瓦里安Acuity 模拟机在放射治疗摆位误差验证中的应用

花威，陈婷婷（通信作者），茅冬俊

江苏省苏北人民医院肿瘤科（江苏扬州 225001）

随着三维适形放射治疗及调强放射治疗技术的广泛应用，临床对放射治疗实施时摆位精度的要求越来越高。常见的摆位验证辅助设备有锥形束CT、电子射野影像系统及红外激光引导系统等，各种验证设备均能提供较好的临床摆位需求。传统方式是通过使用二维正交平片或模拟机透视方法验证摆位精度[1]。目前，国内仍有许多放射治疗单位在行放射治疗定位时不能完全做到CT 模拟，因此，传统的通过使用X 线模拟机进行初定位并画标记线，然后按照标记线摆位在CT 下扫描的方式仍被使用。医师和物理师根据CT 图像勾画靶区和设计放射治疗计划，且于放射治疗实施前，患者需在X 线模拟机下进行复位，复位满意后方可行放射治疗[2]。瓦里安Acuity 模拟机因具有在线数字图像融合功能，极大地提高了复位的效率和精度。基于此，本研究回顾性分析头颈部、胸部及盆腔部肿瘤放射治疗患者在瓦里安Acuity 模拟机下复位时的误差，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

随机选取2019年4月至2020年1月于我院使用瓦里安Acuity 模拟机定位并复位的60例放射治疗患者，其中20例为使用头颈肩型热塑模固定的头颈部肿瘤患者，20例为使用体部热塑模固定的胸部肿瘤患者，20例为使用负压真空垫固定的盆腔部肿瘤患者。本研究已获得医院医学伦理委员会批准。

1.2 定位方式

为保证体位重复性，直接在瓦里安Acuity 模拟机治疗床上为患者制模；根据X 线透视定出大概肿瘤中心，并根据患者体表实际情况，取相对平坦的地方设定中心位置；根据激光线位置于体表画红色标记线后，曝光并保存0°和90°定位像至计划Plan-SV 内；患者同体位条件摆位，行CT 扫描；根据三维重建CT 图像设计位置验证计划Plan-V（Plan-V 内包含0°和90°正交射野，与Plan-SV对应，计划中心同定位中心）；放射治疗实施前，患者需在X 线模拟机下进行同体位复位，待复位误差满足要求后方可行放射治疗。

1.3 复位方式

打开需要进行图像融合的患者资料，由经验丰富的放射治疗医师和技术员参照明显的骨性标志，使用图像在线融合并结合手动配准的方式分别展开Plan-SV 和Plan-V 计划，直至在水平、冠状及矢状面上获得最佳重叠；配准得出CT 扫描与模拟定位前后（X 轴）、左右（Y 轴）、头脚（Z 轴）方向的摆位误差。这是对CT 摆位的验证，除此之外，患者还需在模拟机下再一次摆位透视进行重复性验证，将曝光的0°和90°图像和Plan-V 的射野验证图像进行对比，获得二次摆位与CT 扫描图像X、Y、Z 轴方向的摆位误差。

1.4 统计学处理

利用SPSS 15.0统计软件进行两次摆位误差的组间分析，组间比较采用配对t检验，P＜0.05为差异有统计学意义；采用二次摆位误差值，根据公式计划靶体积（planning target volume，PTV）外放=2∑+0.7σ[3]计算PTV 外放值（式中∑表示系统误差，用所有分次摆位误差的平均值表示；σ 表示随机误差，用所有分次摆位误差的标准差表示）。

2 结果

头颈部放射治疗患者的摆位误差最小，胸部次之，盆腔部最大；头颈部和胸部肿瘤放射治疗患者两次摆位X、Y、Z 轴方向的误差比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；盆腔部肿瘤放射治疗患者两次摆位X、Y 轴方向的误差比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），但Z 轴方向的误差比较，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。经计算，头颈部肿瘤X、Y、Z 轴方向的PTV 外放值分别为2.76、2.84、4.18 mm；胸部肿瘤X、Y、Z 轴方向的PTV外放值分别为5.24、5.18、4.44 mm；盆腔部肿瘤X、Y、Z 轴方向的PTV 外放值分别为6.74、4.98、9.45 mm。

表1 两次摆位的误差分析（mm，）

表1 两次摆位的误差分析（mm，）

3 讨论

精确放射治疗计划的验证包括剂量验证和位置验证，在放射治疗实施过程中，位置验证极其重要。在行放射治疗时，通过一系列设备和方法辅助摆位的目的在于提高摆位效率和精度，因此，实际摆位误差的大小成了临床医师重点关注的内容，医师对误差范围的掌握可以为计划靶区外放提供科学依据（对于与重要危及器官紧密相邻的靶区，如鼻咽癌放射治疗时摆位精度的要求更高）。放射治疗实施时强调摆位精度的目的在于重复模拟定位时的体位，以达到重复计划设计时确定的靶区与射野的空间关系，保证靶区剂量分布的适形度。PTV 大小的主要影响因素有患者的摆位误差、器官运动和变形、机械相关误差等，由此可见摆位的重要性。国内外很多专家一直致力于验证摆位误差，提高摆位精度，而良好的体位固定和摆位重复性可为精确放射治疗技术达到预期效果提供重要保障[4-6]。庞廷田等[7]和林德帅等[8]的研究表明，二维正交平片、模拟机透视、锥形束CT、电子射野影像系统、红外激光引导系统等常见摆位验证辅助设备均能提供较好的临床摆位需求。方法虽多，但各单位仍需根据实际设备情况开展。

模拟机透视验证位置常被应用于普通放射治疗中。目前，国内已广泛开展CT 模拟并结合锥形束CT 在线位置验证，但仍有许多放射治疗单位在放射治疗定位时不能完全做到CT 模拟，因此，传统的方式仍被使用。验证过程中强调复位满意后方可行放射治疗的目的在于：（1）验证体位固定的重复性；（2）患者二次摆位时会稍微放松，此时再一次宣教摆位注意事项效果更好；（3）验证摆位中心和计划中心是否一致（此条最重要）。瓦里安Acuity 模拟机具有在线数字图像融合功能，我们在将其应用于大量病例的过程中发现，多数病例完全可以通过图像融合验证模拟定位和CT 扫描的符合度，若通过要求，则无需再进行二次摆位验证，过程中不再需要低效率的纸质验证片，但对于验证过程中发现误差较大的情况，如＞3 mm，推荐仍需进行二次摆位验证（因放射治疗计划是按照CT 图像设计的，所以所有的摆位参考均以CT 扫描时的为准）。例如，本研究中盆腔部肿瘤放射治疗患者两次摆位Z 轴方向的误差比较，差异有统计学意义（P＜0.05），即说明摆位重复性不佳，但又很难纠正，所以放射治疗医师在勾画靶区时应考虑此方面因素。王甜等[9]的研究表明，常见的如宫颈癌患者在摆位时最容易出现X、Z 轴方向的误差，经分析，其是由于宫颈癌患者膀胱充盈度不同、仰卧时臀部未完全放松导致的。若行二次摆位和CT 扫描时出现较大的误差，则首先应确认患者体位是否正确，最重要的是臀部和腰部是否放松、舒展。通常情况下，患者经多次训练后可达到很好的重复性，但若发现患者体位正确的情况下误差仍较大，则建议重新行CT 扫描定位。不同放射治疗设备、固定装置、技师、摆位方法测量统计出的摆位误差和计算的PTV 外放大小也不尽相同，本研究计算所得3个部位肿瘤在不同固定方式下的PTV 外放大小各不同，可为放射治疗医师勾画靶区提供依据，物理师在制定放射治疗计划时也应予以足够的重视。

综上所述，瓦里安Acuity 模拟机可以提供高效的位置验证效率和摆位误差值，为PTV 外放的大小提供临床依据；头颈部和胸部放射治疗使用图像融合即可完成复位，无需二次摆位验证，显著提高了工作效率，但盆腔部肿瘤放射治疗有二次摆位验证的必要性。