熱塑膜聯合發泡膠固定技術在宮頸癌放療中的應用價值

劉巍巍，王美嬌，楊敬賢，于松茂，杜乙

北京大學腫瘤醫院暨北京市腫瘤防治研究所放療科/惡性腫瘤發病機制及轉化研究教育部重點實驗室，北京100142

前言

宮頸癌是婦科腫瘤中的常見腫瘤［1］，是發展中國家女性最常見的惡性腫瘤之一，放療是一種重要的治療方法，但其并發癥嚴重影響患者的生活質量［2］。為提高放療的精確性，減輕放療期間患者的不良反應，對放療體位固定的穩定性、擺位誤差的控制提出了更高的要求。由于宮頸癌患者仰臥時腰部曲度的存在，會導致患者在治療時擺位誤差較大［3］。本研究通過發泡膠與熱塑膜的聯合應用來固定腰部曲度，從而減少擺位誤差的發生。本研究根據患者腰部與治療床之間的縫隙選擇發泡膠的用量，這樣不僅減少發泡膠的用量，也能提高患者的舒適性；然后在體表加蓋熱塑膜，減少由于熱塑膜的回縮造成的擠壓導致患者腰部曲度的變化。此外，本研究也將這種固定方式與傳統單純熱塑膜固定的方式相比較，以觀察其固定效果，特別研究其在重復性和穩定性方面是否具有優勢。

1 資料與方法

1.1 儀器設備

西門子大孔徑螺旋CT（Somatom Sensation Open）；瓦里安模擬定位機（ACUITY）；瓦里安醫用直線加速器（TrueBeam）；放療計劃系統（Eclipse）；激光定位系統（LAP Dorado）。均定期檢查上述設備的精確性，保證質量得到控制。

1.2 研究對象

回顧性分析2017年5月～7月在北京大學腫瘤醫院接受旋轉容積調強放療（Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT）的宮頸癌患者27例，年齡31～70歲，平均年齡55歲，中位年齡57歲。按照固定方式的不同，將其分為A組（n=13）和B組（n=14）。

1.3 體位固定

A 組患者采用熱塑膜聯合發泡膠固定的方式。模具制作前囑患者提前1 h排空大小便，飲水500 mL，憋尿1 h后方可制作模具。模具制作時，囑患者去除衣物暴露病變部位，仰臥于orfit一體板上，并用雙手抱肘置于額頭，會陰部放置分腿器，雙側膝下加半圓形膝下墊，先在其腰部制作一塊大小約30 cm×30 cm的發泡膠墊，待其完全成形后，再在患者體表使用盆部熱塑網膜固定，完成后聯合使用發泡膠和盆部熱塑膜在患者身上做好擺位標記（圖1和2）。B組患者只在體表采用盆部熱塑網膜固定（圖2），模具制作前準備及體位同A組。

1.4 CT定位圖像采集

將患者固定在適當的位置，使用與模具制作時相同的姿勢，在CT掃描前1 h排空尿液，做好腸道準備，飲水500 mL，憋尿1 h。使用西門子SOMATOM Sensation Open大孔徑CT對A組和B組患者進行掃描采集圖像，利用LAP激光燈系統在熱塑膜上方及兩側做好3個“十”字標記（圖3）。粘貼直徑為2 mm鉛點，并以此標記作為參考原點。CT 掃描參數：120 kV、190 mAs、Pitch 0.9、Acq.24×1.2 mm，層厚5 mm，掃描范圍為胸10椎體上緣到會陰部。掃描完成后傳入計劃系統進行靶區勾畫，制作計劃。

圖1 發泡膠Fig.1 Styrofoam

圖2 盆部熱塑膜Fig.2 Pelvic thermoplastic film

圖3 激光定位圖Fig.3 Laser-beam positioning map

1.5 CBCT圖像的采集

利用Varian Eclipse計劃系統制作計劃，根據給定的治療中心進行復位，并于患者的體表和模具的表面做好合適的標記。當患者接受瓦里安TrueBeam治療時，根據患者體表和模具表面的標記進行精確擺位。通過加速器自帶的OBI影像系統進行CBCT圖像采集，并通過計算機自動配準和手動矯正骨性標志［4］的方法進行誤差分析，保證在x（左右）、y（升降）和z（進出）方向上實現最優重疊。只有當配準產生前后（Vrt）、左右（Lat）、頭腳（Lng）和床轉角（Rtn）方向的數值達到允許范圍內方可治療。此后每周進行1次位置驗證。

1.6 擺位誤差測量

錐形束CT（CBCT）在連續旋轉的過程中，不斷采集圖像，再經過Feldkamp 反投影算法進行重建［5］，從而獲得掃描部位的CT 影像。CBCT 圖像和CT 定位圖像由瓦里安設備所提供的軟件進行配比，分別測得Vrt、Lat、Lng 和Rtn 這4 個方向的數值。所有患者每5 次治療拍攝一次CBCT 驗證，如誤差大于5 mm，需重新擺位；達到5 mm 以內方符合治療標準。A組共計62次CBCT，B組共計71次CBCT。

1.7 統計學方法

采用SPSS 19.0 統計軟件對數據進行統計學分析。系統誤差用平均值表示，隨機誤差用標準差表示。擺位誤差數據分布情況以率（%）表示。兩組數據的均數比較采用t檢驗；分布率采用卡方檢驗。取α=0.05為檢驗水準。

2 結果

分析A組62次和B組71次的CBCT數據，A組在Vrt、Lat、Lng 和Rtn 這4 個方向上的擺位誤差分別為（0.09±0.10）、（0.09±0.08）、（0.12±0.11）cm和0.58°±0.73°；B組分別為（0.14±0.12）、（0.09±0.13）、（0.19±0.14）cm和0.69°±0.62°。Vrt和Lng方向上，兩種固定方法的擺位誤差有顯著性差異（P=0.018,0.002）。詳見表1。

表1 兩種固定方法的擺位誤差的比較（±s）Tab.1 Comparison of setup errors between two kinds of fixations(Mean±SD)

表1 兩種固定方法的擺位誤差的比較（±s）Tab.1 Comparison of setup errors between two kinds of fixations(Mean±SD)

Vrt：前后；Lat：左右；Lng：頭腳；Rtn：床轉角

組別A組B組t值P值CBCT次數62 71 Vrt/cm 0.09±0.10 0.14±0.12 2.428 0.018- -Lat/cm 0.09±0.08 0.09±0.13 0.143 0.674 Lng/cm 0.12±0.11 0.19±0.14 3.247 0.002 Rtn/°0.58±0.73 0.69±0.62 1.011 0.316

所有Vrt、Lng和Lat方向的誤差絕對值均小于5 mm，符合治療標準。有研究報道，在放射治療療程中，擺位誤差達到3 mm 時，療效會下降3.3%；擺位誤差達到5 mm 時，療效會下降18.4%［6］。為更好地分析放療的誤差分布，本研究設定3 mm為標準，以絕對值≤3 mm 和＞3 mm 為區間，統計A 組和B 組的誤差分布。由表2可見，兩種固定方法在3個方向上的擺位誤差大部分控制在3 mm 以內，滿足精確治療的要求。兩種固定方法在Lat方向上無統計學意義，在Vrt和Lng方向上具有統計學意義（P=0.034,0.012）。

3 討論

表2 兩種固定方法擺位誤差的分布情況Tab.2 Distribution of setup errors in two kinds of fixations

擺位誤差是指患者治療體位與計劃時體位之間的差別［7］。擺位誤差的存在會導致放療精度降低，影響臨床效果。對于危及器官而言，擺位誤差會增加對腫瘤周圍正常組織器官造成不必要的放射性損傷。根據來源，擺位誤差可分為系統誤差與隨機誤差［8］。系統誤差來源于設備精度的變化，包括激光燈誤差、機械誤差、加速器誤差等，具有規律性和可重復性；隨機誤差主要與患者在擺位過程中體位的不自主移動和技術員的操作不恰當有關，具有隨機性［9］。對于宮頸癌的放療，患者皮膚標記的模糊和體重的變化會隨著治療時間持續而誤差變大。宮頸癌患者在放療過程中可以通過憋尿，以減少膀胱炎癥的發生率［10］，因此病人憋尿的穩定性也會對擺位誤差產生影響。在整個宮頸癌的治療過程中，需要進行持續觀察和系統誤差的校正。

CBCT 圖像能夠準確清楚地呈現治療范圍內的腫瘤及周圍正常組織器官的三維結構變化［11］。CBCT成像清晰、操作方便、自動化程度高，相較于傳統的EPID 更容易清楚地獲取擺位誤差［12-13］。CBCT對于分析宮頸癌病人的擺位誤差具有重要意義。本研究通過回顧性分析CBCT 采集的數據，發現兩種固定方法在Lat 和Rtn 方向上的差異無統計學意義；利用熱塑膜聯合發泡膠進行固定病人在Vrt、Lng 方向上均較單獨使用熱塑膜固定有更好的穩定性。兩種固定方法的擺位誤差存在差異的原因可能與以下幾個因素有關：（1）患者腰椎本身存在曲度。背部使用發泡膠同時腹部使用熱塑膜聯合固定，可以很好地限制病人由于腹部加壓而造成的曲度的改變，從而更好地限制Vrt 方向上的移動。（2）宮頸癌病人在治療過程中均需憋尿。現采用的是固定時間憋尿的辦法，由于膀胱、直腸作為危及器官，在受到射線照射后，存在膀胱炎癥及直腸炎的可能性［14-16］。隨著治療時間的延長，患者每次憋尿能力會發生下降，單純熱塑膜固定的患者會為減少來自腹部的壓力而被動發生骨盆后傾，改變腰骶部曲度，從而導致Vrt 方向上的誤差增大。（3）宮頸癌患者均為女性，體脂比相對較高，臀部作為皮下脂肪儲存的重要位置，部分患者由于同步放化療的進行，可能導致體重下降，皮下脂肪減少［17］，從而導致單純熱塑膜固定時Vrt 方向誤差值的變化相對較大［18-20］。（4）患者采用雙手抱肘置于額頭的姿勢仰臥，使身體處于反弓狀態，由于抱肘的位置不固定，從而使患者反弓程度不一致，導致單純使用熱縮膜固定時Vrt 方向上的誤差較大。（5）患者定位時背部肌肉較緊張，導致腰骶部曲度較大，隨著治療時間的延長，患者逐漸放松，單純熱塑膜固定時，患者由于背部沒有支撐，會導致Vrt 后方向上誤差變大［21-22］。（6）單純熱塑膜固定時，患者Lng 方向上的固定主要依靠體表定位線與體板中線對齊以及會陰部的分腿器固定，而采用熱塑膜聯合發泡膠固定的患者由于增加了腰部發泡膠的固定，從而使Lng方向上發生位移的可能性變小。

綜上所述，對于宮頸癌患者Vrt 和Lng 方向上的固定，熱塑膜聯合發泡膠固定均優于單純使用熱塑固定。在采用熱塑膜聯合發泡膠固定中，本研究均選取體型相對勻稱的患者，過度肥胖者由于體型過寬、體重過重，發泡膠不足以支撐，且皮下脂肪過多患者在使用熱塑膜聯合發泡膠固定時，可能會因為擠壓而導致體表標記線移位，從而不利于擺位治療的進行。因此在宮頸癌患者接受VMAT 時，固定方法的選擇要根據病人體型的大小、患者的耐受程度、計劃制作的實用性、治療實施的可行性和重復性等諸多因素進行綜合考慮，從而來選擇更適用于患者的固定方式，從而達到放療的個性化需求。