乳腺癌术后热塑体膜固定放疗中摆位误差及安全性研究*

倪文婕，房 彤，侯栋梁，孙保锦，宋丽楠，杨 慧，刘骁蕾，张 楠

(首都医科大学附属北京世纪坛医院放疗科，北京 100038)

乳腺癌发病率居恶性肿瘤第1位，病死率第5位[1]，其总体预后较好，无论是保乳手术还是改良根治术后，放射治疗(简称放疗)都发挥了重要作用。但由于摆位误差等其他原因的存在，为保证足够的肿瘤靶区覆盖率，需要在临床靶区(CTV)周围外扩足够的安全边界以保证治疗靶区的完整性，过大的边界会导致正常组织接受照射剂量增加，从而增加患者不良反应。目前，乳腺癌术后放疗的体位固定方式多种多样，热塑体膜可以将患者身体与定位体板相对固定住，限制患者移动，保证体位的稳定性，因此，在临床中逐渐得到应用。本研究拟采用锥形束CT(CBCT)技术确定乳腺癌术后放疗患者于仰卧位热塑体膜固定体位情况下的摆位误差，探讨相关影响因素，记录治疗中急性放射性皮炎发生率，了解该方式固定的计划靶区(PTV)外扩边界、最佳的CBCT验证频次及放疗安全性，以指导临床实践工作。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年9月至2021年6月本院放疗科收治的乳腺癌术后放疗女性患者58例，年龄34～77岁，中位年龄52岁；左、右乳腺癌各29例；体重指数(BMI)<24、≥24 kg/m2各29例，其中保乳术23例，改良根治术35例。普通调强放疗(IMRT) 14例，容积弧形调强放疗(VMAT) 44例。58例患者均采用热塑体膜固定；放疗期间至少行5次CBCT。本研究为回顾性研究，患者治疗方案为其标准治疗，符合伦理标准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1CT定位

患者仰卧于体板上，选择合适头枕，双手互握手腕置于额头，双上肢尽量外展，需要锁骨上照射患者患侧锁骨上皮肤尽量展平无皱褶。铅丝标记瘤床术痕，热塑体膜固定上端至下颌，用铅点于体膜上直接标记治疗中心，用皮肤墨水在腹部、双侧髋部、双侧上肢与体膜交界处标记身体摆位线(图1)。患者平静呼吸下行CT扫描，层厚5 mm，上至颌下，下至肺底下5 cm。CT图像上传至治疗计划系统，用于制订放疗计划及放疗期间CBCT影像验证的参考图像。

A：右侧水平视图；B：俯视视图；C：头端视图。

1.2.2图像引导放疗

放疗期间采用CBCT进行放疗分次间摆位误差的测定，每例患者至少每周1次。获取的CBCT三维重建的容积图像与定位CT图像匹配，采用灰度自动配准法配准，自动配准后根据靶区范围进行手动微调，直至图像匹配满意为止，记录三维方向上的偏差数值。X表示左右方向，Y表示头脚方向，Z表示腹背方向。本文研究中未考虑患者的旋转误差。

1.2.3摆位误差及PTV外扩边界的计算

根据STROOM等[2]ICRU62号报告规定，摆位误差包括随机误差及系统误差。参考REMEIJER等[3]的计算公式计算样本的随机误差(σ)及样本的系统误差(Σ)。VAN HERK等[4]研究认为，CTV放外至PTV需考虑随机误差及系统误差，最少的外扩边界计算公式：2.5Σ+0.7σ，在此情况下CTV外放至PTV能保证90%患者的95%处方剂量包全CTV。本文采用REMEIJER等[3]的计算公式分别计算X、Y、Z方向上的PTV外扩边界。计算公式如下：

(1)

(2)

其中，P为总的患者数；Fp为患者p的CBCT验证次数，N为总的CBCT验证次数；rpf为患者p第f次CBCT验证的摆位误差值；mp为患者p摆位误差的均值；M为所有患者CBCT验证摆位误差的均值。

1.2.4急性放射性皮炎的判断标准

根据肿瘤放射治疗协作组(RTOG)标准记录放疗期间急性放射性皮炎的发生情况，0级：无变化；1级：轻微的红斑，轻度皮肤干性反应；2级：散在的红斑，因皮肤褶皱而导致的皮肤湿性反应或中等度水肿；3级：融合的、湿性皮肤反应，直径大于或等于2 cm；4级：皮肤溃疡、坏死或出血；5级：死亡。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 摆位误差及PTV外放边界

58例患者共扫描CBCT图像403套，其中保乳术组153套，改良根治术组250套；≤7次组214套，>7次组189套；左乳癌组203套，右乳癌组200套；体重指数(BMI)<24 kg/m2组198套，≥24 kg/m2组205套。全组患者在X、Y、Z方向的摆位误差分别为(0.17±0.10)、(0.30±0.22)、(0.16±0.08)cm。全组患者X、Y、Z方向的随机误差分别为0.104 1、0.231 2、0.092 0 cm，系统误差分别为0.079 5、0.075 7、0.084 4 cm。根据公式计算X、Y、Z方向由CTV外放至PTV边界分别为0.27、0.35、0.28 cm。

2.2 摆位误差的影响因素

保乳术组与改良根治术组X、Y、Z方向的摆位误差比较差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。CBCT验证次数为5～11次，中位数为7次。三维方向摆位误差箱式图结果显示X、Z方向位移较Y方向小，且在CBCT验证次数为7次时达最小，而Y方向随着CBCT次数增多未见最小值出现(图2)。以7次为CBCT最合适的验证次数，将患者分为CBCT>7次组(n=21)和CBCT ≤7次组(n=37)，CBCT ≤7次组在Y方向上位移小于CBCT>7次组，差异有统计学意义(P=0.009)；而X、Z方向上两组位移比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。不同病变位置与不同BMI间摆位误差比较，差异无统计学意义(P>0.05)，见表3、4。

表1 不同手术方式摆位误差比较

图2 不同CBCT次数下三维方向摆位误差离散程度分布图

表2 不同验证次数摆位误差比较

表3 不同病变部位摆位误差比较

表4 不同体型摆位误差比较

2.3 急性放射性皮炎

全组患者1、2级急性放射性皮炎分别为96.55%(56/58)、3.45%(2/58)，无3级以上放射性皮炎，保乳手术组与改良根治术组各有1例发生2级放射性皮炎，两组比较差异无统计学意义(P=1.000)。

3 讨 论

本研究中乳腺癌术后仰卧位热塑体膜固定放疗在三维方向摆位误差与文献[5-7]报道的有热塑体膜固定情况下摆位误差结果一致，X轴为0.180～0.204 cm、Y轴为0.189～0.335 cm、Z轴为0.169～0.212 cm。而文献[7-12]报道乳腺托架固定的摆位误差在X、Y、Z方向分别为0.210～0.381、0.260～0.506、0.250～0.480 cm，均高于热塑体膜固定。考虑主要原因可能是乳腺托架固定时无任何外加束缚，患者自由呼吸胸廓起伏大；而热塑体膜冷却定型后质地较硬，可以使患者身体相对体板固定，使得呼吸运动及乳腺外形变化对其摆位影响较小。有研究报道，负压真空垫固定的摆位误差结果异质性较大，X轴为0.053～0.260 cm、Y轴为0.123～0.280 cm、Z轴为0.014～0.290 cm[11-13]。此外，国外俯卧位放疗也逐渐应用于临床，KIRBY等[14]开展的一项随机研究，纳入25例乳腺癌保乳术后患者，对比俯卧位与标准仰卧位放疗的摆位误差及呼吸动度，研究结果显示俯卧位可以降低胸壁和瘤床钛夹的移动度，俯卧位为(0.5±0.2)mm、仰卧位为(2.7±0.5)mm，二者比较差异有统计学意义(P<0.001)，但在三维方向上的摆位误差较仰卧位更大：系统误差分别为(1.3～1.9)mm(仰卧位)和(3.1～4.3)mm(俯卧位)；随机误差分别为(2.6～3.2)mm(仰卧位)和(3.8～5.4)mm(俯卧位)，差异均有统计学意义(P=0.02)。因此，俯卧位时CTV外扩至PTV边界更大。DESEYNE等[15]改良了俯卧位定位方式，结果显示爬行俯卧位比标准俯卧位乳腺板的位移更小，患者舒适度更好，摆位误差与其他俯卧位研究及仰卧位研究结果相似。KAWAMURA等[16]对比穿着专用的乳腺胸罩和未穿着进行俯卧位定位的摆位误差，结果显示X、Y、Z方向外扩边界分别需要4.1、5.0、4.1 mm和5.1、6.7、6.9 mm才能将病变覆盖全。结合本研究结果，仰卧位热塑体膜固定摆位误差较小，且临床应用方便、经验丰富；真空垫固定需要总结更多临床经验；而俯卧位前景良好，但操作相对复杂，舒适度需要进一步改进，老年患者是否能耐受还需更多临床研究。

关于CBCT验证次数的相关研究稀少，本研究拟根据CBCT验证次数摆位误差的变化规律确定最佳验证次数。结果显示X、Z方向摆位误差小于Y方向，且稳定性好，而Y方向变化较大。考虑其原因可能为：体膜头脚方向为非封闭状态，与头颈肩膜的头端是封闭的因而可固定在头颈肩架上不同；患者自身的因素，由于人体在头脚方向的伸展性及灵活度较好，以及患者肌肉紧张度不同，可能导致Y方向摆位误差变化较大，稳定性较差。因此，本研究中热塑体膜固定的情况下Y方向较X、Z方向的摆位变化较大，提示在CTV外放至PTV时Y方向可适当外放距离更大，技师摆位时更应关注Y方向的位置，以及未来需要探索更适合的体位固定方式来解决Y方向的移动度。

本研究显示病变位置及BMI对摆位无影响。关于病变位置对摆位误差影响的文章相对较少，于舒飞等[9]研究结果显示，病变位置不会影响摆位误差，与本研究结果一致。而BMI对摆位误差的影响，既往多数研究显示BMI与摆位的重复性相关[7-8,17-19]，BMI较大者摆位误差较大。但也有研究显示，采用深吸气屏气(DIBH)技术可以规避体重带来的摆位误差[10]，其原因可能是DIBH可以使患者在分次治疗间的体型保持在一个相对固定的位置，从而减少了体型带来的摆位误差。本研究采用的是热塑体膜固定，其原理类似，热塑体膜为相对刚性的装置，使患者在三维方向上的体型相对固定，从而保证治疗中体型对摆位的影响最小化，且体膜固定较DIBH更容易实现。

本研究中未发生3级以上急性放射性皮炎，1、2级急性放射性皮炎的发生率分别为96.55%、3.45%。回顾文献数据，既往报道的无体膜固定情况下放疗，均以1级急性放射性皮炎为主，为45.0%～87.1%[20-22]，2级急性放射性皮炎为2.5%～6.9%[21]。曹茜等[23]报道热塑体膜固定下乳腺癌术后放疗的1、2级急性放射性皮炎分别为71.4%～75.5%、7.5%～8.6%。结合本研究数据，热塑体膜固定放疗的急性皮肤反应与既往研究类似，未明显增加严重皮肤反应的发生率。本研究数据也说明了热塑体膜固定下放疗对皮肤不良反应的影响并不明显，安全可行。本研究局限性是未进行热塑体膜固定与其他方式固定的对比，今后会有相应研究分析。

综上所述，本研究认为乳腺癌术后仰卧位热塑体膜固定下放疗摆位误差较小、稳定性好，未增加严重急性放射性皮炎的发生率，同时可以避免体型对摆位的影响，临床应用方便安全。但本研究Y方向的移动度相对较大，期望可以研发出更适合的体位固定方式以进一步减少其摆位误差。