应用IGPS图像引导系统评估不同固定方式下食管癌的摆位误差

罗 斌,梁广立

(天津医科大学肿瘤医院，国家肿瘤临床医学研究中心，天津市肿瘤防治重点实验室，天津市恶性肿瘤临床医学研究中心，天津 300060)

食管癌是严重威胁生命健康的常见肿瘤之一[1]。因为它周围存在重要器官，如心脏、肺、脊髓等，放射治疗中如何躲避这些重要器官，使正常组织减少受量成为关键的问题[2-3]。VMAT (Volumetric-Modulated ArcRadiotherapy)调强放射治疗能较好实现靶区剂量高、而周围正常组织受量低的优势。同时为了更好地提高患者体位的重复性及降低摆位误差，目前常采取体膜固定技术[4]。且热塑体膜体位固定技术优于真空垫等固定技术，患者体位重复性好，摆位误差较小，受呼吸运动影响小[5]。目前国内各放疗中心常用锥形束CT图像引导放疗技术验证摆位误差。该技术是加速器大机架旋转每间隔4°～6°曝光一次。在每天的锥形束CT位置验证过程中患者受到额外的辐照剂量是需要慎重考虑的问题[6-8]。2018年科室安装使用江苏瑞尔公司生产的IGPS(Image Guided Positioning System)立体图像引导定位系统验证摆位误差。该系统两个球管一次曝光即可获得配准影像，每次的位置验证患者额外辐照仅为锥形束CT的十分之一左右。位置验证过程中患者受到额外的辐照剂量较低。对颈段食管癌放疗时我院采用两种体模固定方法，均可对患者体位进行较好的固定。本研究分别采用头颈肩网及胸部体膜固定器固定患者体位进行比较研究。

1 资料与方法

1.1一般资料：随机选取50例颈段食管癌患者，平均分为两组，即头颈肩网体膜定位固定方式25例，胸网体膜定位固定方式25例。治疗前Karnofsky功能状态(KPS)评分≥80分。患者有良好的自控能力，无其他高危基础疾病或第二原发肿瘤。所有患者均采用VMAT调强放疗。本次研究经过本院医学伦理委员会同意。

1.2方法

1.2.1热塑体膜的制作：在GE大孔径CT模拟定位机床上，头颈肩网组扫描定位时患者脱去上衣，仰卧平躺于碳纤维头颈肩固定板上，选择合适的头枕制作人体塑形垫，以患者舒适为标准，双臂自然下垂于身体两侧，在患者皮肤表面上画好标记。拿出在恒温水箱里已经软化好的头颈肩网膜片，沥干水后，由两位技师在患者两侧同时拉伸膜片，制作塑形固定好。约15 min后，等膜片完成定型后，标记MARK点、头颈肩膜片下界及中轴线，实施定位扫描。胸网体膜组患者制作顺序同上，并在定位时标记出定位线。

1.2.2配准图像的获取：IGPS立体图像引导定位系统曝光时两个球管同时工作，无需转动球管，一次曝光即可获得正交位置的两幅影像，系统自动选取靶区周围明显的骨性标志为配准的感兴趣区，依据 DR影像和实时影像电脑可以自动计算出摆位误差，技师、医师进行图像配准，配准范围包括肿瘤及其周围骨性标记，手动微调直至完全配比成功最终确定配准结果得出摆位误差。由系统自动计算出左右(X轴)、头脚(Y轴)、前后(Z轴)等三个方向的摆位误差，记录误差值，各个方向有一方误差>4 mm的给予校正，≤4 mm的直接治疗。两组患者首次治疗以及治疗期间每周均进行IGPS立体图像引导定位。

1.2.3摆位误差及设定：三维方向即左右(X)、头脚(Y轴)、前后(Z轴)方向误差，其中上移为“+”、下移为“-”， 右移为“+”、左移为“-”，前移为“+”、后移为“-”。

1.3统计学方式：采用SPSS18.0软件进行分析，首次摆位后和纠正后、纠正后与治疗后摆位误差的差值进行正态性分析，正态性分布的用配对t检验比较两组间参数差异，非正态性分布的用Wilcon符号秩检验，检验水准α=0.05计算出两组患者的摆位误差，数据平均值代表治疗过程中的系统摆位误差，数据平均值的标准差代表随机摆位误差。

2 结果

两组均完成1次/周的IGPS立体图像引导定位扫描，整个治疗过程每例患者至少进行4次扫描。50例患者共实施IGPS立体图像引导定位扫描200次，其中头颈肩组100次，体膜组100次，所有入组患者都顺利完成了整个放疗疗程。两组在X轴方向上的摆位误差均不超过4 mm，差异无统计学意义(P>0.05)；在Y轴方向，头颈肩组的摆位误差在4 mm之内，而体膜组的摆位误差超过4 mm，差异有统计学意义(P<0.05)；在Z轴方向，两组摆位误差均在4 mm之内，但是头颈肩组的误差要小于体膜组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 观察组与对照组两种固定技术摆位误差比较

3 讨论

食管癌患者的根治治疗方式主要是手术切除和放疗[9]。VMAT调强放疗是治疗食管癌有效的方法，精确的放疗需要先进的图像位置验证设备支持。在现代医疗设备中，IGPS立体图像引导定位系统，改善了锥形束CT辐照剂量大的缺点。因此，IGPS立体图像引导定位可以更加精确有效地扫描食管癌患者的具体身体情况，使放疗技术能更加准确无误的进行。其幅射量低的优点又可以将对人体放射的危害降到最低。VMAT容积调强放疗属于精确放疗，靶区剂量更精确，对食管癌患者的生存率及局部控制率都有着很大提高，并且放疗毒性反应低。目前临床上调强放疗正逐渐取代常规放疗，成为食管癌放疗的主要方式[10]。图像引导放疗是目前常用的分析摆位误差的方式，常用的获取图像的方法有电子射野影像系统与CBCT及IGPS立体图像引导定位三种形式。本研究采用IGPS立体图像引导定位获取摆位图像，射线能量使KV级，使其吸收剂量小。通常放疗的疗程较长，需要4～6周，整个过程中一个基本要求的是保证放疗体位的一致性和重复性，制定计划靶体积的一个最重要的因素是摆位误差。本科室以前的方法是在临床靶体积(CTV)基础上各外放5 mm来保证放疗的摆位误差，此法虽然操作性强，但并没有体现出每位患者的个体差异性，同时又限制了肿瘤吸收剂量和增加正常器官的受量，因而造成了肿瘤控制率下降、生存率降低。随着现代肿瘤放疗已经进入了三精时代，即精确定位、精确计划和精确治疗。各个环节都需要减小误差。热塑体膜体位固定可有效减小摆位误差，提高精确放疗精确性。本研究结果显示头颈肩网固定技术的应用能够减少摆位误差，在胸腹部肿瘤放疗中优于胸网固定技术，根据患者的病变部位、需要预防照射的范围、患者体型以及体位的舒适程度选择合适的体位固定方式。本研究结果得出两种体位固定方式在X轴方向误差均小于4 mm，所以在严格摆位和IGPS支持下，PTV可适当缩小，以进一步减少不必要的照射范围。体膜固定在Y轴方向的误差范围大于4 mm，所以在PTV的外扩边界上应予以充分考虑，以免遗漏照射范围。减少误差还要通过严格实施治疗设备的质量保证和质量控制措施，加强技术人员的工作责任心，杜绝人为因素造成的误差。通过提高IGPS立体图像引导定位的使用频率，实时纠正摆位误差，提高摆位精度，确保治疗效果。

总之，头颈肩网固定方式患者舒适性强，为自然固定体位，颈部固定效果好且重复性强，依从性强，可以有效减少颈、胸上端食管癌患者放疗中的摆位误差[11]。同时使用国产生产IGPS立体图像引导定位系统研究二者的摆位误差即能降低患者额外的辐照，又能为颈段食管癌的放疗提供更精确的治疗，值得临床推广和使用。但是对于具有幽闭恐惧症的患者和严重憋气者要慎用头颈肩网的固定方式[12]。由于本研究的标本量较少，还需扩大标本量进一步研究。