应用锥形束CT对比胸上段食管癌患者两种不同固定方式的摆位误差＊

陈作明

食管癌是常见的消化道恶性肿瘤[1]，约占恶性肿瘤的2%。2012年，其死亡率高居恶性肿瘤全球第六位[2]，我国第四位[3]。我国食管癌人数约占全球食管癌总数的1/2[3-4]，潮汕地区是高发地区[5]。区别于胸中下段食管癌，胸上段食管癌的首要治疗手段是放射治疗[6]。依据美国放射治疗协作组Cooper的实验结果（RTOG85-01实验），现已将同期放化疗方案作为不可手术治疗的食管癌患者的标准方案[7]。随着放疗技术的发展，“三精”放疗时代下对于摆位的精确度提出更高的要求[8-9]。有研究显示，摆位误差不但降低了患者计划靶区的照射剂量，同时增加了脊髓照射剂量。而摆放误差则主要取决于固定效果，在应用锥形束CT指导放疗过程中，患者的有效固定有助于减少摆位误差，提高患者计划靶区的适形度和剂量均匀度[10]。但目前针对食管癌患者放疗时固定方式的选择，临床存在较大争议，为此，本次研究选取了2017年5月-2018年5月汕头市中心医院放疗科行放射治疗的60例胸上段食管癌患者资料，对其进行回顾性分析，旨在探不同固定方式对摆位误差的影响。因此，在食管癌放射治疗的两大固定工具中，选择更优的固定工具，具有切实意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年5月-2018年5月汕头市中心医院放疗科行放射治疗的60例胸上段食管癌患者资料进行回顾性分析。纳入标准：经病理组织学检查证实为食管癌；卡氏（KPS）评分≥70分。排除标准：妊娠妇女或正在哺乳期妇女；行动不便；有放疗禁忌证；研究者认为不适合入组。其中男47例，女13例，最小年龄46岁，最大年龄78岁，中位年龄61岁，平均年龄（62.0±7.8）岁。经病理确诊，临床分期为Ⅱ、Ⅲ期，其中Ⅱ期4例，Ⅲ期56例，KPS评分70分4例，80分11例，90分45例。将患者随机分组，分成头颈肩热塑膜组及真空垫组，每组30例。头颈肩热塑膜组男24例，女6例，最小年龄46岁，最大年龄77岁，中位年龄61岁，平均年龄（61.0±7.5）岁，其中临床分期Ⅱ期2例，Ⅲ期28例，KPS评分70分2例，80分4例，90分24例。真空垫组男23例，女7例，最小年龄49岁，最大年龄78岁，中位年龄62岁，平均年龄（63.0±8.0）岁，其中临床分期Ⅱ期2例，Ⅲ期28例，KPS评分70分2例，80分7例，90分21例。两组一般资料差异无统计学意义（P>0.05）。患者对本次研究均知情同意并签署知情同意书，研究在本院伦理委员会批准下开展。

1.2 方法

设备和仪器：采用美国瓦里安公司Varian 23ix直线加速器（机器编号：CLINAC iX-SN5733）、机载影像系统（OBI）、Varian E-clipse 计划系统、西门子GE CT模拟机、体部真空垫、碳素固定板、头颈肩热塑膜。首先对患者进行体位固定，头颈肩热塑膜组：采用头颈肩热塑膜固定体位，患者自然平躺在真空垫上，头微仰，下颌骨与地面垂直，双肩自然下垂，中指紧贴裤缝，真空垫塑形抽真空，后用头颈肩热塑膜固定头部和肩膀，待充分冷却后，于头颈肩热塑膜上根据激光线画好双侧标记点及中位线。真空垫组：采用真空垫固定体位，患者自然平躺在真空垫上，头微仰，下颌骨与地面垂直，双肩自然下垂，双手自然相扣，置于跨前，真空垫根据患者体型塑形抽真空，在真空垫两翼和患者体表根据激光线画好双侧标记点及中位线，并在腋两侧标记水平线。而后采用CT进行定位，所有患者平置于CT模拟机平板上，按制作固定工具时的摆位标准及标记线进行体位复位，并在固定工具和体表上的标记点上贴上直径小于1 mm的钢珠，以层厚5 mm的标准对病例进行CT扫描。嘱其自主平静呼吸。扫描范围：上至寰椎，下至肝下缘。注意是否扫到钢珠层面。之后将定位图像传至TPS系统，利用该系统进行图像融合及三维重建，勾画出GTV及CTV，并在CTV的基础上外扩7 mm勾画出PTV，后依据需要制定治疗计划及CBCT验证计划。最后计划执行，患者首次治疗时，置于治疗床上，于激光灯下，严格根据各标记完成复位，后运行机载影像系统（OBI）的锥形束CT（CBCT）进行扫描，扫描参数为：电压120 kV，滤线器half fan 模式，扫描角度178°～182°，图像采用全分辨率重建模式，矩阵为512×512，层厚为2.5 mm。所获取的图像，在OBI的图像配准软件下，利用自动校准的灰阶匹配校准结合手动校准，对扫描图像与计划图像进行校准，自动校准Clipbox范围为所有影像，手工校准以靶区中心层面的颈胸椎和肺尖为参考。校准后获取各个维度的摆位误差数据，包括左右方向（X）、前后方向（Y）、头脚方向（Z）及以Y为转轴的旋转（U），并用量角工具在合成图上手动测出以Z为转轴的旋转（V）的旋转误差。根据文献研究和设备精度，如果校准后三个平移维度（X、Y、Z）误差≤3 mm，两个旋转维度U、V误差≤2°则为达标，不做修正，直接治疗，否则为超标，须修正后治疗。

1.3 观察指标

以患者左右方向（X）、前后方向（Y）、头脚方向（Z）及以Y为转轴的旋转（U）、以Z为转轴的旋转（V）的绝对摆位误差，计算X、Y、U、Z、V维度摆位误差情况，对各维度达标情况、整体超标情况（至少一项需要修正的例数为整体超标例数）进行统计。

1.4 统计学处理

本研究数据采用SPSS 22.0统计学软件进行分析和处理，误差统计时采用其绝对值计算摆位误差，计量资料以（±s）表示，采用t检验，达标与超标人数等计数资料以率（%）表示，采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 摆位误差

头颈肩热塑膜组X、Y、U维度摆位误差低于真空垫组，差异有统计学意义（P<0.05），Z、V维度摆位误差差异无统计学意义（P>0.05），见表1。

表1 两组固定方式摆位误差比较结果 （±s）

表1 两组固定方式摆位误差比较结果 （±s）

组别 X维度（mm） Y维度（mm） Z维度（mm） U维度（°） V维度（°）头颈肩热塑膜组（n=30） 1.233±0.171 1.567±0.223 1.867±0.737 0.507±0.081 1.287±0.223真空垫组（n=30） 2.300±0.143 2.567±0.775 2.033±0.392 0.797±0.083 1.303±0.163 t值 23.933 6.200 0.994 12.502 0.289 P值 0.000 0.000 0.109 0.000 0.235

2.2 超标情况

2.2.1 两组5个维度超标情况对比 两组X维度超标率比较差异有统计学意义（P<0.05），其余维度比较差异无统计学意义（P>0.05），见表2。

表2 两组5个维度超标情况对比 例（%）

2.2.2 整体超标情况对比 头颈肩热塑膜组整体超标率低于真空垫组，差异有统计学意义（P<0.05），见表3。

表3 两组整体超标情况对比 例（%）

3 讨论

放射治疗是食管癌治疗的主要手段之一，是食管癌的综合治疗的重要一环，更是胸上段食管癌的首选治疗方式。随着科技的发展及经济的腾飞，我国放疗技术已正式进入了精确定位、精确计划、精确治疗的“三精”放疗阶段。影响治疗精度的因素有很多，整个操作流程都对其精确性存在影响，其一重要因素的就是摆位误差[11]。长期性及重复性是放射治疗的重要特点，整个执行过程需要多次重复摆位治疗，因此确保患者体位高重复性是实现精准治疗的关键。摆位误差的存在，使得治疗靶区与治疗机的实际位置与计划不一致，从而使靶区及其边缘剂量的出现偏差，进而增加了肿瘤局部复发率[12]。

摆位误差可分为系统误差Σ和随机误差σ[13]。系统误差主要由设备及激光灯的误差及执行标准的不同引起。而随机误差主要与由患者及治疗师的摆位的各类因素引起。摆位误差虽不可避免的，但须尽量减小。

现阶段的放疗操作流程都是假定人体为一个刚性结构来实现的，但脂肪、肌肉、关节、呼吸运动、心跳运动等因素的存在让人体注定就是一个伪刚性结构。这也因此增加了患者复位的难度，加大了摆位误差。但可借助合适的固定工具让患者需要治疗的部位成为一个相对类似的刚性结构，从而减小摆位误差[14]。因此，选择一个合适的体位固定工具对减少摆位误差至关重要。在本次研究中，通过对比食管癌放疗患者不同固定方式，结果显示，头颈肩热塑膜组在X、Y、U维度的摆位误差小于真空垫组，对比差异有统计学意义（P<0.05）。该结果表明，在食管癌患者放射治疗中，采用头颈肩热塑膜固定相对于真空垫固定的摆位误差较小。食管癌属于胸部肿瘤，其摆位误差受下列因素影响：（1）呼吸运动及心脏跳动；（2）上肢的固定性差；（3）椎体的多轴线扭曲；（4）图像形成的时间段不同，CBCT的图像是一段时间内多个呼吸周期的三维体积图像，而定位CT为很短时间内呼吸周期某瞬间的图像，造成了其不可完全匹配。头颈肩热塑膜和真空垫作为我国食管癌放疗的两大主要固定工具，其稳定性及重复性已在一些研究中已得到证实。胸上段食管癌相较于胸中下段食管癌，所处位置相对特殊，其受颈部和肩膀的不固定性影响更大。相较于真空垫，头颈肩热塑膜更切合体型，能很好地重复下颌角的仰角，限制呼吸动度，减少皮肤牵拉。而且真空垫组的中线标记线较头颈肩热塑膜组粗大，这影响了左右方向摆位的精度。头颈肩热塑膜对食管癌摆位误差影响因素有较好的限制作用，特别是呼吸运动和心跳运动，再者，头颈肩热塑膜的标记线贴在膜上，具有更好的重复性和稳定性。虽然两组在Z、V维度的摆位误差对比差异无统计学意义（P>0.05），但受呼吸运动影响，其绝对误差均值直观上依然相差较大，该结果不排除因本研究样本量较少所导致，可增加样本量继续研究。

而本次研究还对不同维度超标情况进行对比，结果显示，两组除X维度超标率差异有统计学意义（P<0.05），其余维度差异无统计学意义（P>0.05），而整体超标情况对比，头颈肩热塑膜组明显低于真空垫组（P<0.05）；该结果表明头颈肩热塑膜组在胸上段食管癌患者放射治疗中的应用优势更为明显。

综上所述，在胸上段食管癌中，头颈肩热塑膜在摆位误差的控制上明显优于真空垫，这与国内的一些研究结果相一致[15]。有研究显示，食管癌在X、Y维度的平移误差对剂量通过的影响较大，>2%的旋转误差会引起靶区剂量发生3%～5%的偏差。因此，建议在临床上应将头颈肩热塑膜作为胸上段食管癌的首选固定工具。