M6射波刀椎体追踪方式治疗胸椎转移肿瘤中两种不同固定方式的摆位误差分析

马佳怡 刘吉平* 张鹏飞

近年来，随着癌症治疗的进展和生存率的提高，出现骨转移的可能性也在增加。骨组织是继肝、肺之后恶性肿瘤发生远处转移的第三大好发器官，在病程中发生骨转移的癌症患者占20%～95%［1］。早期阶段通常是单发的，但也可能是多发。转移性肿瘤以腰椎最多见，胸椎次之，颈椎则较少见［2］。射波刀立体定向放疗可以使肿瘤靶区的放射剂量最大化，对周围正常组织的损害较小。其具有精确度高、剂量大、分割时间短、治疗无侵入性等优势［3］。X-sight 广泛用于颈部肿瘤、脊柱转移瘤、胸腔肿瘤的治疗，具有极高的安全性和精准性［4］。本文主要以第六代射波刀治疗系统（M6）为基础，对胸椎肿瘤的发病情况和病症特性进行了科学的研究，通过X-sight 脊柱追踪方法获得治疗过程中的误差变化，并对两种不同位置固定方法的误差分析进行了研究，从而进一步提高患者医治疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集自2021 年9 月至2022 年4 月接受射波刀治疗的胸椎转移患者20 例。全部患者（KPS评分＞70 分）随机分成观察组和对照组，每组各10 例。观察组中男、女各5 例，年龄41～71 岁，平均年龄61.4岁；对照组中男4 例、女6 例，年龄32～65 岁，平均年龄50.2 岁。两组患者性别、年龄等一般资料差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。全部患者均进行3～5 次治疗，治疗部位为胸椎，其中T1、T5 各1 例，T3、T10、T11 各2 例，T2、T7、T9、T12 各3例；处方剂量为3,020（2,000～4,500）cGy；治疗时间为20～50 min。

1.2 治疗方法 定位时，观察组中10 例患者双手仰卧位固定在真空垫中；对照组中10 例患者仰卧在固定板上，将烘烤好的热塑膜放置在患者身体上，冷却10 min，然后取出。所有患者均需要由Philips Brilliance Big Bore 16 排螺旋CT 进行定位。使用的扫描条件为扫描层厚1.5 mm、管电压120 kV、管电流320 mA、连续扫描、靶区上下各扫描15 cm。使用十字中心法，标记肿瘤的大致位置。扫描后，CT 图像被传送至Cyberknife 工作站，在放疗医师完成靶区和危及器官的勾画后，物理师在计划系统中采用X-sight 脊柱追踪方法设计治疗计划。并且，要求感兴趣区（regions of interest，ROI）即9×9 列骨骼网格，能最佳覆盖靶区中心。计划完成后，患者实施放疗。在每次治疗过程中，将治疗床调整至起始位置（即Roll：0，Yaw：0，Pitch：0）。同时将治疗床移动至标记的十字标记处进行对位，采集一组45°正交影像，并与数字重建影像（digital reconstructedly radiograph，DRR）进行配比，配比参数结合相关资料如下：容差DxAB 2.5 mm、目标DrAB 阈值2°、假点率50%、ROI 感兴趣区40 mm、追踪范围40 mm［5］，曝光参数120 kV、320 mA、100 ms（在实际治疗过程中，如果出现特殊情况，治疗师应当在不影响治疗的情况下调整参数获取更佳的图像质量）。系统自动计算六个维度方向上的偏移值，将其调整至机械臂可自动校准的范围（即10 mm、10 mm、10 mm、1°、1°、3°），然后实施治疗，同时记录校准误差。

1.3 数据记录 治疗过程中，目标定位系统在整个环节需要对时间间隔进行整体测算以保证结果的准确性，本研究以指定的90 s 间隔采集正交影像，以匹配DRR图像，并计算出六维方向的误差值。六维方向如下：X轴代表头脚平移，其定值为（LET+/RIG-）mm；Y 轴代表左右平移，其定值即（INF+/SUP-）mm；Z 轴代表上下平移，其定值为（ANT+/POS-）mm；左右旋转定值呈现（R+/L-）°、头脚旋转定值呈现（Head-up+/Head-down-）°、钟摆旋转呈现（CCW+/CW-）°。机械臂也在此过程中存在校正阈值（10 mm、10 mm、10 mm、1°、1°、3°），如果上述环节出现超过阈值的误差，则治疗难以继续进行。统计误差数据，用来比较两组患者在六维方向上的绝对摆位误差，并对导致摆位误差的原因进行分析。

1.4 统计学方法 采用SPSS 25.0 统计软件。计量资料以（±s）表示，组间比较采用独立样本t检验，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组六维方向的绝对体位误差统计 所有患者均按照治疗计划完成了治疗。在治疗期间，六维方向上共收集了1770 组数据（包括观察组784 组数据和对照组986 组数据）。表1 和表2 分别表示两组患者在六维方向上的绝对体位误差分析。

表1 观察组六维方向的绝对体位误差统计

表2 对照组六维方向的绝对体位误差统计

2.2 两组患者在六个维度摆位绝对误差的比较 根据分析，如下表（表3）所示，可以比较两组患者在六个维度的绝对摆位误差。数据表明：在不同方向上存在的差值具备一定的整体性和连贯性，即存在P＜0.05，上述情况存在于X 方向、Y 方向、Z 方向和CCW-CW 方向，但相对来说，L-R 方向和DOWN-UP 方向则不存在该现象，经过相关验证和测量也可以证实结果的准确性。

表3 两组患者在六个维度摆位绝对误差的比较（±s）

表3 两组患者在六个维度摆位绝对误差的比较（±s）

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2.3 两组不同治疗次数六维方向摆位误差 根据20例患者的最小治疗次数（3 次），对不同患者治疗的分次内摆位误差进行了统计分析，结果显示，观察组的患者体位比对照组更稳定。见表4、5。

表4 观察组不同治疗次数六维方向摆位误差（±s）

表4 观察组不同治疗次数六维方向摆位误差（±s）

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表5 对照组不同治疗次数六维方向摆位误差（±s）

表5 对照组不同治疗次数六维方向摆位误差（±s）

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3 讨论

椎体转移是恶性肿瘤骨转移的常见部位，此类患者常有背部疼痛、感觉和运动障碍，是恶性肿瘤患者降低生活质量的主要因素之一［2］。椎体转移瘤的立体定向放射治疗，靶区适形剂量高，同时，形成一个陡峭的剂量梯度，有助于保护周围的正常组织，尤其是脊髓。与传统放疗相比，立体定向放疗能提高肿瘤局部控制率，有利于缓解症状，已成为椎体转移瘤术后辅助治疗、根治的新疗法［6-9］。基于放射生物学、物理学和临床相关性研究，大剂量立体定向放射治疗的临床效益，已在文献中得到证实。

X-sight 椎体追踪法主要用于追踪脊柱内和周围的肿瘤。这种追踪方法使用实时图像与数字重建图像进行比较，通过内置的软件算法计算并生成患者六维方向上的待校准值。这些数值通过机械臂进行校准，以达到射波刀X-sight 追踪方式的误差≤0.95 mm 的治疗精度。X-sight 追踪方式由于无需植入金标、非侵入性在世界各地的射波刀中心被广泛使用［4］。

该研究选取了本院收治的20 例胸椎转移瘤患者，采用X-sight 脊柱追踪方法，校正患者因摆位误差引起的靶区位置变化，并对射波刀椎体追踪方式的运行效果进行了分析。通过相应的研究分析，观察组患者的摆位误差明显小于对照组，且在X 方向、Y 方向、Z 方向、CCW-CW 方向差异有统计学意义（P＜0.05）。研究结果表明，真空垫体位固定技术与热塑体膜体位固定技术相比，在放射治疗中明显减少了摆位误差，提高了临床疗效［10-12］。由于患者的呼吸运动，热塑膜固定方式的头脚误差较大；同时，由于胸腹部的桶状结构，每个患者的体型都不一致，直接接触光滑的固定架会导致完成摆位后的体位滑动，从而使放疗的体位精确率降低。真空垫是一种更精确的体位固定方式，其能有效地调整患者在治疗时的躺卧角度，从而减少患者的摆位误差［10-12］。由于患者在使用真空垫定位时，通过反复调整摆位，可以提高固定的精确度，因此一旦保证真空垫不漏气，患者在后续治疗过程中，摆位的精度要明显高于热塑体膜体位固定技术［13］。同时，在治疗过程中，因为射波刀治疗时间普遍较普通直线加速器久，真空垫的舒适度明显优于采用热塑膜固定的患者，其更适用于较长时间的治疗，更适合椎体转移的患者。

结合上述理论方案可以发现，当出现胸椎转移瘤的病症时，一般需要考虑到患者自身的个体差异性和环境的适应能力，在肿瘤治疗中使用快速有效的放射治疗，可能更能获益。真空垫体位固定技术在胸椎转移患者放疗中效果显著，可以明显减少不同体位的摆位误差，提高临床疗效，具有较高的应用价值。