瓦里安Acuity 模擬機在放射治療擺位誤差驗證中的應用

花威，陳婷婷（通信作者），茅冬俊

江蘇省蘇北人民醫院腫瘤科（江蘇揚州 225001）

隨著三維適形放射治療及調強放射治療技術的廣泛應用，臨床對放射治療實施時擺位精度的要求越來越高。常見的擺位驗證輔助設備有錐形束CT、電子射野影像系統及紅外激光引導系統等，各種驗證設備均能提供較好的臨床擺位需求。傳統方式是通過使用二維正交平片或模擬機透視方法驗證擺位精度[1]。目前，國內仍有許多放射治療單位在行放射治療定位時不能完全做到CT 模擬，因此，傳統的通過使用X 線模擬機進行初定位并畫標記線，然后按照標記線擺位在CT 下掃描的方式仍被使用。醫師和物理師根據CT 圖像勾畫靶區和設計放射治療計劃，且于放射治療實施前，患者需在X 線模擬機下進行復位，復位滿意后方可行放射治療[2]。瓦里安Acuity 模擬機因具有在線數字圖像融合功能，極大地提高了復位的效率和精度。基于此，本研究回顧性分析頭頸部、胸部及盆腔部腫瘤放射治療患者在瓦里安Acuity 模擬機下復位時的誤差，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

隨機選取2019年4月至2020年1月于我院使用瓦里安Acuity 模擬機定位并復位的60例放射治療患者，其中20例為使用頭頸肩型熱塑模固定的頭頸部腫瘤患者，20例為使用體部熱塑模固定的胸部腫瘤患者，20例為使用負壓真空墊固定的盆腔部腫瘤患者。本研究已獲得醫院醫學倫理委員會批準。

1.2 定位方式

為保證體位重復性，直接在瓦里安Acuity 模擬機治療床上為患者制模；根據X 線透視定出大概腫瘤中心，并根據患者體表實際情況，取相對平坦的地方設定中心位置；根據激光線位置于體表畫紅色標記線后，曝光并保存0°和90°定位像至計劃Plan-SV 內；患者同體位條件擺位，行CT 掃描；根據三維重建CT 圖像設計位置驗證計劃Plan-V（Plan-V 內包含0°和90°正交射野，與Plan-SV對應，計劃中心同定位中心）；放射治療實施前，患者需在X 線模擬機下進行同體位復位，待復位誤差滿足要求后方可行放射治療。

1.3 復位方式

打開需要進行圖像融合的患者資料，由經驗豐富的放射治療醫師和技術員參照明顯的骨性標志，使用圖像在線融合并結合手動配準的方式分別展開Plan-SV 和Plan-V 計劃，直至在水平、冠狀及矢狀面上獲得最佳重疊；配準得出CT 掃描與模擬定位前后（X 軸）、左右（Y 軸）、頭腳（Z 軸）方向的擺位誤差。這是對CT 擺位的驗證，除此之外，患者還需在模擬機下再一次擺位透視進行重復性驗證，將曝光的0°和90°圖像和Plan-V 的射野驗證圖像進行對比，獲得二次擺位與CT 掃描圖像X、Y、Z 軸方向的擺位誤差。

1.4 統計學處理

利用SPSS 15.0統計軟件進行兩次擺位誤差的組間分析，組間比較采用配對t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義；采用二次擺位誤差值，根據公式計劃靶體積（planning target volume，PTV）外放=2∑+0.7σ[3]計算PTV 外放值（式中∑表示系統誤差，用所有分次擺位誤差的平均值表示；σ 表示隨機誤差，用所有分次擺位誤差的標準差表示）。

2 結果

頭頸部放射治療患者的擺位誤差最小，胸部次之，盆腔部最大；頭頸部和胸部腫瘤放射治療患者兩次擺位X、Y、Z 軸方向的誤差比較，差異均無統計學意義（P＞0.05）；盆腔部腫瘤放射治療患者兩次擺位X、Y 軸方向的誤差比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），但Z 軸方向的誤差比較，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。經計算，頭頸部腫瘤X、Y、Z 軸方向的PTV 外放值分別為2.76、2.84、4.18 mm；胸部腫瘤X、Y、Z 軸方向的PTV外放值分別為5.24、5.18、4.44 mm；盆腔部腫瘤X、Y、Z 軸方向的PTV 外放值分別為6.74、4.98、9.45 mm。

表1 兩次擺位的誤差分析（mm，）

表1 兩次擺位的誤差分析（mm，）

3 討論

精確放射治療計劃的驗證包括劑量驗證和位置驗證，在放射治療實施過程中，位置驗證極其重要。在行放射治療時，通過一系列設備和方法輔助擺位的目的在于提高擺位效率和精度，因此，實際擺位誤差的大小成了臨床醫師重點關注的內容，醫師對誤差范圍的掌握可以為計劃靶區外放提供科學依據（對于與重要危及器官緊密相鄰的靶區，如鼻咽癌放射治療時擺位精度的要求更高）。放射治療實施時強調擺位精度的目的在于重復模擬定位時的體位，以達到重復計劃設計時確定的靶區與射野的空間關系，保證靶區劑量分布的適形度。PTV 大小的主要影響因素有患者的擺位誤差、器官運動和變形、機械相關誤差等，由此可見擺位的重要性。國內外很多專家一直致力于驗證擺位誤差，提高擺位精度，而良好的體位固定和擺位重復性可為精確放射治療技術達到預期效果提供重要保障[4-6]。龐廷田等[7]和林德帥等[8]的研究表明，二維正交平片、模擬機透視、錐形束CT、電子射野影像系統、紅外激光引導系統等常見擺位驗證輔助設備均能提供較好的臨床擺位需求。方法雖多，但各單位仍需根據實際設備情況開展。

模擬機透視驗證位置常被應用于普通放射治療中。目前，國內已廣泛開展CT 模擬并結合錐形束CT 在線位置驗證，但仍有許多放射治療單位在放射治療定位時不能完全做到CT 模擬，因此，傳統的方式仍被使用。驗證過程中強調復位滿意后方可行放射治療的目的在于：（1）驗證體位固定的重復性；（2）患者二次擺位時會稍微放松，此時再一次宣教擺位注意事項效果更好；（3）驗證擺位中心和計劃中心是否一致（此條最重要）。瓦里安Acuity 模擬機具有在線數字圖像融合功能，我們在將其應用于大量病例的過程中發現，多數病例完全可以通過圖像融合驗證模擬定位和CT 掃描的符合度，若通過要求，則無需再進行二次擺位驗證，過程中不再需要低效率的紙質驗證片，但對于驗證過程中發現誤差較大的情況，如＞3 mm，推薦仍需進行二次擺位驗證（因放射治療計劃是按照CT 圖像設計的，所以所有的擺位參考均以CT 掃描時的為準）。例如，本研究中盆腔部腫瘤放射治療患者兩次擺位Z 軸方向的誤差比較，差異有統計學意義（P＜0.05），即說明擺位重復性不佳，但又很難糾正，所以放射治療醫師在勾畫靶區時應考慮此方面因素。王甜等[9]的研究表明，常見的如宮頸癌患者在擺位時最容易出現X、Z 軸方向的誤差，經分析，其是由于宮頸癌患者膀胱充盈度不同、仰臥時臀部未完全放松導致的。若行二次擺位和CT 掃描時出現較大的誤差，則首先應確認患者體位是否正確，最重要的是臀部和腰部是否放松、舒展。通常情況下，患者經多次訓練后可達到很好的重復性，但若發現患者體位正確的情況下誤差仍較大，則建議重新行CT 掃描定位。不同放射治療設備、固定裝置、技師、擺位方法測量統計出的擺位誤差和計算的PTV 外放大小也不盡相同，本研究計算所得3個部位腫瘤在不同固定方式下的PTV 外放大小各不同，可為放射治療醫師勾畫靶區提供依據，物理師在制定放射治療計劃時也應予以足夠的重視。

綜上所述，瓦里安Acuity 模擬機可以提供高效的位置驗證效率和擺位誤差值，為PTV 外放的大小提供臨床依據；頭頸部和胸部放射治療使用圖像融合即可完成復位，無需二次擺位驗證，顯著提高了工作效率，但盆腔部腫瘤放射治療有二次擺位驗證的必要性。