賈衛(wèi)娟，周 軍，羅 燦，周一兵

（陸軍軍醫(yī)大學第二附屬醫(yī)院腫瘤科，重慶 400037）

0 引言

下肢腫瘤主要包括軟組織肉瘤（soft tissue sarcoma，STS）和惡性骨轉移瘤，其臨床表現包括疼痛、腫塊、病理性骨折或功能性障礙。研究表明輔助性或姑息性放射治療作為下肢腫瘤的主要治療方法，能有效改善患者生活質量，降低局部復發(fā)率和遠處轉移率，并延長患者生存期[1-2]。然而區(qū)別于身體其他部位，下肢包含較靈活的髖關節(jié)、膝關節(jié)以及踝關節(jié)，其不自主運動性強且存在旋轉問題，導致在放射治療過程中患者的下肢固定效果不理想及擺位重復性差，因此有效的下肢固定方式在臨床下肢腫瘤放射治療中有著十分重要的作用。

ExacTrac 影像引導系統(tǒng)（BrainLAB，德國）作為一種新型的影像引導放射治療（image-guided radiation therapy，IGRT）系統(tǒng)，包含1 套千伏級X 射線成像系統(tǒng)和1 個自由活動的6D 床。X 射線成像系統(tǒng)利用2 組成±45°斜交排列的X 射線球管和相對應的探測板即時成像驗證患者體位，6D 床根據圖像配準結果修正擺位誤差并糾正患者體位[3]。因此，ExacTrac影像引導系統(tǒng)能夠實現精準放射治療，目前已被廣泛應用于臨床下肢腫瘤的放射治療中。然而IGRT也存在其局限性，如治療費用昂貴、輻射劑量較常規(guī)治療更高等。因此，尋求一種更具普適性的擺位方案仍是放射治療領域的重要研究方向。

基于以上現狀，本研究參照個性化放射治療的要求，分別采用真空負壓墊、熱塑膜、丁字鞋固定患者下肢，探究在ExacTrac 影像引導系統(tǒng)引導下不同固定方式對下肢放射治療患者擺位誤差的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

1.1.1 研究對象

回顧性選取2019 年10 月至2022 年11 月期間于我院完成下肢腫瘤放射治療的145 例患者，包含軟組織肉瘤47 例（占比約32%）、惡性骨轉移瘤98例（占比約68%）；其中男性95 例、女性50 例，年齡18～75 歲（中位年齡58 歲）；照射劑量為30～75 Gy，分次為6～30 次；照射部位為股骨100 例、脛骨27例、腓骨12 例、足部6 例。納入標準：（1）無心衰、高血壓、血栓及出血等嚴重不良反應癥狀者；（2）意識清晰，依從性好，能較好配合擺位。排除標準：（1）過度緊張焦慮患者；（2）過度疼痛患者。

1.1.2 儀器設備

本研究所用儀器設備包含飛利浦大孔徑CT機、瓦里安Eclipse 計劃系統(tǒng)、瓦里安Trilogy 加速器、BrainLAB ExacTrac 影像引導系統(tǒng)。

1.2 方法

1.2.1 體位固定

根據患者個體照射部位及其耐受性選取合適的固定方式，將其分為3 組：（1）真空負壓墊組（A組）：患者仰臥或俯臥于真空負壓墊上，調整體位，提高舒適度的同時確保真空負壓墊能完全包裹患側下肢部位，最后用真空泵抽氣成型；（2）熱塑膜組（B 組）：患者平躺于碳素纖維固定裝置上，將加熱過的熱塑膜貼合患側肢體，牽拉固定后冷卻成型；（3）丁字鞋組（C 組）：患者平躺于治療床上，患側腳穿丁字鞋，足跟部木塊置于固定的硬泡沫凹槽內，健側腿視情況屈膝。本研究中A、B、C 組分別為46、50、49 例。

1.2.2 CT 定位與計劃設計

所有患者均采用腳先進的方式，使用大孔徑CT機進行定位掃描，掃描層厚及層間距均為5 mm。采集的CT 圖像隨后上傳到服務器，由醫(yī)生和物理師分別根據統(tǒng)一標準進行靶區(qū)勾畫和計劃設計。經醫(yī)生確認無誤后將計劃及CT 圖像分別傳至加速器治療系統(tǒng)和ExacTrac 影像引導系統(tǒng)。

1.2.3 位置驗證與擺位誤差

放射治療技師擺位完成后，使用ExacTrac 影像引導系統(tǒng)進行位置驗證，曝光參數選擇100 kV、6.3 mAs。將掃描生成的X 射線影像與Eclipse 治療計劃系統(tǒng)（treatment planning system，TPS）生成的數字重建圖像（digital reconstructured radiograph，DRR）進行融合比對，圖像配準范圍需覆蓋靶區(qū)及靶區(qū)鄰近骨性標志，配準方式為自動配準加手動確認，配準完成后可獲得AP（前后）、SI（頭腳）、LR（左右）、Yaw（繞AP 旋轉）、Roll（繞SI 旋轉）、Pitch（繞LR 旋轉）共計6 個方向上的擺位誤差值。用6D 床校正后再次掃描，若擺位誤差值達到治療要求（平移誤差≤1.0 mm，旋轉誤差≤1.0°）則驗證完成，實施治療。否則重復以上步驟，直至擺位誤差值滿足治療要求。

1.3 統(tǒng)計學分析

使用Microsoft Excel 錄入各患者經ExacTrac 影像引導系統(tǒng)配準后的6D 方向擺位誤差值，并制作圖表。使用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件計算擺位誤差值的平均值與標準差；采用單因素方差分析擺位誤差值的組間差異，事后多重比較采用最小顯著差數法（least significant difference，LSD）檢驗，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

本研究選取的145 例患者均在ExacTrac 影像引導系統(tǒng)的引導下進行放射治療，共獲得2 447 幅對比圖像，其中A 組753 幅、B 組869 幅、C 組825幅。由于6D 方向上的擺位誤差值存在正負值會影響統(tǒng)計結果，本研究擬對擺位誤差絕對值進行統(tǒng)計分析。

不同固定方式下3 組患者的擺位誤差值詳見表1。結果表明，修正前6D 方向的擺位誤差值都比較大。3 組患者在LR、AP 以及Roll 方向上的擺位差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。LSD 事后檢驗顯示在LR、AP 以及Roll 方向上，B 組的擺位誤差值顯著低于其他2 組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；在LR、AP 方向上，C 組的擺位誤差值顯著低于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。由此可見，利用熱塑膜固定患者可有效減小擺位誤差。

表1 不同固定方式下3 組患者的擺位誤差值比較

不同固定方式下3 組患者擺位誤差值的分布圖如圖1 所示?？梢?，3 組患者的擺位誤差值絕大部分在平移方向上≤4 mm，旋轉方向上≤1°。而A、B、C 3組患者的擺位誤差在LR 平移方向上≤1 mm 的占比分別為30.5%、42.9%和37.7%；在SI 平移方向上≤1 mm 的占比分別為28.8%、34.4%和25.1%；在AP平移方向上≤1 mm 的占比分別為26.8%、34.0%和26.4%；在Pitch 旋轉方向上≤1°的占比分別為70.7%、64.1%和84.9%；在Roll 旋轉方向上≤1°的占比分別為44.4%、56.2%和47.2%；在Yaw 旋轉方向上≤1°的占比分別為56.4%、65.4%和62.3%。可見3 組患者的擺位誤差值分布范圍大，無法達到臨床放射治療精確性的要求。

圖1 不同固定方式下3 組患者擺位誤差值的分布圖

經過二維ExacTrac 影像引導系統(tǒng)糾正后，不同固定方式下3 組患者修正后的擺位誤差值詳見表2。最終3 組患者的平移誤差均可以控制為≤1 mm，旋轉誤差均可以控制為≤1°。

表2 不同固定方式下3 組患者修正后的擺位誤差值

3 討論

IGRT 利用先進的影像設備實時監(jiān)控目標靶區(qū)及周圍正常組織的變化，是精準放射治療的先決條件[4-5]。一直以來，千伏級錐形束CT（cone-beam CT，CBCT）影像引導技術被認為是IGRT 技術的代表，該技術所采集的CT 圖像質量接近診斷CT，能以CBCT圖像與定位CT 圖像的高重合度為依據，精確計算獲得擺位誤差。然而CBCT 影像引導技術存在圖像采集時間較長、對患者的輻射相對較高以及其他技術條件限制的問題。Hoogeman 等[6]的研究表明，分次內系統(tǒng)誤差會隨著治療時長的增加而增大。ExacTrac影像引導系統(tǒng)圖像采集速度快，可實現即時X 射線成像，其擁有專利6D 融合技術，在實現快速圖像配準的同時，大大縮短了影像驗證時長[7]。而相對于獲取一張CBCT 圖像給患者帶來的額外輻照劑量（30～50 mGy），ExacTrac 影像引導系統(tǒng)帶來的額外輻照劑量僅為0.33～0.55 mGy，大大地減少了患者額外接收的照射劑量[8]。因此，本研究利用ExacTrac 影像引導系統(tǒng)分別對3 組患者進行位置驗證?？紤]到該系統(tǒng)對骨性組織外的軟組織分辨力較低以及人為因素導致的誤差，配準方式選擇自動配準后手動確認。

現代調強放射治療技術的要求為在最大程度提高腫瘤照射量的同時應最大程度減少周圍正常組織的照射量，然而生理運動、擺位誤差等成為了限制放射治療精度的主要影響因素[9-10]。為了解決這個問題，臨床上通常將臨床靶區(qū)設置至計劃靶區(qū)外擴邊界，以確保目標靶區(qū)能夠得到處方劑量的照射[10]。即便如此，仍然有可能造成射線脫離部分靶區(qū)及危及器官的受量增加，最終導致腫瘤放射治療失敗[11]。吳艷龍等[12]的研究表明，患者放射治療中不采用外固定裝置，僅靠自我控制，移位偏差最大可達2 cm。因此，在下肢腫瘤放射治療前需要對患者進行體位固定。

下肢活動形式相對復雜，放射治療中容易產生內旋、外展等問題，其對臨床中的固定方式提出了更高的要求。臨床中常用的固定方式有丁字鞋[12]、真空負壓墊、熱塑膜、發(fā)泡膠[13]、自制固定器[14]等。其中丁字鞋的固定方式成本低、操作簡單，只需固定患側腳，可有效減少對患者腿部皮膚的擠壓和牽拉，其在臨床下肢固定中發(fā)揮著重要作用[12]。真空負壓墊的固定方式舒適性強，身體貼合度高。高宏等[15]的研究發(fā)現，利用真空負壓墊固定的下肢放射治療患者，連續(xù)4 周的擺位誤差值無明顯差異。熱塑膜通過外覆蓋的方式，能夠控制患者因體位變化引起的擺位誤差，其應用范圍廣[16]，但該方法僅僅適用于照射部位簡單、無皮膚破損且配合度較高的患者。本研究對這3 種常見的固定方式進行了對比分析，發(fā)現熱塑膜固定方式在LR、AP 以及Roll 方向上的擺位誤差值小于丁字鞋及真空負壓墊固定方式（P＜0.05）；丁字鞋固定方式在LR、AP 方向上的擺位誤差小于真空負壓墊固定方式（P＜0.05）。文曉靜等[17]利用CBCT 影像比較丁字鞋固定方式與真空負壓墊固定方式，發(fā)現丁字鞋固定方式具有更小的擺位誤差，與本研究結果一致，但其研究分析并未納入熱塑膜固定方式，而且使用丁字鞋固定存在設計照射視野時要考慮避開健側下肢以及丁字鞋只有簡單的大小號區(qū)分，容易出現不合腳、變形的問題。李瑞蘭等[18]的研究結果顯示真空負壓墊固定方式的擺位效果優(yōu)于熱塑膜固定方式，與本次研究結果不同?？赡艿脑蚴牵海?）我院使用真空負壓墊固定的患者多行動不便，上下床過程中多次擠壓真空負壓墊造成其變形甚至漏氣，且治療過程中可能會出現強迫體位，從而導致擺位重復性變差；（2）不同醫(yī)院真空負壓墊的制作方式存在差異。有研究表明，真空負壓墊的制作方式會對擺位誤差造成影響[19]。

綜上所述，IGRT 能有效減小患者的擺位誤差，考慮到部分患者由于各方面的原因不能每次均在ExacTrac 影像引導系統(tǒng)引導下進行放射治療，因此可通過熱塑膜固定方式提高下肢放射治療中患者體位固定的精確性，推薦臨床體位固定階段優(yōu)先考慮熱塑膜固定方式。下一步研究將圍繞以下2 個方面展開：（1）研究患者治療過程中的移位情況，即分次內誤差對結果的影響；（2）聯合應用多種固定方式進行下肢固定，進一步實現個性化、精準化放射治療。