基于Turebeam六维床对乳腺癌放射治疗中两种体位固定方式的误差分析

苏豫 陈国付 时建芳 高畅 陈炜

乳腺癌是女性发病率较高的恶性肿瘤之一［1］，在全球范围内每年发病率以3.1%的速度增长，死亡率也在逐年递增，对女性的健康产生了严重威胁。为此，针对乳腺癌也衍生出了诸多的治疗手段。放射治疗作为癌症的三大治疗手段之一，在乳腺癌的综合治疗中发挥着重要作用，包括早中期乳腺癌的根治性放疗和晚期乳腺癌的姑息性放疗。随着放射治疗精准度的提升，对体位固定方式的要求也愈加严格，好的体位固定方式可以有效保证放疗体位的重复性和准确性，降低摆位误差。目前常用的两种乳腺固定方式为头颈肩底板+真空垫+小头罩固定与乳腺托架+小头罩固定，为了比较两种固定方式的摆位误差（五维方向），降低不适当的体位固定方式对放射治疗的负面影响，本研究通过比较两种固定方式下患者首次及之后治疗前获取的锥形束 CT（Cone Beam CT，CBCT）图像与计划CT图像六维配准后的误差结果，分析比较两组固定方式对乳腺癌放射治疗摆位精度的差异。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2021年4～12月在中国科学院大学附属肿瘤医院乳腺癌根治术后进行乳腺癌放射治疗的患者，随机抽取112例。1组56例患者固定方式为乳腺托架+小头罩，2组56例患者固定方式为头颈肩底板+真空垫+小头罩。两组患者在年龄、体质量、性别方面差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 患者一般资料（）

表1 患者一般资料（）

组别年龄（岁）体质量（kg）1组51.4±1.664.3±1.3 2组50.1±1.266.2±0.9 t值2.372.56 P值0.720.93

1.2 定位及配准方式 使用飞利浦大孔径16排螺旋CT以层厚5 mm的方式进行平扫+增强扫描，范围为第1颈椎下缘至第2腰椎下缘［2］，通过网络传输至Yino系统进行靶区勾画后由Raystation计划系统设计治疗计划，计划完成后传至Varian Turebeam医用直线加速器，以此图像为误差分析的参考图像。对112例患者首次放射治疗前行kV级CBCT扫描，后隔周扫描，扫描参数为100 kV、150 mAs，扫描角度178°～182°，采集CBCT图像，扫描完成后图像采用灰度匹配的算法在垂直（Vrt）、进出（Lng）、左右（Lat）、俯仰（Pitch）、旋转（Roll）五个方向自动配准，随后由放射治疗师在医师的指导下进行人工核对及调整，要求Vrt、Lng、Lat方向误差＜5 mm，Pitch、Roll＜3°，方可进行治疗，且在此基础上配准应尽可能与定位图像吻合。治疗结束后记录各方向上位移数据。

1.3 统计学方法 采用SPSS 22.0统计软件。正态分布计量资料以（）表示，组间比较采用t检验［3］；计数资料以n或%表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者线性和旋转误差比较 两组患者共行234次CBCT摆位验证，1组乳腺托架+小头罩组117次，2组头颈肩底板+真空垫+小头罩组117次。两组患者线性和旋转误差比较见表2。

表2 两组患者线性和旋转误差比较（）

表2 两组患者线性和旋转误差比较（）

组别Vrt（mm）Lng（mm）Lat（mm）Pitch（°）Roll（°）1组4.37+5.831.31+4.220.31+4.310.51+1.17-0.08+0.97 2组1.11+4.85-1.11+4.480.47+4.261.19+1.35-0.06+1.22 t值5.111.140.004.412.83 P值0.000.010.790.010.93

2.2 两组线性误差绝对值＞5 mm及旋转＞2°（数据中无＞3°患者，为进一步比较此处设2°）占比比较 1组Vrt方向误差值53.80%＞5 mm，Lng方向误差值21.36%＞55 mm，Lat方向误差值20.51%＞5 mm，Pitch方向误差值12.82%＞2°，Roll方向误差值3.41%＞2°；2组Vrt方向误差值24.78%＞5 mm，Lng方向误差值22.91%＞5 mm，Lat方向误差值22.22%＞5 mm，Pitch方向误差值25.08%＞2°，Roll方向误差值11.11%＞2°［4］，见表3。

表3 两组线性误差绝对值＞5 mm及旋转＞2°占比比较［n（%）］

3 讨论

放射治疗的根本目的是将放射线束聚焦在靶区，以高剂量杀灭肿瘤细胞，于此同时尽可能减少对周围正常组织或器官的照射。国际辐射单位与测量委员会（ICRU）24号报告显示，靶区剂量到达3%～5%偏离度即有可能引起肿瘤病灶局部控制率下降及周围正常组织放射性并发症概率的增加［5］。而乳房因其器官比较特殊，属于非刚性器官，活动度大、体位固定较难，一直给精准放射治疗提出了不少挑战。在传统的X、Y、Z方向上已有大量文献对比了各种固定方式的效果，AGOSTI-NELLI等对比研究在翼板系统中使用热塑胸膜与不加热塑胸膜对乳腺癌固定系统摆位误差的影响，发现与乳腺托架组相比，使用热塑膜对左右与头脚方向及旋转方向影响无明显改善。乳腺托架虽然也对患者手臂进行了支撑，但是其结构相对简单，与患者的贴合度不够理想。钟仁明等［6］报道乳腺癌放疗单纯采用真空垫体位固定时存在较大的摆位误差，应加强患者手臂的固定，同时使用影像引导以提高放疗精度。

本研究在之前的基础上改进了固定方式，同时加入了Pitch、Roll方向上的角度分析，进行了更加全面的对比，结果显示，头颈肩底板+真空垫+小头罩的固定方式，在Vrt方向上误差值明显小于乳腺托架+小头罩。真空垫对患者的主要躯体进行了包裹，较大限制了患者在Vrt方向的移动，小头罩热塑膜与头颈肩底板进一步固定了患者在垂直方向的位置。此种固定方式，患者取平躺睡姿，头颈肩底板与真空垫对其头部、背部、腰部都进行了贴合体型的个体化支撑，所以在Vrt方向上相较于乳腺托架有更好的重复性与精确性。

乳腺托架+小头罩无法对患者进行个体化限制，只能固定患者的头部，受患者自身呼吸运动、皮肤松弛度、手臂上举情况影响，定位时肌肉紧张等因素影响较大。部分患者在定位时因首次接触放射治疗而紧张，导致肌肉紧绷，等对治疗熟悉之后肌肉又会松弛，导致误差偏大。并且乳腺托架无法对患者进行个体化的贴合，是以座托的方式支撑患者背部、臀部，导致患者位置自主性太大。本研究认为这是导致乳腺托架+小头罩组在Vrt向上误差值＞头颈肩底板+真空垫+小头罩组的原因。但乳腺托架结构稳定，背部倾斜角度固定，相对于真空垫不易形变，且真空垫会对患者体部包裹遮挡技师视线，患者身下细小的角度旋转无法准确判断，所以乳腺托架+小头罩对患者在Pitch俯仰、Roll旋转方向上限制要优于头颈肩底板+真空垫+小头罩组。两种固定方式在Lng方向上误差绝对值相近，但方向不同，无明显优劣，在Lat方向上差异亦不明显。

综上所述，头颈肩底板+真空垫+小头罩的固定方式在Vrt方向上固定准确性要明显优于乳腺托架+小头罩的固定方式，乳腺托架+小头罩在Pitch、Roll方向上的固定准确性要略优于头颈肩底板+真空垫+小头罩。作者认为两种固定方式各有优劣，且均有改进的空间：对于乳腺托架+小头罩组应适当增加固定装置，增强对患者背部、臀部移动的限制；对于头颈肩底板+真空垫+小头罩组，应确保患者从定位开始至每次摆位尽量避免体表皮肤的牵拉，让患者充分放松，避免强直体位。但相对来讲乳腺托架+小头罩在Vrt方向上对患者的限制能力过弱，导致患者摆位误差值超标次数与比例（＞5 mm）远大于允许范围。头颈肩底板+真空垫+小头罩组的固定方式在Pitch、Roll方向上固定效果不如乳腺托架+小头罩组，但都在误差允许范围内（＜3°），且超标次数却远低于乳腺托架+小头罩。综合比较，作者认为头颈肩底板+真空垫+小头罩固定方式更值得推广。