吳達軍，陳朝江，張栓千，李崇國，張顯明

610041 成都， 航空工業(yè)三六三醫(yī)院 體部伽瑪?shù)吨委熓?/p>

體部立體定向放療(stereotactic body radiotherapy，SBRT)是利用立體定位技術和特殊射線裝置將多源、多線束或多野三維空間聚焦的高能射線聚焦于體內(nèi)的某一靶區(qū)，使病灶組織受到高劑量照射和周圍正常組織受量減少，從而獲得臨床療效高且不良反應少的一類放療技術的總稱。SBRT具有精確性高、分次劑量高、適形度高及治療次數(shù)少“三高一少”的特點,已經(jīng)廣泛用于早期肺部癌[1]、肝癌[2]、寡轉(zhuǎn)移[3]等實體腫瘤，成為現(xiàn)代放療技術的熱點。體部伽瑪?shù)妒侵袊灾餮邪l(fā)的一種立體定向伽瑪射線放射治療系統(tǒng)，在體部實體腫瘤中臨床應用近20年,是體部腫瘤SBRT治療的有效工具，其在肺[4-5]、肝[6-7]、胰腺[8]、腎上腺[9]等實體腫瘤中臨床療效確切；由于其一直沿用體部N型立體定位框技術，缺乏有效的圖像引導定位系統(tǒng)，備受腫瘤放療界爭議。隨著圖像引導定位技術(image guided positioning technology，IGPS)及體部伽瑪?shù)对O備的發(fā)展與進步，2014年圖像引導體部伽瑪?shù)堕_始用于臨床，我院于2016年10月引進圖像引導體部伽瑪?shù)?。目前關于圖像引導體部伽瑪?shù)稊[位誤差分析的臨床報道極少[10-12]，為了分析圖像引導定位系統(tǒng)在體部伽瑪?shù)兜姆执伍g擺位精度及其影響因素，本文對我院接受圖像引導體部伽瑪?shù)吨委煹?11例體部實體腫瘤的分次間擺位數(shù)據(jù)進行了回顧性分析，現(xiàn)報告如下：

1 資料及方法

1.1 一般資料

2016年10月1日至2017年07月13日收治的211例患者，其中男性156例，女性55例；中位年齡61歲(16～86歲)；KPS評分60～100分；肺癌89例，肝癌62例，胰腺癌13例，食管癌10例，直腸癌8例，結(jié)腸癌7例，其它腫瘤22例。按治療靶區(qū)所在部位不同分為頭頸組10例、胸部組100例、腹部組101例。

1.2 體位固定、CT定位、計劃設計和圖像引導定位

使用增強CT、MRI、PET-CT明確病灶位置；根據(jù)病灶位置臨近前、后皮膚深度不同，結(jié)合體部伽瑪?shù)蹲陨碓O備機械限制，患者治療體位選擇仰臥位或俯臥位；采用真空負壓袋固定患者治療體位，雙上肢置于頭頂，部分患者因醫(yī)學原因(如：肩關節(jié)病變等)不能上舉而選擇雙上肢置于體側(cè)；為減少呼吸動度對靶區(qū)位置的影響，腹部組仰臥位中部分患者采用帶刻度的腹帶固定于劍突與肚臍之間。

體部伽瑪?shù)秾Ｓ皿w部N型立體定位系統(tǒng)進行體表定位，記錄體表定位參數(shù)；采用東芝16排螺旋CT進行在自由呼吸狀態(tài)下定位CT掃描(層厚2mm,層間距2mm)，掃描完成后記錄N型框Z值讀數(shù)，用于治療計劃坐標重建。

將CT定位數(shù)據(jù)經(jīng)PACS系統(tǒng)上傳至圖像引導體部伽瑪?shù)吨委熡媱澫到y(tǒng)(OUR-QGD/B-C)，建立治療計劃坐標、勾畫體表輪廓、勾畫大體腫瘤體積(gross target volume,GTV)及危及器官，在GTV基礎上外擴5mm為計劃靶體積(planning target volume,PTV)，以50%等劑量曲線包繞95%以上PTV。根據(jù)治療目的不同，以50%等劑量曲線為參考劑量曲線，給予單次處方劑量平均為300cGy(280～500cGy)，每日1次，周一至周五照射，共計10～14次。在鄰近靶區(qū)的骨性解剖區(qū)域(常用鄰近椎體區(qū)域)，選擇二維-二維(2D-2D)圖像配準的定位參考點和感興趣區(qū)，如圖1、2所示。

將確認后治療計劃經(jīng)局域網(wǎng)上傳至圖像引導體部伽瑪?shù)犊刂葡到y(tǒng)，每次治療前均采用圖像引導定位、校正、驗證[13]，圖1和圖2分別為校正前和校正后圖像引導定位獲得的擺位誤差。在左右[left to right(L/R)(X)]、前后[anterior to posterior(A/P),(Y)]、頭尾[cranial to caudal (C/C)(Z)]三個方向上校正后的剩余擺位誤差均≤2mm，認為滿足臨床要求，方可治療。

圖1 校正前初始擺位誤差Figure 1. Initial Setup Errors before Correction

圖2 校正后剩余擺位誤差Figure 2. Residual Setup Errors after Correction

1.3 擺位誤差數(shù)據(jù)采集

1.4 統(tǒng)計方法

用SPSS 20.0版軟件進行數(shù)據(jù)分析，計算所有患者校正前、后擺位誤差的均值和標準差及制作散點圖；校正前、后擺位誤差組組間比較，為配對設計研究，采用比較均值的配對樣本t檢驗(當樣本量>1 000時，執(zhí)行Bootstrap)；針對校正前擺位誤差、校正后擺位誤差分別進行影響因素單因素分析，為兩樣本均數(shù)比較，采用比較均值的獨立樣本t檢驗，檢驗水準P=0.05。

2 結(jié) 果

2.1 圖像引導定位情況

圖像引導定位分次數(shù)頭頸組為146次，胸部組為 1 325次，腹部組為1 367次。

2.2 校正前、后擺位誤差總體結(jié)果

211例患者2 838分次圖像引導校正前、校正后擺位誤差的統(tǒng)計結(jié)果見表1，經(jīng)圖像引導校正后，在3個方向上的剩余擺位誤差及總體誤差明顯減少，主要集中于2mm范圍以內(nèi)。

圖3為在左、右方向上校正前、后擺位誤差值的散點圖分布情況，從中可以看出校正后擺位誤差值集中于2mm范圍以內(nèi)；圖4為在前、后方向上校正前、后擺位誤差值的散點圖分布情況，從中可以看出校正后擺位誤差值集中于2mm范圍以內(nèi)；圖5為在頭、尾方向上校正前、后擺位誤差值的散點圖分布情況，從中可以看出校正后擺位誤差值集中于2mm范圍以內(nèi)；圖6為三個方向上OSE的三維空間散點圖分布情況，從中可以看出校正后綜合偏離值較校正前明顯減少。

表1、圖3～6數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)圖像引導定位后，擺位誤差精度明顯提高，其差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。

從表2數(shù)據(jù)校正前、后擺位誤差結(jié)果顯示，頭頸組、胸部組在頭尾方向上差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),在剩余方向以及OSE上差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；腹部組在三個方向、OSE上差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

表1 校正前、校正后的擺位誤差統(tǒng)計結(jié)果(均值±標準差)Table 1. Setup Errors before and after Correction (Mean±Standard Deviation)

L/R (X): Left-right direction; A/P (Y): Anterior-posterior direction; C/C (Z): Cranial-caudal direction; OSE: Overall setup error.

圖3 校正前、校正后L/R(X)方向擺位誤差比較Figure 3. Setup Errors in the L/R (X) Direction before and after CorrectionAbbreviations as indicated in Table 1.

圖4 校正前、校正后A/P(Y)方向擺位誤差比較Figure 4. Setup Errors in the A/P (Y) Direction before and after CorrectionAbbreviations as indicated in Table 1.

圖5 校正前、校正后C/C(Z)方向擺位誤差比較Figure 5. Setup Errors in the C/C (Z) Direction before and after CorrectionAbbreviations as indicated in Table 1.

圖6 校正前、校正后的總體擺位誤差比較Figure 6. Overall Setup Errors before and after Correction

表2 三組校正前、校正后的擺位誤差統(tǒng)計結(jié)果(均值±標準差)Table 2. Setup Errors before and after Correction in Three Groups (Mean±Standard Deviation)

Abbreviations as indicated in Table 1.

2.3 影響因素分析

本研究頭頸組患者例數(shù)少，僅10例，而胸部組100例和腹部組101例，同時頭頸組體位為仰臥位、雙手放于體側(cè)；因此，本研究擬分析胸部組及腹部組擺位誤差的主要影響因素：治療體位、雙上肢位置。

2.3.1 治療體位對校正前、后擺位誤差的影響(表3) 在胸部組中，仰臥位的校正前擺位誤差中在前后方向、頭尾方向、OSE上優(yōu)于俯臥位(P<0.01)，而在左右方向上其差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；仰臥位的校正后擺位誤差在前后方向、OSE上優(yōu)于俯臥位(P<0.01)，而在左右方向、頭尾方向上其差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

在腹部組中，仰臥位的校正前擺位誤差中在左右方向、頭尾方向、OSE上優(yōu)于俯臥位(P<0.05)，而在前后方向上其差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；仰臥位的校正后擺位誤差在左右方向、頭尾方向、OSE上優(yōu)于俯臥位(P<0.01)，而在前后方向上其差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

表3 仰臥位與俯臥位校正前、校正后擺位誤差比較(均值±標準差)Table 3. Setup Errors before and after Correction in Supine and Prone Group (Mean±Standard Deviation)

＊Approximate t test was used for pairwise comparison among the groups with heterogeneity of variance, and t’ was used to indicate the statistics in this case.

Abbreviations as indicated in Table 1.

2.3.2 雙上肢位置對校正前、后擺位誤差的影響(表4) 在胸部組，雙上肢置于頭頂者的校正前擺位誤差中在左右方向、前后方向上優(yōu)于置于體側(cè)者(P<0.01)，而在頭尾方向、OSE上其差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；雙上肢置于頭頂者的校正后擺位誤差在左右方向、頭尾方向上優(yōu)于置于體側(cè)者(P<0.05)，而在前后方向、OSE上其差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

在腹部組，雙上肢置于頭頂者的校正前擺位誤差中在左右方向、頭尾方向、OSE上優(yōu)于置于體側(cè)者(P<0.05)，而在前后方向上其差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；雙上肢置于頭頂者的校正后擺位誤差在左右方向、前后方向、頭尾方向、OSE上與置于體側(cè)者的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

表4 雙上肢兩種固定位置校正前、校正后擺位誤差比較(均值±標準差)Table 4. Setup Errors before and after Correction with Two Methods to Fix Both Upper Limbs (Mean±Standard Deviation)

＊Approximate t test was used for pairwise comparison among the groups with heterogeneity of variance, and t’ was used to indicate the statistics in this case.

Abbreviations as indicated in Table 1.

2.3.3 腹帶對校正前、后擺位誤差的影響(表5) 腹部組仰臥位患者中，部分患者為限制呼吸動度使用帶刻度腹帶。有腹帶者的校正前擺位誤差中在前后方向、頭尾方向上劣于無腹帶者(P<0.05)，而在左右方向、OSE上其差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；有腹帶者的校正后擺位誤差在左右方向、前后方向、頭尾方向、OSE上與無腹帶者有差異，但無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

表5 腹帶有無校正前、后擺位誤差比較(均值±標準差)Table 5. Setup Errors before and after Correction with and without Abdominal Belt (Mean±Standard Deviation)

＊Approximate t test was used for pairwise comparison among the groups with heterogeneity of variance, and t’ was used to indicate the statistics in this case.

Abbreviations as indicated in Table 1.

3 討 論

本研究所采用的國產(chǎn)IGPS圖像引導定位系統(tǒng)基于X射線立體平面成像技術，其原理[13]與國際上使用的成熟IGRT技術(美國Accuray公司CyberKnife、德國Brainlab公司Exrac Trac)基本相同，通過兩個kV級X射線投影圖像和治療計劃的CT圖像的二維-三維(2D-3D)圖像配準，根據(jù)圖像相似性測量原理[16]，計算患者擺位誤差，在線校正、驗證患者擺位，以實現(xiàn)對患者精確定位。

本研究結(jié)果顯示(表1、圖3～6)，211例患者2 838分次擺位經(jīng)圖像引導定位系統(tǒng)校正后在左右方向、前后方向、頭尾方向和總體的剩余擺位誤差，均明顯減少，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，OSE的均值由校正前的6.24mm減小至校正后的1.07mm，減少5mm之多；在頭頸組、胸部組、腹部組在OSE上校正前、后擺位誤差均有明顯減少，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。因此，通過圖像引導定位系統(tǒng)在線定位、校正、驗證，明顯減少了體部伽瑪?shù)兜姆执伍g擺位誤差。

本研究部分患者病灶部位靠后，限于體部伽瑪?shù)兜淖陨頇C械限制，選擇俯臥位。治療體位對擺位誤差的影響結(jié)果顯示(表3)，不管胸部組還是腹部組，校正前、后擺位誤差在OSE上，仰臥位優(yōu)于俯臥位(P<0.01)。Mulliez等[17]報道242例乳腺癌患者全乳腺照射時擺位誤差結(jié)果表明，體重指數(shù)與仰臥位在頭腳方向的擺位誤差相關，與俯臥位在前后方向、左右方向的擺位誤差相關(P<0.05)。分析其原因可能為：1)俯臥位時胸腰椎體隨呼吸動度相對于仰臥位動度更大；2)仰臥位患者的舒適度好于俯臥位，體位重復性更好；3)肥胖患者俯臥位腹部及胸部與負壓袋接合時變形大等。因此，推薦患者盡可能選擇仰臥位，更有利提高治療精度。

本研究部分患者因醫(yī)學原因(如：肩關節(jié)病變等)不能上舉而選擇雙上肢置于體側(cè)。雙上肢固定位置對擺位誤差的影響結(jié)果顯示(表4)，胸部組校正前、后OSE上差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；而腹部組經(jīng)圖像引導定位后雙上肢固定位置對OSE的影響也無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。因此，圖像引導定位系統(tǒng)的引入，有助于減少雙上肢固定位置對OSE影響，有利于選擇更好的舒適治療體位，保證治療精度。

由于體部伽瑪?shù)蹲陨碇委熆臻g有限，無法采用ABC或呼吸門控、四維定位CT等[18]方式減少呼吸動度帶來的靶區(qū)動度影響；結(jié)合體部伽瑪?shù)蹲陨硖攸c及可行性，采用帶刻度的腹帶在腹部限制呼吸動度，這是否影響分次間擺位誤差精度，一直是臨床關注的熱點問題。腹帶對擺位誤差的影響結(jié)果(表5)顯示，校正前擺位誤差在前后方向和頭尾方向上差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，但在校正前OSE、校正后各個方向及OSE差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。因此，圖像引導定位系統(tǒng)的引入，可以減少腹帶對擺位誤差的影響。

本研究不足之處，在于尚未對圖像配準點選擇、不同部位曝光條件、DR圖像質(zhì)量、不同治療技師水平、不同CT掃描條件、DRR圖像質(zhì)量、轉(zhuǎn)角誤差校正等進行研究，在以后將進一步開展相關研究。

總之，基于kV級X射線立體平面成像技術的圖像引導定位系統(tǒng)，與體部伽瑪?shù)督M合使用，升級為圖像引導體部伽瑪?shù)?，極大地提高了體部伽瑪?shù)兜臄[位驗證精度，滿足SBRT治療的臨床要求。

作者聲明：本文全部作者對于研究和撰寫的論文出現(xiàn)的不端行為承擔相應責任；并承諾論文中涉及的原始圖片、數(shù)據(jù)資料等已按照有關規(guī)定保存，可接受核查。

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