M6射波刀椎體追蹤方式治療胸椎轉(zhuǎn)移腫瘤中兩種不同固定方式的擺位誤差分析

馬佳怡 劉吉平* 張鵬飛

近年來，隨著癌癥治療的進(jìn)展和生存率的提高，出現(xiàn)骨轉(zhuǎn)移的可能性也在增加。骨組織是繼肝、肺之后惡性腫瘤發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的第三大好發(fā)器官，在病程中發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的癌癥患者占20%～95%［1］。早期階段通常是單發(fā)的，但也可能是多發(fā)。轉(zhuǎn)移性腫瘤以腰椎最多見，胸椎次之，頸椎則較少見［2］。射波刀立體定向放療可以使腫瘤靶區(qū)的放射劑量最大化，對(duì)周圍正常組織的損害較小。其具有精確度高、劑量大、分割時(shí)間短、治療無侵入性等優(yōu)勢(shì)［3］。X-sight 廣泛用于頸部腫瘤、脊柱轉(zhuǎn)移瘤、胸腔腫瘤的治療，具有極高的安全性和精準(zhǔn)性［4］。本文主要以第六代射波刀治療系統(tǒng)（M6）為基礎(chǔ)，對(duì)胸椎腫瘤的發(fā)病情況和病癥特性進(jìn)行了科學(xué)的研究，通過X-sight 脊柱追蹤方法獲得治療過程中的誤差變化，并對(duì)兩種不同位置固定方法的誤差分析進(jìn)行了研究，從而進(jìn)一步提高患者醫(yī)治療效。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集自2021 年9 月至2022 年4 月接受射波刀治療的胸椎轉(zhuǎn)移患者20 例。全部患者（KPS評(píng)分＞70 分）隨機(jī)分成觀察組和對(duì)照組，每組各10 例。觀察組中男、女各5 例，年齡41～71 歲，平均年齡61.4歲；對(duì)照組中男4 例、女6 例，年齡32～65 歲，平均年齡50.2 歲。兩組患者性別、年齡等一般資料差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。全部患者均進(jìn)行3～5 次治療，治療部位為胸椎，其中T1、T5 各1 例，T3、T10、T11 各2 例，T2、T7、T9、T12 各3例；處方劑量為3,020（2,000～4,500）cGy；治療時(shí)間為20～50 min。

1.2 治療方法 定位時(shí)，觀察組中10 例患者雙手仰臥位固定在真空墊中；對(duì)照組中10 例患者仰臥在固定板上，將烘烤好的熱塑膜放置在患者身體上，冷卻10 min，然后取出。所有患者均需要由Philips Brilliance Big Bore 16 排螺旋CT 進(jìn)行定位。使用的掃描條件為掃描層厚1.5 mm、管電壓120 kV、管電流320 mA、連續(xù)掃描、靶區(qū)上下各掃描15 cm。使用十字中心法，標(biāo)記腫瘤的大致位置。掃描后，CT 圖像被傳送至Cyberknife 工作站，在放療醫(yī)師完成靶區(qū)和危及器官的勾畫后，物理師在計(jì)劃系統(tǒng)中采用X-sight 脊柱追蹤方法設(shè)計(jì)治療計(jì)劃。并且，要求感興趣區(qū)（regions of interest，ROI）即9×9 列骨骼網(wǎng)格，能最佳覆蓋靶區(qū)中心。計(jì)劃完成后，患者實(shí)施放療。在每次治療過程中，將治療床調(diào)整至起始位置（即Roll：0，Yaw：0，Pitch：0）。同時(shí)將治療床移動(dòng)至標(biāo)記的十字標(biāo)記處進(jìn)行對(duì)位，采集一組45°正交影像，并與數(shù)字重建影像（digital reconstructedly radiograph，DRR）進(jìn)行配比，配比參數(shù)結(jié)合相關(guān)資料如下：容差DxAB 2.5 mm、目標(biāo)DrAB 閾值2°、假點(diǎn)率50%、ROI 感興趣區(qū)40 mm、追蹤范圍40 mm［5］，曝光參數(shù)120 kV、320 mA、100 ms（在實(shí)際治療過程中，如果出現(xiàn)特殊情況，治療師應(yīng)當(dāng)在不影響治療的情況下調(diào)整參數(shù)獲取更佳的圖像質(zhì)量）。系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算六個(gè)維度方向上的偏移值，將其調(diào)整至機(jī)械臂可自動(dòng)校準(zhǔn)的范圍（即10 mm、10 mm、10 mm、1°、1°、3°），然后實(shí)施治療，同時(shí)記錄校準(zhǔn)誤差。

1.3 數(shù)據(jù)記錄 治療過程中，目標(biāo)定位系統(tǒng)在整個(gè)環(huán)節(jié)需要對(duì)時(shí)間間隔進(jìn)行整體測(cè)算以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，本研究以指定的90 s 間隔采集正交影像，以匹配DRR圖像，并計(jì)算出六維方向的誤差值。六維方向如下：X軸代表頭腳平移，其定值為（LET+/RIG-）mm；Y 軸代表左右平移，其定值即（INF+/SUP-）mm；Z 軸代表上下平移，其定值為（ANT+/POS-）mm；左右旋轉(zhuǎn)定值呈現(xiàn)（R+/L-）°、頭腳旋轉(zhuǎn)定值呈現(xiàn)（Head-up+/Head-down-）°、鐘擺旋轉(zhuǎn)呈現(xiàn)（CCW+/CW-）°。機(jī)械臂也在此過程中存在校正閾值（10 mm、10 mm、10 mm、1°、1°、3°），如果上述環(huán)節(jié)出現(xiàn)超過閾值的誤差，則治療難以繼續(xù)進(jìn)行。統(tǒng)計(jì)誤差數(shù)據(jù)，用來比較兩組患者在六維方向上的絕對(duì)擺位誤差，并對(duì)導(dǎo)致擺位誤差的原因進(jìn)行分析。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以（±s）表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組六維方向的絕對(duì)體位誤差統(tǒng)計(jì) 所有患者均按照治療計(jì)劃完成了治療。在治療期間，六維方向上共收集了1770 組數(shù)據(jù)（包括觀察組784 組數(shù)據(jù)和對(duì)照組986 組數(shù)據(jù)）。表1 和表2 分別表示兩組患者在六維方向上的絕對(duì)體位誤差分析。

表1 觀察組六維方向的絕對(duì)體位誤差統(tǒng)計(jì)

表2 對(duì)照組六維方向的絕對(duì)體位誤差統(tǒng)計(jì)

2.2 兩組患者在六個(gè)維度擺位絕對(duì)誤差的比較 根據(jù)分析，如下表（表3）所示，可以比較兩組患者在六個(gè)維度的絕對(duì)擺位誤差。數(shù)據(jù)表明：在不同方向上存在的差值具備一定的整體性和連貫性，即存在P＜0.05，上述情況存在于X 方向、Y 方向、Z 方向和CCW-CW 方向，但相對(duì)來說，L-R 方向和DOWN-UP 方向則不存在該現(xiàn)象，經(jīng)過相關(guān)驗(yàn)證和測(cè)量也可以證實(shí)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

表3 兩組患者在六個(gè)維度擺位絕對(duì)誤差的比較（±s）

表3 兩組患者在六個(gè)維度擺位絕對(duì)誤差的比較（±s）

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2.3 兩組不同治療次數(shù)六維方向擺位誤差 根據(jù)20例患者的最小治療次數(shù)（3 次），對(duì)不同患者治療的分次內(nèi)擺位誤差進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示，觀察組的患者體位比對(duì)照組更穩(wěn)定。見表4、5。

表4 觀察組不同治療次數(shù)六維方向擺位誤差（±s）

表4 觀察組不同治療次數(shù)六維方向擺位誤差（±s）

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表5 對(duì)照組不同治療次數(shù)六維方向擺位誤差（±s）

表5 對(duì)照組不同治療次數(shù)六維方向擺位誤差（±s）

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3 討論

椎體轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤骨轉(zhuǎn)移的常見部位，此類患者常有背部疼痛、感覺和運(yùn)動(dòng)障礙，是惡性腫瘤患者降低生活質(zhì)量的主要因素之一［2］。椎體轉(zhuǎn)移瘤的立體定向放射治療，靶區(qū)適形劑量高，同時(shí)，形成一個(gè)陡峭的劑量梯度，有助于保護(hù)周圍的正常組織，尤其是脊髓。與傳統(tǒng)放療相比，立體定向放療能提高腫瘤局部控制率，有利于緩解癥狀，已成為椎體轉(zhuǎn)移瘤術(shù)后輔助治療、根治的新療法［6-9］。基于放射生物學(xué)、物理學(xué)和臨床相關(guān)性研究，大劑量立體定向放射治療的臨床效益，已在文獻(xiàn)中得到證實(shí)。

X-sight 椎體追蹤法主要用于追蹤脊柱內(nèi)和周圍的腫瘤。這種追蹤方法使用實(shí)時(shí)圖像與數(shù)字重建圖像進(jìn)行比較，通過內(nèi)置的軟件算法計(jì)算并生成患者六維方向上的待校準(zhǔn)值。這些數(shù)值通過機(jī)械臂進(jìn)行校準(zhǔn)，以達(dá)到射波刀X-sight 追蹤方式的誤差≤0.95 mm 的治療精度。X-sight 追蹤方式由于無需植入金標(biāo)、非侵入性在世界各地的射波刀中心被廣泛使用［4］。

該研究選取了本院收治的20 例胸椎轉(zhuǎn)移瘤患者，采用X-sight 脊柱追蹤方法，校正患者因擺位誤差引起的靶區(qū)位置變化，并對(duì)射波刀椎體追蹤方式的運(yùn)行效果進(jìn)行了分析。通過相應(yīng)的研究分析，觀察組患者的擺位誤差明顯小于對(duì)照組，且在X 方向、Y 方向、Z 方向、CCW-CW 方向差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。研究結(jié)果表明，真空墊體位固定技術(shù)與熱塑體膜體位固定技術(shù)相比，在放射治療中明顯減少了擺位誤差，提高了臨床療效［10-12］。由于患者的呼吸運(yùn)動(dòng)，熱塑膜固定方式的頭腳誤差較大；同時(shí)，由于胸腹部的桶狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)患者的體型都不一致，直接接觸光滑的固定架會(huì)導(dǎo)致完成擺位后的體位滑動(dòng)，從而使放療的體位精確率降低。真空墊是一種更精確的體位固定方式，其能有效地調(diào)整患者在治療時(shí)的躺臥角度，從而減少患者的擺位誤差［10-12］。由于患者在使用真空墊定位時(shí)，通過反復(fù)調(diào)整擺位，可以提高固定的精確度，因此一旦保證真空墊不漏氣，患者在后續(xù)治療過程中，擺位的精度要明顯高于熱塑體膜體位固定技術(shù)［13］。同時(shí)，在治療過程中，因?yàn)樯洳ǖ吨委煏r(shí)間普遍較普通直線加速器久，真空墊的舒適度明顯優(yōu)于采用熱塑膜固定的患者，其更適用于較長(zhǎng)時(shí)間的治療，更適合椎體轉(zhuǎn)移的患者。

結(jié)合上述理論方案可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)胸椎轉(zhuǎn)移瘤的病癥時(shí)，一般需要考慮到患者自身的個(gè)體差異性和環(huán)境的適應(yīng)能力，在腫瘤治療中使用快速有效的放射治療，可能更能獲益。真空墊體位固定技術(shù)在胸椎轉(zhuǎn)移患者放療中效果顯著，可以明顯減少不同體位的擺位誤差，提高臨床療效，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。