调强放疗摆位误差的研究进展*

张 超 综述，杨 健 审校

(1.承德医学院，河北承德 067000；2.承德医学院附属沧州市人民医院，河北沧州 061000)

放疗作为恶性肿瘤的主要治疗手段之一，在许多恶性肿瘤的治疗中有着不可取代的地位，美国有超过60%恶性肿瘤患者接受放疗[1]。为达到最佳的治疗效果，放疗技术需最大限度地将放射线的剂量集中在病变组织(即放疗靶区)内，同时使靶区周围正常组织或器官尽可能少受或免受照射。调强放疗(intensity modulated radiation therapy,IMRT)是一种高精度的放疗技术，可以提高肿瘤靶区剂量及局部控制率，同时降低周围正常组织的受照剂量。放疗过程中患者的摆位误差是影响IMRT高精度的关键因素之一，如果不能将摆位误差控制在允许的范围内，IMRT的优势将难以体现。本文现对IMRT摆位误差作一综述。

1 图像引导放疗技术(image-guided radiotherapy,IGRT)

IGRT可以利用分次治疗摆位时和(或)治疗中采集的图像和(或)其他信号，引导此次治疗和(或)后续分次治疗。

IGRT可以提高摆位时的精确度，同时有利于靶区周围正常组织及器官的保护，是减少摆位误差的有效方式。在对前列腺癌患者的研究发现，与非IGRT比较，每日IGRT可降低患者急性和晚期胃肠道毒性和泌尿生殖道毒性，同时降低放疗的失败率[2]。ZHONG等[3]在头颈部肿瘤研究中发现，没有IGRT引导的情况下，40.8%的肿瘤组织将偏离靶区5 mm以上。

利用IGRT监测摆位误差，并得到摆位误差的变化规律，通过统计来指导肿瘤临床靶区(CTV)的外放边界，可以更精准地保障肿瘤组织得到要求的处方剂量，同时减少周围正常组织的受照剂量。一项纳入60例头颈部肿瘤患者的研究收集了360个锥形束CT(CBCT)图像，发现左右、上下、前后方向上摆位误差范围为0～9、0～5、0～10 mm，左右、上下、前后方向大于3 mm摆位误差频率为3.9%、8.0%和15.5%，由此得出CTV外扩3～5 mm足够安全[4]。时勇等[5]利用CBCT于第1、10、20次治疗前采集60例中上段食管癌患者的CBCT图像，得出摆位误差在左右、上下、前后方向分别为(2.93.±2.24)、(3.81±2.31)和(2.41±1.65)mm，由此计算出胸腹热塑体膜固定下的中、上段食管癌CTV的外放边界在左右、上下、前后方向应大于或等于7.39、7.83、5.91 mm。

目前IGRT多采用CT进行引导，而磁共振引导放疗(magnetic resonance-guided radiotherapy,MRgRT)在应用中也得到了很好的治疗效果，与CBCT比较，MR引导的图像引导技术可以提供更好的解剖学清晰度，同时减少辐射暴露。MRgRT克服了传统IGRT的局限性，特别是在需要准确区分软组织肿瘤及其危机器官的时候，同时MRgRT还能提供实时图像并跟踪解剖结构移动[6]。ROY等[7]纳入15例胃边缘区淋巴瘤患者进行MRgRT，发现中位随访23.6个月后，14/15(93.33%)患者获得了局部控制和远处疾病控制，得出MRgRT拥有精确的靶区定位、更小的计划靶区(PTV)边界和自适应重新计划能力等优势。但在宫颈癌放疗中，CREE等[8]发现尽管每日图像引导及MRgRT等先进放疗技术已得到广泛应用，但长期的泌尿生殖系统和胃肠道不良反应仍然常见。这可能与内部器官移动，膀胱、肠道准备不一致有关。

IGRT能测量和指导减少摆位误差，但同时也存在一些问题，如无法测量放疗过程中肿瘤及周围正常组织动态变化的全过程、操作复杂、耗时较多、价格昂贵、存在图像配准误差等，这使得让每一位患者实现全程的图像引导放疗较难实现。

2 表面引导放疗技术(surface-guided radiation therapy,SGRT)

SGRT可利用光学表面成像来减少治疗过程中的定位不确定性，从而降低靶区边缘和正常组织的受量。SGRT可通过降低分次内摆位的不确定性、监测患者的运动、使用呼吸门控或屏息技术来最小化内部肿瘤的运动并减少正常组织的受量[9]。KUGELE等[10]纳入139例乳腺癌患者进行SGRT与传统的激光定位技术的对比，发现接受切线放疗的前后两者各方向摆位误差小于或等于4 mm的概率分别为95%和84%，同时接受局部放疗的概率分别为70%和54%，他们认为在乳腺癌放疗定位时前者可取代后者。另一项研究进行了SGRT与IGRT的对比，发现两者在左右、上下、前后方向上位移相当，差异无统计学意义(P>0.05)，而SGRT体现出其在乳腺癌放疗中提高摆位准确性和定位速度方面的优势[11]。那么SGRT能否替代IGRT？HATTEL等[12]认为不能，他们发现虽然SGRT能将传统激光定位的摆位误差从5.4 mm改善到4.2 mm，但与IGRT比较仍存在平均4.2 mm的3D残留摆位不确定性，所以SGRT没有足够的准确性取代IGRT，建议两者联合应用，可共同发挥各自优势。相反，SGRT同时也存在一定的局限性，如对相对较深的靶区成像误差较大，对光滑表面的起伏不敏感(如表面有固定体膜的患者)，颈部有死角，成像质量受表面形状和颜色影响。

3 体位固定装置

3.1 热塑体膜与真空负压垫对比的研究

一项回顾分析121例接受立体定向放疗肺癌患者的研究发现，热塑体膜组在左右和前后方向上优于真空负压垫组，同时也减少了摆位时间，推荐应用热塑体膜[13]。这可能与热塑体膜具有更好的塑形性，更能限制患者体位扭曲和避免由于皮肤牵拉造成体表标记线位移有关。BMI可以影响摆位装置的选择，CHEN等[14]研究发现，对于BMI≥24 kg/m2的患者，热塑体膜比真空负压垫具有更好的重复性和更低的分次间摆位误差；对于BMI<24 kg/m2的患者，两种装置无明显差别，但真空负压垫更加舒适。

3.2 同部位不同热塑体膜固定的研究

王辉东等[15]研究发现对于颈和胸上段食管癌患者，头颈肩热塑膜固定和颈胸一体热塑膜固定都能很好满足放疗治疗要求，但颈胸一体热塑膜摆位的重复性更好，更舒适，依从性更强。

3.3 多种固定装置联合应用的研究

杨丽华等[16]实验得出体板+真空垫+体部热塑膜固定装置的摆位误差在治疗前后基本都能控制在1.5 mm以内，误差率控制在6.25%以内，使摆位的精确度、体位的重复性及稳定性得以提高。多种固定方式联合应用提高了摆位的精确性，减少了摆位误差，这可能与这种方式更加适形、更加个体化有关。

3.4 其他固定装置的研究

HAEFNER等[17]基于磁共振(MRI)数据和3D打印技术制作头部固定装置，8名受试志愿者左右、上下、前后方向上的摆位误差分别控制在-0.7～0.5 mm、-1.8～1.4 mm及-1.6～2.4 mm，表现出了其摆位的高度重复性，但是这种方法昂贵、耗时，较难推广。ZHAO等[18]应用简化的仅固定额头和下颌的热塑膜联合肩部可塑垫或肩部牵引器对20例头颈部肿瘤患者进行体位固定，得出其摆位误差、分次内运动、治疗时间可与标准的热塑膜固定相当，并具有较好的舒适性。

4 治疗体位

治疗体位也是影响摆位误差的重要因素之一。SHANG等[19]提出目前大多数接受保乳治疗的患者放疗时采用仰卧位，但他们认为俯卧位比较仰卧位减少了心、肺、皮肤等危及器官的受照剂量，并且表现出相当的长期疾病控制率。SAWAYANAGI等[20]实验得出前列腺癌患者在俯卧位时，直肠的V15和膀胱的V65的平均剂量较仰卧位时显著降低，小肠受照剂量也明显低于仰卧位时。这可能与俯卧位时腹部危及器官受重力影响向腹前壁下垂，增加了与PTV的距离，较少了受照体积有关。此外，双手的放置方式也会影响摆位误差，一项研究通过172例胸部肿瘤患者对比发现放疗时双手抱肘置于额头上在左右、上下方向的摆位误差明显少于放疗时双手置于身体两侧，差异有统计学意义(P<0.05)[21]。

5 体表标记

放疗定位时增加辅助体表标记线，可以减少摆位误差。王发鹏等[22]对12例鼻咽癌患者进行了辅助体表标记，发现旋转误差左右、上下、前后方向分别下降了0.05°、0.15°、0.22°，上下、前后方向上的差异有统计学意义(P<0.05)。杨晓梅等[23]研究发现，鼻咽癌患者定位时采用胸部定位参考线配合红外定位系统对比常规定位，在左右、前后方向上的旋转误差比较[(0.23±0.61)°vs.(0.85±1.31)°和(0.11±0.72)°vs.(0.91±1.32)°]，差异有统计学意义(P<0.05)。两个研究证明了增加体表标记可以减少摆位时的旋转误差。但对于皮肤松弛或治疗过程中出现体重减轻的患者，体表标记线位置可能出现变化，影响摆位的精确性，增加摆位误差。

6 心理状态

对于首次行放疗的患者，焦虑会使患者出现躯体肌肉的紧张，当适应治疗环境后，患者的焦虑水平迅速下降，躯体肌肉出现放松，使得体膜相对增大，增加患者的摆位误差。NIXON等[24]研究发现有14%～58%的头颈部肿瘤患者会对面部热塑膜感到焦虑和恐惧，大部分患者的焦虑水平会随着时间的推移而降低，建议可以通过多与医务工作者沟通交流、音乐、自学策略(如呼吸调节、冥想)和药物改善患者焦虑状态。高畅等[25]发现首次放疗和放疗中期高焦虑水平早期乳腺癌患者的摆位误差均大于低焦虑水平患者[(3.4±0.1)mmvs.(2.4±0.1)mm和(3.0±0.1)mmvs.(2.0±0.1)mm]，差异有统计学意义(P<0.05)。

7 体重变化

放疗过程中出现体重下降，可能会增加摆位误差。KIM等[26]临床试验纳入22例头颈部肿瘤患者，发现15例患者出现体重减轻，7例患者出现体重升高，放疗结束时，体重变化为-7.4～2.0 kg，平均-(2.1±1.7)kg，分次间和分次内3个方向的平均摆位误差变化分别为(3.79±2.04)和(1.14±0.70)mm，得出体重变化与摆位变化相关，建议对行IMRT的头颈部肿瘤患者评估体重。STAUCH等[27]发现22例头颈部肿瘤患者的体重在治疗期间逐渐减轻，总体体重减轻百分比为9%，总体平均偏差损失为1.06 cm，使得危及器官受照剂量增加。笔者认为体重下降造成了固定体膜的相对增大，使得人体在体膜内相对活动度增大，增加了误差发生的概率。

肥胖患者似乎更易在放疗过程中出现体重减轻。LIN等[28]根据BMI将30例子宫内膜癌患者分为正常组(BMI<25 kg/m2)、超重组(BMI 25～<30 kg/m2)、轻度肥胖组(BMI 30～<35 kg/m2)、重度肥胖组(BMI>35 kg/m2)，得出BMI与患者的横、纵方向的误差显著相关，重度肥胖患者摆位重复性差。ZHAO等[29]在胸部肿瘤放疗中发现，随着BMI的升高，摆位误差变大，定位的校正率也有上升趋势，所以外扩范围的确定需要个体化。但张萍等[30]认为鼻咽癌患者放疗时BMI与摆位误差无相关性，而体重明显减轻会影响摆位误差。这可能与小样本量研究的偏倚误差有关。

8 小 结

精准放疗已成为这个时代放疗技术努力发展的方向，笔者希望能得到更高的局部肿瘤控制率同时尽可能减少周围组织和器官的受照剂量。对于当前应用的放疗技术，降低放疗中的摆位误差成了精准放疗成败的关键因素之一。多种新技术(如MRgRT、SGRT等)的应用，使得摆位误差得到了很好的控制，但新技术也存在自身的一些局限，仍需继续努力加强其在减少摆位误差方面的优势。目前一些研究多为小样本量研究，一些结论仍存在争议，一些方法也难以普及。期望能有更多多中心、大样本量的研究，提供更大的证据支持。