調強放療擺位誤差的研究進展*

張 超 綜述，楊 健 審校

(1.承德醫學院，河北承德 067000；2.承德醫學院附屬滄州市人民醫院，河北滄州 061000)

放療作為惡性腫瘤的主要治療手段之一，在許多惡性腫瘤的治療中有著不可取代的地位，美國有超過60%惡性腫瘤患者接受放療[1]。為達到最佳的治療效果，放療技術需最大限度地將放射線的劑量集中在病變組織(即放療靶區)內，同時使靶區周圍正常組織或器官盡可能少受或免受照射。調強放療(intensity modulated radiation therapy,IMRT)是一種高精度的放療技術，可以提高腫瘤靶區劑量及局部控制率，同時降低周圍正常組織的受照劑量。放療過程中患者的擺位誤差是影響IMRT高精度的關鍵因素之一，如果不能將擺位誤差控制在允許的范圍內，IMRT的優勢將難以體現。本文現對IMRT擺位誤差作一綜述。

1 圖像引導放療技術(image-guided radiotherapy,IGRT)

IGRT可以利用分次治療擺位時和(或)治療中采集的圖像和(或)其他信號，引導此次治療和(或)后續分次治療。

IGRT可以提高擺位時的精確度，同時有利于靶區周圍正常組織及器官的保護，是減少擺位誤差的有效方式。在對前列腺癌患者的研究發現，與非IGRT比較，每日IGRT可降低患者急性和晚期胃腸道毒性和泌尿生殖道毒性，同時降低放療的失敗率[2]。ZHONG等[3]在頭頸部腫瘤研究中發現，沒有IGRT引導的情況下，40.8%的腫瘤組織將偏離靶區5 mm以上。

利用IGRT監測擺位誤差，并得到擺位誤差的變化規律，通過統計來指導腫瘤臨床靶區(CTV)的外放邊界，可以更精準地保障腫瘤組織得到要求的處方劑量，同時減少周圍正常組織的受照劑量。一項納入60例頭頸部腫瘤患者的研究收集了360個錐形束CT(CBCT)圖像，發現左右、上下、前后方向上擺位誤差范圍為0～9、0～5、0～10 mm，左右、上下、前后方向大于3 mm擺位誤差頻率為3.9%、8.0%和15.5%，由此得出CTV外擴3～5 mm足夠安全[4]。時勇等[5]利用CBCT于第1、10、20次治療前采集60例中上段食管癌患者的CBCT圖像，得出擺位誤差在左右、上下、前后方向分別為(2.93.±2.24)、(3.81±2.31)和(2.41±1.65)mm，由此計算出胸腹熱塑體膜固定下的中、上段食管癌CTV的外放邊界在左右、上下、前后方向應大于或等于7.39、7.83、5.91 mm。

目前IGRT多采用CT進行引導，而磁共振引導放療(magnetic resonance-guided radiotherapy,MRgRT)在應用中也得到了很好的治療效果，與CBCT比較，MR引導的圖像引導技術可以提供更好的解剖學清晰度，同時減少輻射暴露。MRgRT克服了傳統IGRT的局限性，特別是在需要準確區分軟組織腫瘤及其危機器官的時候，同時MRgRT還能提供實時圖像并跟蹤解剖結構移動[6]。ROY等[7]納入15例胃邊緣區淋巴瘤患者進行MRgRT，發現中位隨訪23.6個月后，14/15(93.33%)患者獲得了局部控制和遠處疾病控制，得出MRgRT擁有精確的靶區定位、更小的計劃靶區(PTV)邊界和自適應重新計劃能力等優勢。但在宮頸癌放療中，CREE等[8]發現盡管每日圖像引導及MRgRT等先進放療技術已得到廣泛應用，但長期的泌尿生殖系統和胃腸道不良反應仍然常見。這可能與內部器官移動，膀胱、腸道準備不一致有關。

IGRT能測量和指導減少擺位誤差，但同時也存在一些問題，如無法測量放療過程中腫瘤及周圍正常組織動態變化的全過程、操作復雜、耗時較多、價格昂貴、存在圖像配準誤差等，這使得讓每一位患者實現全程的圖像引導放療較難實現。

2 表面引導放療技術(surface-guided radiation therapy,SGRT)

SGRT可利用光學表面成像來減少治療過程中的定位不確定性，從而降低靶區邊緣和正常組織的受量。SGRT可通過降低分次內擺位的不確定性、監測患者的運動、使用呼吸門控或屏息技術來最小化內部腫瘤的運動并減少正常組織的受量[9]。KUGELE等[10]納入139例乳腺癌患者進行SGRT與傳統的激光定位技術的對比，發現接受切線放療的前后兩者各方向擺位誤差小于或等于4 mm的概率分別為95%和84%，同時接受局部放療的概率分別為70%和54%，他們認為在乳腺癌放療定位時前者可取代后者。另一項研究進行了SGRT與IGRT的對比，發現兩者在左右、上下、前后方向上位移相當，差異無統計學意義(P>0.05)，而SGRT體現出其在乳腺癌放療中提高擺位準確性和定位速度方面的優勢[11]。那么SGRT能否替代IGRT？HATTEL等[12]認為不能，他們發現雖然SGRT能將傳統激光定位的擺位誤差從5.4 mm改善到4.2 mm，但與IGRT比較仍存在平均4.2 mm的3D殘留擺位不確定性，所以SGRT沒有足夠的準確性取代IGRT，建議兩者聯合應用，可共同發揮各自優勢。相反，SGRT同時也存在一定的局限性，如對相對較深的靶區成像誤差較大，對光滑表面的起伏不敏感(如表面有固定體膜的患者)，頸部有死角，成像質量受表面形狀和顏色影響。

3 體位固定裝置

3.1 熱塑體膜與真空負壓墊對比的研究

一項回顧分析121例接受立體定向放療肺癌患者的研究發現，熱塑體膜組在左右和前后方向上優于真空負壓墊組，同時也減少了擺位時間，推薦應用熱塑體膜[13]。這可能與熱塑體膜具有更好的塑形性，更能限制患者體位扭曲和避免由于皮膚牽拉造成體表標記線位移有關。BMI可以影響擺位裝置的選擇，CHEN等[14]研究發現，對于BMI≥24 kg/m2的患者，熱塑體膜比真空負壓墊具有更好的重復性和更低的分次間擺位誤差；對于BMI<24 kg/m2的患者，兩種裝置無明顯差別，但真空負壓墊更加舒適。

3.2 同部位不同熱塑體膜固定的研究

王輝東等[15]研究發現對于頸和胸上段食管癌患者，頭頸肩熱塑膜固定和頸胸一體熱塑膜固定都能很好滿足放療治療要求，但頸胸一體熱塑膜擺位的重復性更好，更舒適，依從性更強。

3.3 多種固定裝置聯合應用的研究

楊麗華等[16]實驗得出體板+真空墊+體部熱塑膜固定裝置的擺位誤差在治療前后基本都能控制在1.5 mm以內，誤差率控制在6.25%以內，使擺位的精確度、體位的重復性及穩定性得以提高。多種固定方式聯合應用提高了擺位的精確性，減少了擺位誤差，這可能與這種方式更加適形、更加個體化有關。

3.4 其他固定裝置的研究

HAEFNER等[17]基于磁共振(MRI)數據和3D打印技術制作頭部固定裝置，8名受試志愿者左右、上下、前后方向上的擺位誤差分別控制在-0.7～0.5 mm、-1.8～1.4 mm及-1.6～2.4 mm，表現出了其擺位的高度重復性，但是這種方法昂貴、耗時，較難推廣。ZHAO等[18]應用簡化的僅固定額頭和下頜的熱塑膜聯合肩部可塑墊或肩部牽引器對20例頭頸部腫瘤患者進行體位固定，得出其擺位誤差、分次內運動、治療時間可與標準的熱塑膜固定相當，并具有較好的舒適性。

4 治療體位

治療體位也是影響擺位誤差的重要因素之一。SHANG等[19]提出目前大多數接受保乳治療的患者放療時采用仰臥位，但他們認為俯臥位比較仰臥位減少了心、肺、皮膚等危及器官的受照劑量，并且表現出相當的長期疾病控制率。SAWAYANAGI等[20]實驗得出前列腺癌患者在俯臥位時，直腸的V15和膀胱的V65的平均劑量較仰臥位時顯著降低，小腸受照劑量也明顯低于仰臥位時。這可能與俯臥位時腹部危及器官受重力影響向腹前壁下垂，增加了與PTV的距離，較少了受照體積有關。此外，雙手的放置方式也會影響擺位誤差，一項研究通過172例胸部腫瘤患者對比發現放療時雙手抱肘置于額頭上在左右、上下方向的擺位誤差明顯少于放療時雙手置于身體兩側，差異有統計學意義(P<0.05)[21]。

5 體表標記

放療定位時增加輔助體表標記線，可以減少擺位誤差。王發鵬等[22]對12例鼻咽癌患者進行了輔助體表標記，發現旋轉誤差左右、上下、前后方向分別下降了0.05°、0.15°、0.22°，上下、前后方向上的差異有統計學意義(P<0.05)。楊曉梅等[23]研究發現，鼻咽癌患者定位時采用胸部定位參考線配合紅外定位系統對比常規定位，在左右、前后方向上的旋轉誤差比較[(0.23±0.61)°vs.(0.85±1.31)°和(0.11±0.72)°vs.(0.91±1.32)°]，差異有統計學意義(P<0.05)。兩個研究證明了增加體表標記可以減少擺位時的旋轉誤差。但對于皮膚松弛或治療過程中出現體重減輕的患者，體表標記線位置可能出現變化，影響擺位的精確性，增加擺位誤差。

6 心理狀態

對于首次行放療的患者，焦慮會使患者出現軀體肌肉的緊張，當適應治療環境后，患者的焦慮水平迅速下降，軀體肌肉出現放松，使得體膜相對增大，增加患者的擺位誤差。NIXON等[24]研究發現有14%～58%的頭頸部腫瘤患者會對面部熱塑膜感到焦慮和恐懼，大部分患者的焦慮水平會隨著時間的推移而降低，建議可以通過多與醫務工作者溝通交流、音樂、自學策略(如呼吸調節、冥想)和藥物改善患者焦慮狀態。高暢等[25]發現首次放療和放療中期高焦慮水平早期乳腺癌患者的擺位誤差均大于低焦慮水平患者[(3.4±0.1)mmvs.(2.4±0.1)mm和(3.0±0.1)mmvs.(2.0±0.1)mm]，差異有統計學意義(P<0.05)。

7 體重變化

放療過程中出現體重下降，可能會增加擺位誤差。KIM等[26]臨床試驗納入22例頭頸部腫瘤患者，發現15例患者出現體重減輕，7例患者出現體重升高，放療結束時，體重變化為-7.4～2.0 kg，平均-(2.1±1.7)kg，分次間和分次內3個方向的平均擺位誤差變化分別為(3.79±2.04)和(1.14±0.70)mm，得出體重變化與擺位變化相關，建議對行IMRT的頭頸部腫瘤患者評估體重。STAUCH等[27]發現22例頭頸部腫瘤患者的體重在治療期間逐漸減輕，總體體重減輕百分比為9%，總體平均偏差損失為1.06 cm，使得危及器官受照劑量增加。筆者認為體重下降造成了固定體膜的相對增大，使得人體在體膜內相對活動度增大，增加了誤差發生的概率。

肥胖患者似乎更易在放療過程中出現體重減輕。LIN等[28]根據BMI將30例子宮內膜癌患者分為正常組(BMI<25 kg/m2)、超重組(BMI 25～<30 kg/m2)、輕度肥胖組(BMI 30～<35 kg/m2)、重度肥胖組(BMI>35 kg/m2)，得出BMI與患者的橫、縱方向的誤差顯著相關，重度肥胖患者擺位重復性差。ZHAO等[29]在胸部腫瘤放療中發現，隨著BMI的升高，擺位誤差變大，定位的校正率也有上升趨勢，所以外擴范圍的確定需要個體化。但張萍等[30]認為鼻咽癌患者放療時BMI與擺位誤差無相關性，而體重明顯減輕會影響擺位誤差。這可能與小樣本量研究的偏倚誤差有關。

8 小 結

精準放療已成為這個時代放療技術努力發展的方向，筆者希望能得到更高的局部腫瘤控制率同時盡可能減少周圍組織和器官的受照劑量。對于當前應用的放療技術，降低放療中的擺位誤差成了精準放療成敗的關鍵因素之一。多種新技術(如MRgRT、SGRT等)的應用，使得擺位誤差得到了很好的控制，但新技術也存在自身的一些局限，仍需繼續努力加強其在減少擺位誤差方面的優勢。目前一些研究多為小樣本量研究，一些結論仍存在爭議，一些方法也難以普及。期望能有更多多中心、大樣本量的研究，提供更大的證據支持。