賈衛(wèi)娟，周 軍，羅 燦，周一兵

（陸軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院腫瘤科，重慶 400037）

0 引言

下肢腫瘤主要包括軟組織肉瘤（soft tissue sarcoma，STS）和惡性骨轉(zhuǎn)移瘤，其臨床表現(xiàn)包括疼痛、腫塊、病理性骨折或功能性障礙。研究表明輔助性或姑息性放射治療作為下肢腫瘤的主要治療方法，能有效改善患者生活質(zhì)量，降低局部復(fù)發(fā)率和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移率，并延長(zhǎng)患者生存期[1-2]。然而區(qū)別于身體其他部位，下肢包含較靈活的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)以及踝關(guān)節(jié)，其不自主運(yùn)動(dòng)性強(qiáng)且存在旋轉(zhuǎn)問題，導(dǎo)致在放射治療過程中患者的下肢固定效果不理想及擺位重復(fù)性差，因此有效的下肢固定方式在臨床下肢腫瘤放射治療中有著十分重要的作用。

ExacTrac 影像引導(dǎo)系統(tǒng)（BrainLAB，德國）作為一種新型的影像引導(dǎo)放射治療（image-guided radiation therapy，IGRT）系統(tǒng)，包含1 套千伏級(jí)X 射線成像系統(tǒng)和1 個(gè)自由活動(dòng)的6D 床。X 射線成像系統(tǒng)利用2 組成±45°斜交排列的X 射線球管和相對(duì)應(yīng)的探測(cè)板即時(shí)成像驗(yàn)證患者體位，6D 床根據(jù)圖像配準(zhǔn)結(jié)果修正擺位誤差并糾正患者體位[3]。因此，ExacTrac影像引導(dǎo)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)放射治療，目前已被廣泛應(yīng)用于臨床下肢腫瘤的放射治療中。然而IGRT也存在其局限性，如治療費(fèi)用昂貴、輻射劑量較常規(guī)治療更高等。因此，尋求一種更具普適性的擺位方案仍是放射治療領(lǐng)域的重要研究方向。

基于以上現(xiàn)狀，本研究參照個(gè)性化放射治療的要求，分別采用真空負(fù)壓墊、熱塑膜、丁字鞋固定患者下肢，探究在ExacTrac 影像引導(dǎo)系統(tǒng)引導(dǎo)下不同固定方式對(duì)下肢放射治療患者擺位誤差的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 研究對(duì)象

回顧性選取2019 年10 月至2022 年11 月期間于我院完成下肢腫瘤放射治療的145 例患者，包含軟組織肉瘤47 例（占比約32%）、惡性骨轉(zhuǎn)移瘤98例（占比約68%）；其中男性95 例、女性50 例，年齡18～75 歲（中位年齡58 歲）；照射劑量為30～75 Gy，分次為6～30 次；照射部位為股骨100 例、脛骨27例、腓骨12 例、足部6 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）無心衰、高血壓、血栓及出血等嚴(yán)重不良反應(yīng)癥狀者；（2）意識(shí)清晰，依從性好，能較好配合擺位。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）過度緊張焦慮患者；（2）過度疼痛患者。

1.1.2 儀器設(shè)備

本研究所用儀器設(shè)備包含飛利浦大孔徑CT機(jī)、瓦里安Eclipse 計(jì)劃系統(tǒng)、瓦里安Trilogy 加速器、BrainLAB ExacTrac 影像引導(dǎo)系統(tǒng)。

1.2 方法

1.2.1 體位固定

根據(jù)患者個(gè)體照射部位及其耐受性選取合適的固定方式，將其分為3 組：（1）真空負(fù)壓墊組（A組）：患者仰臥或俯臥于真空負(fù)壓墊上，調(diào)整體位，提高舒適度的同時(shí)確保真空負(fù)壓墊能完全包裹患側(cè)下肢部位，最后用真空泵抽氣成型；（2）熱塑膜組（B 組）：患者平躺于碳素纖維固定裝置上，將加熱過的熱塑膜貼合患側(cè)肢體，牽拉固定后冷卻成型；（3）丁字鞋組（C 組）：患者平躺于治療床上，患側(cè)腳穿丁字鞋，足跟部木塊置于固定的硬泡沫凹槽內(nèi)，健側(cè)腿視情況屈膝。本研究中A、B、C 組分別為46、50、49 例。

1.2.2 CT 定位與計(jì)劃設(shè)計(jì)

所有患者均采用腳先進(jìn)的方式，使用大孔徑CT機(jī)進(jìn)行定位掃描，掃描層厚及層間距均為5 mm。采集的CT 圖像隨后上傳到服務(wù)器，由醫(yī)生和物理師分別根據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行靶區(qū)勾畫和計(jì)劃設(shè)計(jì)。經(jīng)醫(yī)生確認(rèn)無誤后將計(jì)劃及CT 圖像分別傳至加速器治療系統(tǒng)和ExacTrac 影像引導(dǎo)系統(tǒng)。

1.2.3 位置驗(yàn)證與擺位誤差

放射治療技師擺位完成后，使用ExacTrac 影像引導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行位置驗(yàn)證，曝光參數(shù)選擇100 kV、6.3 mAs。將掃描生成的X 射線影像與Eclipse 治療計(jì)劃系統(tǒng)（treatment planning system，TPS）生成的數(shù)字重建圖像（digital reconstructured radiograph，DRR）進(jìn)行融合比對(duì)，圖像配準(zhǔn)范圍需覆蓋靶區(qū)及靶區(qū)鄰近骨性標(biāo)志，配準(zhǔn)方式為自動(dòng)配準(zhǔn)加手動(dòng)確認(rèn)，配準(zhǔn)完成后可獲得AP（前后）、SI（頭腳）、LR（左右）、Yaw（繞AP 旋轉(zhuǎn)）、Roll（繞SI 旋轉(zhuǎn)）、Pitch（繞LR 旋轉(zhuǎn)）共計(jì)6 個(gè)方向上的擺位誤差值。用6D 床校正后再次掃描，若擺位誤差值達(dá)到治療要求（平移誤差≤1.0 mm，旋轉(zhuǎn)誤差≤1.0°）則驗(yàn)證完成，實(shí)施治療。否則重復(fù)以上步驟，直至擺位誤差值滿足治療要求。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用Microsoft Excel 錄入各患者經(jīng)ExacTrac 影像引導(dǎo)系統(tǒng)配準(zhǔn)后的6D 方向擺位誤差值，并制作圖表。使用SPSS 20.0 統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算擺位誤差值的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差；采用單因素方差分析擺位誤差值的組間差異，事后多重比較采用最小顯著差數(shù)法（least significant difference，LSD）檢驗(yàn)，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

本研究選取的145 例患者均在ExacTrac 影像引導(dǎo)系統(tǒng)的引導(dǎo)下進(jìn)行放射治療，共獲得2 447 幅對(duì)比圖像，其中A 組753 幅、B 組869 幅、C 組825幅。由于6D 方向上的擺位誤差值存在正負(fù)值會(huì)影響統(tǒng)計(jì)結(jié)果，本研究擬對(duì)擺位誤差絕對(duì)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

不同固定方式下3 組患者的擺位誤差值詳見表1。結(jié)果表明，修正前6D 方向的擺位誤差值都比較大。3 組患者在LR、AP 以及Roll 方向上的擺位差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。LSD 事后檢驗(yàn)顯示在LR、AP 以及Roll 方向上，B 組的擺位誤差值顯著低于其他2 組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；在LR、AP 方向上，C 組的擺位誤差值顯著低于A 組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。由此可見，利用熱塑膜固定患者可有效減小擺位誤差。

表1 不同固定方式下3 組患者的擺位誤差值比較

不同固定方式下3 組患者擺位誤差值的分布圖如圖1 所示。可見，3 組患者的擺位誤差值絕大部分在平移方向上≤4 mm，旋轉(zhuǎn)方向上≤1°。而A、B、C 3組患者的擺位誤差在LR 平移方向上≤1 mm 的占比分別為30.5%、42.9%和37.7%；在SI 平移方向上≤1 mm 的占比分別為28.8%、34.4%和25.1%；在AP平移方向上≤1 mm 的占比分別為26.8%、34.0%和26.4%；在Pitch 旋轉(zhuǎn)方向上≤1°的占比分別為70.7%、64.1%和84.9%；在Roll 旋轉(zhuǎn)方向上≤1°的占比分別為44.4%、56.2%和47.2%；在Yaw 旋轉(zhuǎn)方向上≤1°的占比分別為56.4%、65.4%和62.3%?？梢? 組患者的擺位誤差值分布范圍大，無法達(dá)到臨床放射治療精確性的要求。

圖1 不同固定方式下3 組患者擺位誤差值的分布圖

經(jīng)過二維ExacTrac 影像引導(dǎo)系統(tǒng)糾正后，不同固定方式下3 組患者修正后的擺位誤差值詳見表2。最終3 組患者的平移誤差均可以控制為≤1 mm，旋轉(zhuǎn)誤差均可以控制為≤1°。

表2 不同固定方式下3 組患者修正后的擺位誤差值

3 討論

IGRT 利用先進(jìn)的影像設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)靶區(qū)及周圍正常組織的變化，是精準(zhǔn)放射治療的先決條件[4-5]。一直以來，千伏級(jí)錐形束CT（cone-beam CT，CBCT）影像引導(dǎo)技術(shù)被認(rèn)為是IGRT 技術(shù)的代表，該技術(shù)所采集的CT 圖像質(zhì)量接近診斷CT，能以CBCT圖像與定位CT 圖像的高重合度為依據(jù)，精確計(jì)算獲得擺位誤差。然而CBCT 影像引導(dǎo)技術(shù)存在圖像采集時(shí)間較長(zhǎng)、對(duì)患者的輻射相對(duì)較高以及其他技術(shù)條件限制的問題。Hoogeman 等[6]的研究表明，分次內(nèi)系統(tǒng)誤差會(huì)隨著治療時(shí)長(zhǎng)的增加而增大。ExacTrac影像引導(dǎo)系統(tǒng)圖像采集速度快，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)X 射線成像，其擁有專利6D 融合技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)快速圖像配準(zhǔn)的同時(shí)，大大縮短了影像驗(yàn)證時(shí)長(zhǎng)[7]。而相對(duì)于獲取一張CBCT 圖像給患者帶來的額外輻照劑量（30～50 mGy），ExacTrac 影像引導(dǎo)系統(tǒng)帶來的額外輻照劑量?jī)H為0.33～0.55 mGy，大大地減少了患者額外接收的照射劑量[8]。因此，本研究利用ExacTrac 影像引導(dǎo)系統(tǒng)分別對(duì)3 組患者進(jìn)行位置驗(yàn)證?？紤]到該系統(tǒng)對(duì)骨性組織外的軟組織分辨力較低以及人為因素導(dǎo)致的誤差，配準(zhǔn)方式選擇自動(dòng)配準(zhǔn)后手動(dòng)確認(rèn)。

現(xiàn)代調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)的要求為在最大程度提高腫瘤照射量的同時(shí)應(yīng)最大程度減少周圍正常組織的照射量，然而生理運(yùn)動(dòng)、擺位誤差等成為了限制放射治療精度的主要影響因素[9-10]。為了解決這個(gè)問題，臨床上通常將臨床靶區(qū)設(shè)置至計(jì)劃靶區(qū)外擴(kuò)邊界，以確保目標(biāo)靶區(qū)能夠得到處方劑量的照射[10]。即便如此，仍然有可能造成射線脫離部分靶區(qū)及危及器官的受量增加，最終導(dǎo)致腫瘤放射治療失敗[11]。吳艷龍等[12]的研究表明，患者放射治療中不采用外固定裝置，僅靠自我控制，移位偏差最大可達(dá)2 cm。因此，在下肢腫瘤放射治療前需要對(duì)患者進(jìn)行體位固定。

下肢活動(dòng)形式相對(duì)復(fù)雜，放射治療中容易產(chǎn)生內(nèi)旋、外展等問題，其對(duì)臨床中的固定方式提出了更高的要求。臨床中常用的固定方式有丁字鞋[12]、真空負(fù)壓墊、熱塑膜、發(fā)泡膠[13]、自制固定器[14]等。其中丁字鞋的固定方式成本低、操作簡(jiǎn)單，只需固定患側(cè)腳，可有效減少對(duì)患者腿部皮膚的擠壓和牽拉，其在臨床下肢固定中發(fā)揮著重要作用[12]。真空負(fù)壓墊的固定方式舒適性強(qiáng)，身體貼合度高。高宏等[15]的研究發(fā)現(xiàn)，利用真空負(fù)壓墊固定的下肢放射治療患者，連續(xù)4 周的擺位誤差值無明顯差異。熱塑膜通過外覆蓋的方式，能夠控制患者因體位變化引起的擺位誤差，其應(yīng)用范圍廣[16]，但該方法僅僅適用于照射部位簡(jiǎn)單、無皮膚破損且配合度較高的患者。本研究對(duì)這3 種常見的固定方式進(jìn)行了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)熱塑膜固定方式在LR、AP 以及Roll 方向上的擺位誤差值小于丁字鞋及真空負(fù)壓墊固定方式（P＜0.05）；丁字鞋固定方式在LR、AP 方向上的擺位誤差小于真空負(fù)壓墊固定方式（P＜0.05）。文曉靜等[17]利用CBCT 影像比較丁字鞋固定方式與真空負(fù)壓墊固定方式，發(fā)現(xiàn)丁字鞋固定方式具有更小的擺位誤差，與本研究結(jié)果一致，但其研究分析并未納入熱塑膜固定方式，而且使用丁字鞋固定存在設(shè)計(jì)照射視野時(shí)要考慮避開健側(cè)下肢以及丁字鞋只有簡(jiǎn)單的大小號(hào)區(qū)分，容易出現(xiàn)不合腳、變形的問題。李瑞蘭等[18]的研究結(jié)果顯示真空負(fù)壓墊固定方式的擺位效果優(yōu)于熱塑膜固定方式，與本次研究結(jié)果不同?？赡艿脑蚴牵海?）我院使用真空負(fù)壓墊固定的患者多行動(dòng)不便，上下床過程中多次擠壓真空負(fù)壓墊造成其變形甚至漏氣，且治療過程中可能會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)迫體位，從而導(dǎo)致擺位重復(fù)性變差；（2）不同醫(yī)院真空負(fù)壓墊的制作方式存在差異。有研究表明，真空負(fù)壓墊的制作方式會(huì)對(duì)擺位誤差造成影響[19]。

綜上所述，IGRT 能有效減小患者的擺位誤差，考慮到部分患者由于各方面的原因不能每次均在ExacTrac 影像引導(dǎo)系統(tǒng)引導(dǎo)下進(jìn)行放射治療，因此可通過熱塑膜固定方式提高下肢放射治療中患者體位固定的精確性，推薦臨床體位固定階段優(yōu)先考慮熱塑膜固定方式。下一步研究將圍繞以下2 個(gè)方面展開：（1）研究患者治療過程中的移位情況，即分次內(nèi)誤差對(duì)結(jié)果的影響；（2）聯(lián)合應(yīng)用多種固定方式進(jìn)行下肢固定，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、精準(zhǔn)化放射治療。