EPID测量盆腔肿瘤真空垫联合热塑膜固定摆位误差分析及质量控制

杨鸿昇 张 远 曾华楠 林 明

中国人民解放军联勤保障部队第九〇〇医院仓山院区肿瘤科,福建省福州市 350002

盆腔肿瘤指生长在盆腔内部的肿瘤,包括膀胱、前列腺、子宫等部位的肿瘤,放射治疗一直是治疗盆腔肿瘤的重要治疗手段。近年来随着放射物理与放疗设备的不断发展,特别是IMRT及3D-CRT等技术在临床应用愈加广泛,体位固定装置的选择对提高摆位准确性以实现精确放疗至关重要,在放疗执行过程与放疗计划中直接影响治疗效果[1-2]。本文旨在分析EPID测量负压真空垫联合热塑膜固定摆位误差的来源和控制方法,以提高治疗质量和减少不必要的放射损伤。

1 资料与方法

1.1 临床资料 回顾性选取2021年9月—2022年12月在我院肿瘤放疗中心进行治疗的28例盆腔肿瘤患者,其中直肠癌10例,宫颈癌14例,前列癌4例。所有患者均使用真空垫联合热塑膜固定摆位技术进行放射治疗。

1.2 方法

1.2.1 设备材料。Elekta直线加速器(Precise型),东芝CT机,XIO治疗计划系统,瑞典HIT三维激光灯系统,热塑体模(广州人福医疗设备有限公司),真空垫(深圳腾飞宇科技有限公司),恒温水箱等。

1.2.2 体位固定与CT模拟定位。所有患者体位采用负压真空垫联合热塑膜固定方式。将碳纤维体板置于CT机床上,负压真空垫铺平,抽好真空,放置于碳纤体板中央。患者去除衣物,双手抱头仰卧于真空垫中央,由2名放疗技师配合调整体位,塑型后抽真空。将热塑模放于70℃恒温水箱中加热,使其完全透明软化,用干毛巾将网孔中的热水吸收后,将软化材料放置固定部位匀速拉伸,并将边条固定于碳纤维体板架上之后,对患者盆腔局部塑形,塑形操作时间为45～60s。塑形完成后,等待定位模冷却完全硬化定型后取下。打开激光灯,同时于患者腰部体表、真空垫和碳纤维体板上相对应位置以标记笔标记[3]。在热塑膜旁边贴上患者的体位固定方式信息,重新固定热塑膜,对准激光十字线,贴上3个铅点进行标记中心点。行CT定位扫描,层厚设置为3mm,管电压120kV,扫描完成后需检查扫描范围是否达到要求以及标记铅点是否在同一CT层面,两侧铅点是否在同一条直线,最后将扫描图像传输至医科达XIO治疗计划系统[4]。

1.2.3 靶区勾画、计划设计和等中心复位。精确放疗的实施有赖于精确的靶区定义和合适的计划靶区扩界[5]。放疗医生依据靶区勾画共识指南标准,进行靶区的勾画。物理师按照放疗医生对靶区剂量及危及器官的剂量限值的要求,选择合理的射线性质,照射野。而后将患者的计划图像进行三维重建,获得DDR图像,见图1。首次治疗时,医生、物理师、放疗技师需共同参与摆位,在CT定位机透视下核对移动好位置的图像与DDR片比较差异[6]。确认无误后,使用医科达(Precise型)直线加速器进行治疗计划实施。

图1 DDR 正位图像与侧位图像

1.2.4 误差测量方法。(1)EPID图像的采集:由2名技术员将患者摆位好后,打开iView GT软件,操作机器打开EPID探测平板,使平板移动至射野中心,分别在机架0°和270°(或90°)2个位置各获取验证片1张[7],采用6MV的X线能量,拍摄图像参数为20m×20cm,单次曝光6MU。(2)图像配准:勾画DDR勾画以髋臼、小骨盆、耻骨联合等骨性标志作为参考点与DDR图像进行比对[8],并记录左右(X轴)、上下(Y轴)及前后(Z轴)方向的误差值(均记录为其绝对值)。每位患者在放疗期间共进行5次摆位验证,每周拍摄1次。只有三维方向上的误差值同时≤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 统计学方法 使用统计学软件SPSS27.0进行处理,采用单样本t检验。由于正侧位片上均有头脚方向Y轴的摆位移动度,故采用二者的均数作为Y轴的摆位误差[9]。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

获得正侧位验证片各140张,其中左右方向摆位误差为(1.10±0.84) mm,误差值≤3mm占比97.1%(136/140),头足方向摆位误差为(1.50±1.13)mm,误差值≤3mm占比92.1%(129/140),腹背方向摆位误差(1.30±1.06)mm,误差值≤3mm占比93.6%(131/140)。三个方向的摆位误差发生率见图2,摆位误差值见表1。

表1 X、Y及Z轴方向的摆位误差

图2 三个方向的摆位误差频率分布图

3 讨论

近年来,放疗进入了精确定位、精确计划以及精确治疗的“三精”放疗的年代。而调强放疗技术(IMRT)是实现精准放疗的核心技术。IMRT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[10-11]。而选择合适的体位固定装置能很好地减少摆位误差,提高患者的放射治疗效果。在四肢和头颈部等活动度相对较低部位的放疗中辅助工具固定较易实现,而盆腔肿瘤放疗的过程中因大面积皮肤牵拉、皮下脂肪厚度、膀胱充盈度、餐后时间、腹式呼吸及患者自身体重等多种因素易造成摆位误差,降低重复性,影响剂量分布,进而严重影响盆腔肿瘤放射治疗的准确性。本文主要采用真空垫联合热塑膜固定技术,其常用于固定患者的骨盆、腰椎和股骨等身体部位,从而确保放疗期间患者的位置和姿势保持稳定和准确。通过这种技术,放疗医生可以更精确地照射肿瘤部位,减少对正常组织的伤害和损伤,并提高放疗的精度和治疗效果。

在执行放射治疗计划时,患者的摆位位置与照射野之间会存在误差,即治疗参考位置与实际治疗位置之间有差异,有时可能会出现严重的摆位治疗错误,所以,在放射治疗之前,应对患者的治疗摆位进行校正,将差错消灭在萌芽状态,确保放射治疗射线束总是对准患者的治疗靶区照射。

EPID是一种放射治疗质量保证和控制装置[12]。EPID可以被用来测量治疗区域的剂量分布和计算,以及确定治疗过程中患者是否按计划的位置保持不动。通过实时测量和分析EPID图像,医生可以更好地了解剂量分布情况,以便及时调整放疗参数,以确保患者接受到正确的剂量。此外,EPID还可以用于在放疗结束后进行后期剂量验证和质量保证。与传统的放射测量方法相比,EPID具有更高的精度和分辨率,可提供更为详细和准确的剂量分布信息,从而有助于确定放射治疗是否达到预期的剂量分布目标。

本文通过回顾性选取28例盆腔患者治疗期间拍摄正侧位片共拍摄280张,通过EPID测量发现摆位误差主要是在头足方向,其次是腹背方向,最后是左右方向。由于患者多为中老年妇女,脂肪组织较多,当摆位时脂肪组织挤压、牵拉使得体表标记线与激光重合而内部骨性结构发生了较大偏差,从而引起了头足方向上的误差。此外,患者治疗时呼吸和无意识伸展也会影响头足方向上的误差。腹背方向则受到呼吸和内脏器官的影响,例如膀胱充盈。同时,在放疗定位过程中也会造成一定的误差:(1)真空垫固定误差:来源于真空垫和患者身体部位之间的间隙,导致患者的位置偏离原定位,产生误差。(2)热塑膜固定误差:由于热塑膜与患者身体部位之间的间隙、热塑膜的位置偏移、加热时间和温度不准确等因素引起的。(3)EPID测量误差:由于EPID探测器的非线性响应、噪声、漂移等因素引起的。为了将这些误差减到最小,在日常放疗过程中加强指控措施:(1)治疗前,安抚患者情绪,提醒患者在治疗期间不随意摆动,积极配合。(2)真空垫和热塑膜不重复使用。(3)放疗技术人员应接受过专业的培训,有责任心,提高职业道德。(4)定期对EPID探测器进行校准。(5)定期对放疗相关设备进行维护保养。(6)必要时,采取呼吸门控技术和重建CT图像等,以进一步提高放疗精度和减少误差。

综上所述,在盆腔肿瘤放疗过程中,使用真空垫联合热塑膜固定摆位技术可以有效地降低放疗误差,提高放疗体位固定的准确性,减少治疗副作用,具有广阔的临床应用前景。EPID的使用可以有效降低摆位误差,提高放疗精度,及时修正摆位误差,让患者舒适的同时得到安全有效的治疗。