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不同固定技术对食管癌放射治疗精度的影响.pdf
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1、临床研究,5BME&Clin Med,September 2023,Vol.27,No.5生物医学工程与临床2 0 2 3年9 月第2 7 卷第5期网络出版时间:2 0 2 3-0 8-2 513:0 0:35 D0I:10.13339/j.c n k i.s g l c.2 0 2 30 8 2 2.0 0 7网络出版地址:https:/ 选择食管癌患者 144 例,其中男性 6 8 例,女性 7 6 例;年龄 42 7 7 岁,平均年龄 6 0.5 岁(标准差 13.4 岁);临床分期I期42 例,I期6 5例,期37 例。随机分为在线红外引导改良一体板联合颈胸膜固定组(试验组)7 2 例
2、,三维激光灯引导真空垫+翼型板固定组(对照组)7 2 例。运用 Elekta Synergy直线加速器机的锥形束 CT(CBCT)对两组患者体位进行扫描,借助X射线容积成像系统对CBCT图像与定位 CT图像进行配准得出摆位误差后对其进行统计学分析。结果试验组在X、Y、Z轴向平移误差为(1.7 6 0.9 9)mm、(1.450.7 8)mm、(1.38 0.8 1)mm,最大值为3.5mm、3.7 mm、5.2mm,验证通过率为9 8.6 1%、10 0.0 0%、9 8.6 1%;旋转误差为(1.37 0.9 0)(1.2 50.7 8)、(1.39 0.9 0),最大值为2.53.63.7
3、,验证通过率为9 8.6 1%、10 0.0 0%、9 7.2 2%。对照组在X、Y、Z轴向平移误差为(1.9 51.0 7)mm、(2.0 8 1.40)mm、(2.2 31.0 8)mm,最大值为5.5mm、6.4mm、5.3mm,验证通过率为9 7.2 2%9 3.0 6%9 7.2 2%;在X、Y、Z轴向旋转误差为(1.7 6 0.8 6)(1.6 0 0.7 8)(1.6 41.0 1),最大值为3.8 3.4、4.0,验证通过率为9 5.8 3%、9 8.6 1%、97.22%。试验组与对照组摆位误差比较,在平移误差X轴向与旋转误差Z轴向差异无统计学意义(P0.05),但在平移误差
4、Y、Z轴向与旋转误差X、Y轴向差异有统计学意义(P 0.05),but there was significant difference between translation error Y,Z and rotation error X,Y(P0.05)。1.2方法1.2.1改良一体板联合颈胸膜固定方法改良一体板可通过加长常规头颈肩面罩底板、加装体板卡槽与手部抓杆,使其能够对头、颈、胸、腹,盆等部位进行固定。食管癌放疗患者固定器制作时,患者仰卧于改良一体板上,调节头枕型号使头部处于舒适体位;根据患者体型调整手部抓杆位置使患者上肢自然、舒适外展;将颈胸膜烫软对患者体位进行固定,待其完全冷却后取
5、下并安装红外定位小球,制作好的颈胸膜放置1 2 d方可定位。见图1。图1运用改良一体板联合颈胸膜固定食管癌患者示意图Fig.1Schematic diagram on-line infrared guided modifiedintegrated plate combined with cervical pleural fixation in patientwith esophageal carcinoma1.2.2CT模拟定位患者行CT模拟定位前,予食管吞钡检查评估食管黏膜破坏长度。运用荷兰飞利浦BrillianceTMBigBoreCT模拟定位机进行定位扫描,扫描层厚5mm,电压12 0
6、kV,扫描范围上界为下颌骨下缘,下界肝脏下缘,将扫描定位CT图像传送至放疗计划系统中1.2.3放疗计划设计通过定位CT与PET-CT、M R I影像进行融合勾画靶区与正常组织。Monaco放疗计划系统(treatmentplanningsystem,TPS)对患者的原发灶和淋巴引流区域采取IMRT或VMAT放疗技术。肿瘤靶区(grosstumor volume,GTV)由原发灶(primary gross tumor vol-ume,GTVp)和转移淋巴结(lymph node gross tumor vol-ume,GTVn)组成。临床靶区(clinical targetvolume,CTV
7、)为GTVp前后、左右外放5 6 mm,上下外放30 mm,GTVn各方向外放5 6 mm,并根据靶区外放后情况做适当调整。计划靶区(planning targetvolume,PTV)为CTV向外放10 mm。正常组织剂量限值:脊髓Dmax45Gy,心脏V4030%,肺V2030%,肝脏的BME&ClinMed,September2023,Vol.27,No.5生物医学工程与临床2 0 2 3年9 月第2 7 卷第5期V3030%。1.2.4放疗摆位摆位时,试验组患者平躺于改良一体板上、双手上举握固定杆,通过调整患者体位使体表标记线与改良一体板相对刻度位置重合,并通过OPS确认治疗中心。对照
8、组患者进行真空垫+翼型板常规摆位后,通过三维激光灯确认治疗中心。所有患者通过ElektaSynergy直线加速器机架旋转36 0 进行锥形束CT(conebeamCT,CBCT)图像扫描,扫描电压12 5kV,扫描电流10 35mAs,标准扫描剂量1.54cGy,对照组与试验组 CBCT各7 2 次,1.2.5摆位误差测量借助X射线容积成像系统并参考杨定强等对胸部放疗患者采取气管隆结合主动脉弓为匹配点可以提高配准精度的观点,结合GTV、重要器官、骨结构等进行匹配,得到六维方向的摆位误差分别以平移-X、平移-Y、平移-Z、旋转-X、旋转-Y、旋转-Z表示。设定平移误差T5mm、旋转误差R3为允许
9、误差范围,对未在允许范围内的摆位误差通过移床或重新摆位进行纠正后方可治疗1.3统计学方法应用SPSSAU软件进行统计分析。计量资料呈正态分布,采用t检验,以均数标准差表示;呈偏态分布,采用非参数检验,以中位数和四分位数间距表示。P50,采用Kolmogorov-Smirnov进行正态性检验。人组数据均成正态分布(P0.05)。2.2摆位平移误差比较试验组平移误差在X、Y、Z轴向分别为(1.7 6 0.99)mm、(1.450.7 8)m m(1.38 0.8 1)m m,最大值分别为3.5mm、3.7 mm、5.2 mm,验证通过率分别为98.61%、10 0.0 0%、9 8.6 1%。对照
10、组平移误差在X、Y、Z轴向分别为(1.9 51.0 7)mm、(2.0 8 1.40)mm、(2.231.08)mm;最大值分别为5.5mm、6.4mm、5.3mm;验证通过率分别为9 7.2 2%、9 3.0 6%、97.22%。试验组与对照组摆位平移误差比较,在X轴向差异无统计学意义(P0.05),在Y、Z轴向差异有统计学意义(P0.05),在X、Y轴向差异有统计学意义(P0.05)。见图3、表2。4.54.03.53.02.52.01.51.00.50试验组-试验组-试验组-对照组-对照组对照组-旋转-X旋转-Y旋转-Z旋转-X旋转-Y旋转-Z图3试验组与对照组摆位旋转误差箱线图Fig.
11、3 Box charts of rotation set-up error of experimental groupand control groupBME&ClinMed,September2023,Vol.27,No.5578生物医学工程与临床2 0 2 3年9 月第2 7 卷第5期表2 试验组与对照组摆位旋转误差比较Tab.2 Comparison of rotation set-up error between experimentalgroup and control group轴向试验组对照组tP旋转-X/()1.37 0.901.76 0.862.690.01旋转-Y/()1.
12、25 0.781.60 0.78-3.250.00旋转-Z/()1.39 0.901.64 1.011.650.103讨论在肿瘤放疗中,摆位误差是影响治疗靶区精度的关键因素,较大的摆位误差不但会降低治疗效果,而且会增加肿瘤复发和放疗并发症的风险。放疗摆位误差分为系统误差和随机误差,现有研究7 9 表明系统误差会导致靶区剂量曲线偏移,随机误差则造成靶区边缘剂量模糊。食管癌患者放疗通过CBCT对治疗摆位误差进行验证,来减少随机摆位误差,然而每次治疗前进行CBCT不但会造成患者因成像剂量增加辐射致癌的风险,还会使验证球管老化,增加机器故障率。OPS作为一种非侵人性验证、引导摆位技术,通过在患者热塑膜
13、上安装6 个红外反光定位球,借助TPS得到反光定位球与治疗中心之间的几何位置关系。治疗时,OPS实时测量出反光定位球坐标值,计算出摆位误差,从而实现摆位验证及引导。OPS在鼻咽癌放疗中应用研究10 13 表明其可以提高治疗摆位精度和降低CBCT使用频率,但在食管癌放疗中应用未见报道。目前,食管癌固定方式主要以体膜、真空垫+翼型板、头颈肩面罩固定为主。张文陆等14通过体膜固定与头部U型面膜联合体膜固定比较认为,头部U型面膜联合体膜固定能够提高患者头脚方向的摆位精度;魏文存等15 研究表明,头颈肩面罩固定比单纯体膜固定利于提高胸部肿瘤放疗患者治疗精度;由此可见,在食管癌放疗中通过对患者头部固定能够
14、提高治疗准确度。姜树坤等16 研究认为,翼型板联合真空垫固定效果比单一真空垫、体膜更好;相关研究17,18 证实运用热塑膜对食管癌患者体部及手臂进行固定的摆位重复性与准确性更高;因此,通过对患者手臂上举固定能够减少摆位误差及手臂照射剂量。结合头颈肩固定头部、翼型板固定手臂、体膜固定体部等优点,笔者研究通过改良一体板联合颈胸膜对头、颈、胸及手臂进行固定,既符合食管癌放疗位置固定要求,又可以在颈胸膜上加装红外定位小球来引导摆位,研究结果表明其摆位误差和旋转误差在X、Y、Z轴向均值分别为1.7 6 mm、1.45mm、1.38 mm、1.37、1.2 5、1.39,不但小于笔者研究的翼型板+真空垫固
15、定组,而且好于姜树坤等研究。然而,运用OPS改良一体板联合颈胸膜进行体位固定需要注意:OPS容易受颈胸膜变形影响;患者治疗线都在患者颈胸膜上,定位时务必使患者处于放松状态以免影响治疗摆位;定位时,需要确定患者与改良一体板相对位置;放疗疗程漫长,需要对患者体质指数进行监控;需要定期对固定器材进行质控评估。综上所述,OPS引导下食管癌放疗患者采用改良一体板联合颈胸膜进行体位固定能够减少摆位误差,提高摆位稳定性,减少CBCT应用次数,有利于患者治疗准确实施。参考文献:1 J Guo X,Mao R,Liu B,et al.Study on esophageal cancer radio-therap
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