的患者；合并精神障礙類疾病的患者；意識不清醒、休克、昏迷患者?；颊吣?4例，女24例，年齡34～89歲，中位年齡58歲；將108例患者按照不同治療體位分為A組（雙手上舉52例）、B組（雙手下垂56例）；所有患者卡氏（KPS）評分≥70分，在治療期間均意識清醒，生活能自理。根據組織病理學診斷：腺癌58例，鱗癌35例，小細胞肺癌7例，淋巴上皮瘤樣癌8例；按照目前臨床應用的肺癌分期標準國際抗癌聯盟（UICC）發布的第8版臨床分期［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。

本研究通過中山大學腫瘤防治中心醫學倫理委員會批準（倫理批準號：B2019-075）。

2、體位固定方法

體位固定技術是胸部腫瘤放療的重要環節，重復性好的體位固定技術可以有效降低擺位誤差，提高放療的質量。臨床上常見的胸部腫瘤放療體位固定技術有真空墊以及聚氨酯發泡膠結合翼板個體化塑形兩種方法。本文所收集病例均采用120 cm×80 cm負壓真空袋固定，其體位固定方法如下。（1）A組（雙手上舉組）：患者雙手交叉上舉置于頭頂，平躺在放氣后整平的真空袋上，身體自然放松狀態，雙腳并攏，平緩呼吸，左右方向固定患者身軀兩側，然后對真空袋進行抽氣形成真空，與患者皮膚充分貼合，直至真空袋呈負壓狀態，且雙手按壓不會變形即完成。（2）B組（雙手下垂組）：患者雙手自然下垂，抓捏真空袋的邊緣形成凹痕，每次治療時雙手抓取的位置一致，其余做法跟（1）一樣。兩種固定方式如圖1所示。

3、方法和數據采集

使用飛利浦Big Bore（荷蘭生產）大孔徑64排專用放療模擬CT定位機對患者進行掃描，掃描部位：頸部+胸部+上腹部；掃描范圍：上界第1頸椎，下界第2腰椎下緣；掃描時均為注射碘帕醇增強掃描，掃描層距3 mm，重建層厚3 mm。掃描得到定位CT圖像傳到Eclipse靶區勾畫系統，醫生勾畫靶區及危及器官，然后物理師進行治療計劃的設計。治療前通過加速器機載的KV級CBCT進行掃描，得到容積CT圖像；掃描條件：掃描直徑（Diameter）：46.5 cm，掃描范圍：17.5 cm；掃描角度為360°；管電壓為125 kV，管電流為270 mAs，掃描加權CT劑量指數（CTDIw）值為0.40 cGy。數據重建后和定位CT圖像進行配準，進行六維配準，得到3個平移方向［頭腳（SI）、左右（LR）、前后（AP）］以及3個繞軸旋轉方向［冠狀位（RTN）、矢狀位（Pitch）、橫斷位（Roll）］的擺位誤差數據。

4、統計學方法

使用SPSS 21.0對數據進行統計分析，不符合正態分布的計量資料（擺位誤差）采用中位數（四分位數間距）［M（QR）］表示，原始數據取絕對值后進行Kolmogorov-SmirnovZ非參數秩和檢驗；對六維方向擺位誤差數據分別進行兩兩之間的Pearson相關性分析；其中P＜0.05有差異有統計學意義。相關性強弱判定標準：r≥0.7為極高度相關；0.3≤｜r｜＜0.7為中度相關；｜r｜＜0.3為低度相關。

結 果

1、A組和B組擺位校正差異分析

A組和B組在SI、LR、AP、RTN、Pitch、Roll方向的誤差數據具體見表1，AP、Pitch、Roll方向的誤差比較差異均有統計學意義（均P＜0.05）。

表1 兩組肺癌放療患者3個平移方向及3個繞軸旋轉方向擺位校正差異分析[M（QR）]

2、經CBCT校正后六維方向之間的相關關系

CBCT校正后Pearson相關分析中SI方向的誤差與LR、AP、Pitch方向的誤差有相關，相關系數r值分別為0.209、0.338、0.287，均P＜0.01；AP方向的誤差與Pitch、Roll方向的誤差有相關，相關系數r值分別為0.150、-0.086，均P＜0.05；其中SI方向的誤差與AP方向的誤差中等相關。具體見表2。

表2 108例肺癌放療患者經機載錐形束CT校正后六維方向擺位誤差兩兩之間的相互關系

討 論

原發性肺癌是世界范圍內最常見的惡性腫瘤。從病理和治療角度，肺癌大致可以分為NSCLC和小細胞肺癌（SCLC）兩大類，其中NSCLC占80%～85%，其余為SCLC［6］。由于NSCLC獨特的生物學行為，治療上除了少數早期病例外，主要采用化療和放療結合的綜合治療［7］。放療作為治療肺癌的一種重要方式，可通過局部給予放療針對性消除腫瘤。臨床常規采用三維適形放療、IMRT，但IMRT為更好的選擇，其能降低高級別放射性肺炎的發生［8］。

放療過程中所產生的總的誤差分為隨機誤差和系統誤差。隨機誤差是指治療分割間誤差的平均值，每個分割的誤差圍繞平均值呈正態分布；系統誤差是該平均值偏離定位點的數值，隨機誤差可以消除，但系統誤差無法完全消除［9-11］。由于胸部腫瘤解剖特點，易受到患者自身因素如呼吸方式、體質量指數、皮膚牽拉等影響，使其體位固定存在較大難度，擺位重復性也相對較差［12］。因此，一個舒適的體位固定方式能夠提高擺位重復性，減少擺位誤差，提升靶區腫瘤照射的精確性。李承軍等［13］研究表明，每次放療以及單次放療間由于患者雙手放置方式不固定常引起腫瘤靶區發生位移，增加擺位誤差。擺位的重復性成為精確治療的關鍵，保證體位的準確性和重復性是放療質量控制的重要內容之一，而體位固定技術對擺位的重復性有著極大的影響［14］。本研究對兩種體位固定方式A、B兩組的擺位誤差數據進行對比分析，得到A組和B組在SI和LR方向的誤差比較差異均無統計學意義（均P＞0.05）；AP方向的誤差比較差異有統計學意義（P＜0.05），B組AP方向的擺位誤差比A組??；Pitch與Roll方向的誤差比較差異均有統計學意義（均P＜0.05），A組在Pitch方向擺位誤差值比B組小，B組在Roll方向擺位誤差值比A組小。上述結果主要受幾個方面的影響：A組雙手上舉放置頭頂，分次治療間雙手擺放的位置不能完全一致，造成皮膚牽拉，從而影響擺位精度；B組雙手下垂，抓取真空墊凹痕，分次治療間雙手擺放位置基本上一致，跟A組相比，B組對皮膚的牽拉相對較少，提高擺位精確性。整個治療過程（治療前擺位+CBCT掃描配準校正+出束治療）大約需要10 min，A組雙手上舉由于沒有相對固定位置，特別是年長或者有肩周炎的患者，雙手長時間上舉會產生疲勞，可能產生細微的移動，從而改變治療體位，影響放療效果。

放療誤差多來源于擺位過程中患者的體位固定方式，以及患者治療擺位與放療定位擺位的重復性，或放療分次過程中體位誤差變化趨勢［15］。隨著醫學影像技術的發展，IGRT能夠實現擺位誤差的在線糾正，實現由治療床以及機架的移動來進行位置的校準，但是某些位置偏差如旋轉誤差部分大多無法得到有效校準［16］。本文通過研究各個軸面之間統計學相關性的強弱來判斷兩者之間擺位誤差的相互影響關系，為提高臨床擺位的精確度提供參考。經CBCT校正后Pearson相關分析中，SI方向的誤差與LR、Pitch方向的誤差存在顯著弱相關，與AP方向的誤差存在顯著中等相關；AP方向的誤差與Pitch方向的誤差存在顯著弱相關，與Roll方向的誤差存在顯著負相關。國際輻射單位與測量委員會（ICRU）24號報告曾指出，在放療過程中體位移動3 mm，療效會下降3.3%；移動5 mm，療效下降18.4%；移動6 mm，療效下降33.1%，因此，減少放療中的擺位誤差對腫瘤患者的臨床療效具有重要的意義［17-18］。在擺位過程中，應注意相關軸面的擺位的精確性，進而降低由于單方向的誤差引起相關方向的擺位誤差。本文通過分析擺位誤差的相關性，得到線性方向及旋轉方向之間的相關性，探索肺癌放療擺位的各個軸面間的相互影響關系，從根本上為減少擺位誤差提供臨床參考。

肺癌放療可根據實際情況選取不同的治療體位固定方式，年長或者有肩周炎的患者建議選取雙手下垂的固定方式，在一定程度上減少擺位誤差。通過對比分析六維方向的擺位誤差，探究各個方向間的相關性，在擺位過程中加以關注，從而提高擺位的精確性，達到精準治療的目的。

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