基于电子射野影像系统分析自制脚垫对盆腔肿瘤调强放疗摆位的影响

张伟亮 蔡育欣 何丽红 王侦艺 王勇 福建医科大学附属泉州第一医院 （福建 泉州 362000）

内容提要： 目的：通过电子射野影像系统（Electronic Portal Imaging Device，EPID）比较盆腔肿瘤放疗摆位时使用自制脚垫与未使用脚垫时的误差大小，以判断自制脚垫是否有助于提高盆腔肿瘤调强放疗摆位的精准性。方法：选择2019年12月～2021年3月于本院就诊的32例盆腔肿瘤放疗患者为观察对象，根据体位固定方式的不同，将患者分为常规固定组和自制脚垫组，两组各16例。在患者的第1、6、11、16、21次治疗摆位后行EPID拍摄，获得两组患者在腹背、头足、左右方向的摆位误差，对比并分析。结果：32例患者共进行EPID拍摄160次。常规固定组和自制脚垫组在腹背、头足、左右方向的摆位误差分别为（1.9±0.9）和（2.1±1.0）mm，（4.22±1.3）和（2.3±1.1）mm，（3.1±1.2）和（1.6±0.8）mm，其中两组在头足、左右方向的摆位误差比较，差异有统计学意义（P＜0.05）；头足方向自制脚垫组摆位误差≤3mm的次数占总扫描次数的比例较高，优于常规固定组有统计学意义（P＜0.05）；当左右、头足方向自制脚垫组＞5mm的次数占总扫描次数的比例较低，优于常规固定组差异有统计学意义（P＜0.05）；在摆位误差率中，自制脚垫组在头足和左右两方向均明显低于常规固定组。结论：在盆腔肿瘤放疗摆位中，使用自制脚垫可以降低头足、左右方向的摆位误差，有利于提高放疗摆位的重复性和精准性。

盆腔肿瘤主要包括宫颈癌、直肠癌和前列腺癌等。目前，放疗已经在宫颈癌和前列腺癌的根治治疗以及直肠癌的术前和术后放疗中发挥着重要的作用，甚至成为这些盆腔肿瘤的首选治疗方式。盆腔肿瘤放疗摆位误差的控制是实现盆腔肿瘤精准放疗的关键[1]。但在日常的放疗摆位实践中，由于盆腔肿瘤患者受皮肤松弛，腹部臀部脂肪较多，下肢旋转和两腿分开角度等因素影响，导致选用的标志点位置变化较大而增加摆位误差，严重影响了盆腔肿瘤放射治疗的精准性，在影响患者放疗疗效的同时也增加了患者的并发症[2]。

为此，本科室物理技术组根据盆腔肿瘤放疗摆位要求及体架、热塑体膜的固定特点，自制“山”字型木质脚垫用于固定患者双下肢，以期解决临床中盆腔放疗摆位的痛点，提高盆腔肿瘤放疗的精确性。本研究通过瓦里安加速器自带的电子射野影像系统EPID获取摆位验证片并测量摆位误差，对比在盆腔肿瘤放疗摆位过程中有无使用自制脚垫时的误差数据，探讨使用自制的固定脚垫对盆腔肿瘤放疗摆位是否有助于减小摆位误差，提高肿瘤放疗的精确性。

1.资料与方法

1.1 临床资料

选择2019年12月～2021年3月于本院就诊的32例盆腔肿瘤放疗患者为观察对象，32例盆腔肿瘤放疗患者中有宫颈癌15例，直肠癌9例，前列腺癌6例，膀胱癌2例。年龄36～72岁，中位年龄54岁。按不同体位固定方式分为常规固定组16例，自制脚垫组16例。

1.2 方法

1.2.1 体位固定

①常规固定组：所有患者仰卧于体架上，头垫硅胶软枕，双手交叉抱肘置于额头上，热塑体膜固定。②自制脚垫组：患者体位与常规固定组相同，调整患者位置使其位于自我感觉舒服并便于重复的位置后，垂直向上抬起双脚，将患者脚踝放在自制的“山”字型脚垫两侧的凹槽，脚背适当向后蹬使双下肢充分伸直，同时，两只脚板尽量垂直于治疗床。调整“山”字型脚垫的位置，使其在摆位过程中，上面的中线始终对齐激光灯的中线。

1.2.2 摆位误差测量方法

①定位CT扫描后，将图片传至治疗计划系统制定计划并重建中心层面图像形成DRR图作为对比时的参照图像。②患者摆位后利用VARIAN CLINAC 23EX自带的电子射野影像系统EPID进行拍摄，在机架0°和270°（或90°）两个位置各获取验证片1张。③将得到的两张验证片分别同DRR图进行匹配。感兴趣区主要以髋臼、小骨盆、耻骨联合等骨性标志作为参考点，测量参考点与照射野各边界之间距离。用DRR上测量值减去验证片上的测量值，差值绝对值即摆位误差。分别测量和计算出腹背、头足、左右三个维度的摆位误差，上下方向上摆位误差取前野和侧野图像上测量值的平均值。④在患者的第1、6、11、16、21次治疗摆位后行EPID拍摄，每位患者放疗期间共进行5次摆位验证。⑤骨性标志的确定和距离的测量值均由同一个主管技师完成。三维方向同时≤±3mm视为与治疗中心符合，三维方向任意一个方向＞±3mm视为有误差，需要重新摆位。摆位误差率定义为需要重新摆位次数占每组全部患者摆位次数的百分比。

1.3 统计学分析

应用SPSS19.0软件计算各方向的摆位误差值。P＜0.05为差异有统计学意义。

2.结果

2.1 分次间的摆位误差

腹背方向，两组摆位误差近似，差异无统计学意义（P＞0.05）；左右和头足方向自制脚垫组摆位误差较小，优于常规固定组，两组比较差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1. 两组盆腔肿瘤放疗患者不同体位固定技术的摆位误差情况(n=16,±s,mm)

表1. 两组盆腔肿瘤放疗患者不同体位固定技术的摆位误差情况(n=16,±s,mm)

组别 摆位次数 腹背方向 头足方向 左右方向常规固定组 80 1.9±1.2 4.2±1.3 3.1±1.2自制脚垫组 80 2.1±1.0 2.3±1.1 1.6±0.8 P＞0.05 ＜0.01 ＜0.03

2.2 摆位误差分布比例

当摆位误差≤3mm时，腹背方向两组结果近似，差异无统计学意义（P＞0.05）；左右、头足方向自制脚垫组摆位误差≤3mm的比例较高，优于常规固定组（P＜0.05）。当摆位误差在3～5mm时，头足、左右、腹背方向两组结果相近，差异无统计学意义（P＞0.05）。当摆位误差＞5mm时，腹背方向两组结果相近，差异无统计学意义（P＞0.05）；左右和头足方向自制脚垫组摆位误差＜5mm的比例较低，优于常规固定组（P＜0.05），见表2。

表2. 两组盆腔肿瘤放疗患者不同体位固定技术在不同方向和区间的摆位误差值对比(n=16,n/%)

2.3 摆位误差率的对比

在某一方向误差＞3mm的病例中，腹背方向两组比例相近；头足、左右方向自制脚垫组的比例较低，显著优于常规固定组，见表3。

表3. 两组盆腔肿瘤放疗患者不同体位固定技术的摆位误差率对比

3.讨论

精准放疗是现代肿瘤放射治疗的主流，而调强放疗技术是实现精准放疗的核心技术。调强放疗技术对患者体位重复性，摆位精确度提出了更高的要求。摆位误差大小的控制直接影响调强放疗的精准度。摆位误差不仅会导致部分靶区因得不到足够剂量而降低肿瘤局部控制率，而且可能使得高剂量区移至周围危及器官，导致严重后遗症或并发症的产生[3,4]。

电子射野影像系统EPID的出现，使图像引导的精准放射治疗成为了可能，为减小放疗过程中的摆位误差创造了有利的技术条件。EPID通常由射线探测器和射野影像处理系统两部分构成，其也成为了直线加速器重要的组成部分，为减小放疗摆位误差，实现肿瘤精准放疗提供了强有力的技术支持[5]。

通过EPID的辅助，本研究显示，在未使用自制脚垫的常规固定组中，头足和（或）左右方向的摆位误差较大。分析原因可能是，盆腔结构紧邻臀部肌肉和腹部脂肪，加之部分患者年龄较大皮肤松弛，在摆位过程中，腹臀部脂肪、臀部肌肉不规则堆叠分布，大大影响了盆腔摆位的重复性。加之，盆腔肿瘤患者放疗时腹部的饱胀程度，膀胱、直肠的充盈程度不易控制，难以量化，也为盆腔摆位增加了诸多的不确定性。同时，盆腔放疗时，摆位的中心线常选择在靠近两乳连线的高度水平，导致摆位中心距离盆腔较远，在摆位的过程中中心线无法对盆腔区域进行良好的位置指引，甚至存在盆腔摆位盲区。另外，盆腔放疗患者体位固定时双手都处于交叉抱肘置于额头的状态，但此姿势很多患者无法较长时间的保持，手容易发生头足方向的位移从而导致摆位中心线的上下移动。因此，盆腔摆位整体比其他脏器的放疗摆位重复性差，摆位误差大。

但更为重要的原因是，在常规固定组织中，双下肢没有任何的摆位中心线和辅助装置可供参考摆位和约束，导致患者双下肢屈伸状态是否正常，两腿的张合程度有无过大，双髋是否过度旋转甚至两腿是否平直有无歪斜在摆位过程中都不易做出良好判断并调整。而这些不确定因素的存在，将最终导致双下肢对表面皮肤的牵拉作用产生不同程度的影响以及整个躯干的稳定性的破坏和骨盆不同程度的旋转，造成皮肤上的标志线发生位移产生头足和左右方向的误差。从表1的数据可以清楚地看到，这种影响在头足方向表现最为明显，左右方向次之。

而在自制脚垫组中，头足、左右方向的误差之所以能比常规固定组得到较为显著的改善，是因为在盆腔的放疗摆位中，将自制的“山”字型木质脚垫两侧的凹槽放在患者的脚踝上，同时嘱咐患者脚背适度向后使整个脚板尽可能的垂直于治疗床面，这将有利患者双下肢完全伸直，双髋摆正处于同一状态，同时双腿的开合度是固定的。而且将自制脚垫上的刻度中线对准激光灯的中线，联合体表中线，有力地保证了患者的整个身体长轴是跟左右激光灯一致的。这些因素的联合作用确保了盆腔患者下肢摆位的良好重复性和准确性，而且减小了双下肢对整个躯干和骨盆的不良牵拉以及对皮肤中心线的位移改变，从而改善了头足、左右方向的摆位误差。

本研究发现，在自制脚垫组中，随着头足、左右两个方向摆位误差的减小，这两个方向＞3mm的摆位误差次数有了较为明显的减少，摆位误差率分别下降了7.5%和6.3%，再次证明了通过使用自制脚垫在改善盆腔肿瘤放疗中头足、左右两个方向摆位误差的有效性。同时也发现，在腹背方向，自制脚垫组的误差数据、摆位误差率均小幅高于常规固定组，虽然两者之间没有显著的统计学意义（P＞0.05）。分析可能自制木质脚垫的加入，导致患者的双下肢一定程度的抬高，这对患者腹背方向上的高度产生了不同程度的影响，最终导致了腹背方向的误差大于常规固定组。

综上所述，在盆腔肿瘤放疗中使用自制的“山”字型木质脚垫是可行的，自制脚垫有助于提高盆腔放疗摆位的重复性，减小骨盆头足、左右方向的摆位误差，从而提高调强放疗的精准度。同时，由于自制脚垫简单易用，成本低廉，因此在临床上有较好的使用价值。