单中心多靶点立体定向放射治疗技术在多发性肺转移瘤放疗中的位置偏差研究*

明学中，顾洁，王凤仪，张丝雨，孙丽，钱普东

210009 南京，江苏省肿瘤医院，江苏省肿瘤防治研究所，南京医科大学附属肿瘤医院 放疗科

放射治疗是多发性肺转移瘤患者的主要治疗手段之一[1]，常规肺部多个肿瘤的治疗过程是使用多个中心对多个靶点或选取距离相近的几个靶点分次进行治疗，这种方法大幅增加了患者的治疗时间，给患者的身体、心理以及经济都带来负担[2]。单中心多靶点立体定向放射治疗技术是利用全身体位固定装置结合4D图像引导，单次对多个肿瘤同时进行高剂量照射并监测治疗精度的全新放射治疗技术，能在有效地控制治疗时长的同时保证治疗精度，为多发性肺转移瘤患者的治疗提供了一种新的方式。本中心对10例多发性肺转移瘤患者进行了单中心多靶点立体定向放射治疗，并分析了其治疗实施前(分次间)和治疗过程中(分次内)的移动偏差及相关数据，现将该技术的临床应用经验总结报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年2月至2020年8月在我院放疗科行放射治疗的多发性肺转移瘤患者10例，其中男性9例、女性1例；肺内转移肿瘤数量3～8个，各肿瘤间最大间距16～24 cm，平均值(20.1±2.9)cm；放疗次数5～10次。年龄56～78岁，平均年龄(65.9±7.2)岁，身高(167.6±5.9)cm，体重(58.4±3.7)kg，KPS评分(86.0±5.2)分。

1.2 体位固定

利用医科达公司BodyFix运动管理固定装置分两步对患者进行体位固定。第一步(真空垫塑形)：根据医师要求及患者体型选择真空袋型号，铺平后粘贴覆盖膜。患者仰卧双手抱肘至额头。准备完成后需多人同时配合进行抽吸气塑形，确保模具完全包裹患者;第二步(体位控制)：放置泡沫垫枕、循环抽吸气管后，根据患者呼吸设置双路真空压力值抽吸体表覆盖膜以控制患者体位及呼吸幅度。同时记录完整的体位固定时间。

1.3 模拟定位和计划设计

利用大孔径CT模拟机获取患者增强4DCT图像，医师根据定位CT图像勾画肿瘤靶体积，给定处方剂量；物理师根据肿瘤数量、肿瘤位置、肿瘤靶体积进行放射治疗计划的预设计。同时利用医科达加速器Versa HD获取患者的四维锥形束CT(four-dimensional cone-beam CT,4D-CBCT)摆位影像并上传至Monaco计划系统，将定位CT图像与实际摆位的4D-CBCT图像进行融合，以校准摆位和运动偏差，减少计划靶区(planning target volume,PTV)的外放范围。结合时间加权中位位置(即肿瘤停留时间最长位置)、靶区处方剂量、危及器官剂量限值等要求，确定内靶区(internal target volume,ITV)的范围，并根据肿瘤各时相的运动幅度适量外放ITV范围(3～5 mm)获得PTV范围。完成优化并得到医生认可后确定最终的临床放射治疗计划。

1.4 图像配准验证及治疗实施

每次治疗前利用Versa HD配备的千伏级4D-CBCT获取肿瘤及周围正常组织器官的实时运动图像，进行在线自动双重配准(灰度配准结合外扩阴影配准的方式)消除摆位偏差后，再根据时间加权中位位置逐层查看并微调10个时相中各个肿瘤的位置，确保每个肿瘤运动范围均在95%等剂量曲线范围内，移床校正偏差后同时进行治疗实施和分次内4D-CBCT的扫描。治疗结束后获得治疗过程中各个肿瘤在各时相的实际位移情况，同样以双重配准方式配准记录各肿瘤的位移和脱靶情况。

1.5 统计方法

利用SPSS 22.0软件对患者分次间和分次内的三维配准数据进行配对t检验，分析配准纠偏后各个方向上的体位偏差变化；通过Versa HD加速器XVI系统的标距尺工具离线测量分次间和分次内各肿瘤的时间加权中位位置边界与PTV最近距离，以及分次内各肿瘤最大运动时的边界与PTV的最近距离(负数表示治疗脱靶)，分析其体位固定效果及各肿瘤位置的偏差情况；同时统计分析所有患者的首次体位固定时间、总治疗时间。P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

10例患者(55个肺内转移瘤)共计完成79次单中心多靶点立体定向放射治疗，获得4D-CBCT动态图像158组，其分次间和分次内的三维配准数据在左右(x)、头脚(y)、前后(z)方向上分别为(0.37±0.24)cm、(0.45±0.31)cm、(0.36±0.24)cm和(0.18±0.09)cm、(0.24±0.14)cm、(0.19±0.11)cm，结果显示经过分次间的配准纠偏，患者分次内在左右和前后方向上的位置偏差明显减小(P<0.05)，具有统计学意义(图1)。测得时间加权中位位置边界与PTV的最近距离858组，分次间和分次内的距离分别为(0.27±0.09)cm和(0.19±0.09)cm，均值差r=0.221，差异有统计学意义(P<0.05)(图2)。同时测得分次内各肿瘤最大运动时边界与PTV的距离429组，其中10组为负数，即脱靶率为2.33%(图3)。所有患者耐受性良好，但因配合度及治疗剂量的不同，首次的体位固定时间和总的治疗时间均较大,分别为(18.80±3.46)min和(14.65±1.55)min。其中，首次体位固定时间的最小值和最大值分别为14.20 min和25.10 min；总治疗时间的最小值和最大值分别为11.40 min和19.30 min。

图2 各肿瘤时间加权中位位置时其边界与PTV的距离

3 讨 论

多发性肺转移瘤一般是恶性肿瘤的晚期表现，已经没有了手术的适应证[3]，所以很多患者后期只能通过放射治疗来进行治疗。其中，立体定向放射治疗因其局部控制率高，疗程短且治疗效果好而得到临床广泛应用[4-5]。但立体定向放射治疗的前提是确保每次治疗位置相对固定，通过降低正常组织照射体积来提高局部控制率[6]。这与患者的不自主运动、呼吸幅度、心脏搏动、吞咽动作、肌张力变化、体位固定方法、图像扫描与校正方式等因素有关[7]，它们均给肺部肿瘤的立体定向放射治疗带来了困难。为解决这些难题，国内外学者也做了很多的研究分析[8-13]。Corradetti等[14]报道了呼吸控制技术对控制患者分次内的移动起到了一定的作用，但是对控制患者分次间的偏差并没有起到很好的作用，而且或多或少增加了治疗时间，且患者舒适性很低。 Nishioka等[15]研究了各种固定方式对控制患者分次间误差的效果，指出真空垫联合热塑膜的体位固定方式可以控制肿瘤患者的分次间误差。这些联合固定方式和辅助技术确实部分控制了患者的体位偏差，但仅限于解决单个靶点的难题。而临床肺部转移瘤多为多发性，特别是肿瘤距离跨度较大时，常规治疗并不能一次性地对其进行很好地固定和治疗，而多次摆位多次治疗势必增加治疗时间导致患者失去治疗信心，临床上很多肺转移瘤患者的治疗也经常因此中断[16-17]。本文旨在研究单中心多靶点立体定向放射治疗技术同时控制多个肿瘤位置的效果，为多发性肺转移瘤的患者提供更可靠的体位固定方式和治疗更为精准的新技术。

不同于常规放疗技术，单中心多靶点立体定向放疗技术可单次对多个靶点进行高剂量照射,缩短了治疗疗程[18]，同时使用医科达BodyFix全身体位固定装置设定压力阈值后循环抽吸气，有效抑制了患者不自主运动，同时还控制了呼吸运动；利用4D-CT与4D-CBCT图像的融合消除摆位误差后进行更为精确的物理计划设计；并在治疗前及治疗过程中均行4D-CBCT扫描，获取足够多的呼吸周期图像进行高分辨率重建与图像配准；配准方式上使用灰度配准结合外扩阴影配准的双重配准方式[19]，确保了各个肿瘤不同时相的停留位置均在靶区范围内。结果显示，配准纠偏后各肿瘤分次间和分次内的时间加权中位位置均在PTV范围内，分次内最大运动时仅有少数肿瘤的边界短时间超出了PTV外放距离，达到了高剂量精准放疗的要求和效果[20]。由于体位固定需要经过个体化塑形、铺放垫枕、抽吸气等步骤来减轻各部位的压力，以保证患者的舒适性，使得体位固定较为复杂且时间也较常规体位固定时间长。同时，复杂的摆位过程、治疗时仪器的连接以及分次间及分次内4D图像的获取均增加了总治疗时间，使其单次治疗的时间大于常规治疗时间，但远短于多个靶点多次治疗的总时长[21]。当然，由于我院多发性肺转移瘤接受放射治疗的患者数有限，且高剂量照射的疗程都较短，本研究目前收集的临床数据还较少，数据分析可能存在一定的偶然性或偏差。本中心将在后面的临床治疗中追加入组病例数，扩大数据收集，以佐证单中心多靶点立体定向放射治疗技术在多发性肺转移瘤中的临床优势。

综上所述，单中心多靶点立体定向放射治疗技术虽增加了体位固定难度和单次治疗时长，但却有效地控制了患者的不自主位移和呼吸运动幅度，最大限度地降低了分次间的摆位误差和分次内各肿瘤的移动偏差，保证了治疗的准确性，可以应用在多发性肺转移瘤的临床治疗上。这将为多发性肺转移瘤患者的治疗提供更好的治疗方式和治疗效果，值得临床广泛推广。

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