應用數字化方法提高乳腺癌放療擺位精度的臨床實踐

陳新佳 高夢圓 林勤

在臨床放療擺位過程中，當激光線與患者的體表標記線重合時，治療床三維方向的數值與首次擺位校準后保留的數值經常不一致。因此，擺位時應該以體表標記線為準還是以首次擺位校準后保留的數值為準？哪種方法更精確？針對該問題，筆者查閱相關文獻，2011 年，高麗娟等[1]研究指出，在鼻咽癌調強治療擺位時，治療床高讀數有助于提高擺位的精確性；2020 年，王海云等[2]研究表明，固定床值擺位技術在腹部腫瘤的容積旋轉調強應用效果顯著，具有良好的穩定性和重復性；2018 年，Sueyoshi 等[3]在對300 名患兒使用絕對床值的治療方法中觀察到，通過使用絕對床值參數的方法，可以避免在治療過程中出現主動移位，這是治療中的常見錯誤原因，并且此方法消除了對皮膚標記或紋身的需求。以上研究表明，在頭頸部、腹部的放療中，利用床值的擺位方法可行且較為精確，但該擺位方法能否在乳腺癌的放療中加以使用仍需探究。本研究利用錐形束CT（cone beam CT，CBCT）記錄乳腺癌放療的兩種不同擺位方法在三維方向上的擺位誤差，并對比其差異。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2020 年3—6 月我科治療的所有運用乳腺托架加頭部記憶熱塑網膜進行固定的乳腺癌患者，共53 例，年齡27～68 歲，平均（42.42±9.33）歲，均為女性。其中根治術后33 例，保乳術后20 例。本研究為回顧性分析，未侵犯患者的權益和隱私。

1.2 儀器

Varian 圖像引導直線加速器（美國瓦里安醫用器材公司，型號：Clinac 23EX 3760）、Varian Eclipse 治療計劃系統（美國瓦里安醫用器材公司，型號：11 版本）、Varian OBI 圖像采集處理平臺（美國瓦里安醫用器材公司）。Discovery CT590 RT 放療定位大孔徑CT（美國GE 公司）。CBCT 掃描時圖像層厚設置為2.5 mm，分辨率為512 mm×512 mm。MT-350 乳腺托架（美國MED-TEC 公司）。

1.3 方法

1.3.1 定位及首次擺位 患者定位時仰臥于乳腺托架，頭部用記憶熱塑網膜固定，雙臂上舉置于托架上，利用頭模固定身體在治療床上的位置，利用激光線在體表標記出定位線，并將定位線的體中線延長至頭模以進一步固定身體X 軸（左右）方向的位置，同時標記出身體相對于乳腺托架位置的標記線（移動定位床使橫軸激光線位于乳腺托架下緣，標記出激光線在皮膚的投影，以下簡稱板線），以進一步固定身體Y 軸（頭腳）方向的位置。首次擺位時利用激光線和體表標記線（板線和定位線）重復患者體位，根據治療計劃的移床要求初步確定治療位置，然后行CBCT 掃描，微調后確定實際治療中心，在患者身上做出標記線（以下簡稱治療中心線），并保存治療床各坐標軸上的數值（以下簡稱初始數值）。各標記線見圖1。

圖1 體表標記示意圖

1.3.2 CBCT 掃描時的擺位過程 患者仰臥于乳腺托架上，用頭部記憶熱塑網膜進行固定，重復定位體位。利用身體上的定位線中線和頭模上的延長線確定患者身體與治療床在X 軸（左右）的相對位置，移動治療床使縱向激光線與乳腺托架底板下緣對齊，調整患者身體使身上的板線，與激光線重合，確定患者身體與乳腺托架和治療床在Y 軸（頭腳）的相對位置；然后移動治療床并調整床高，微調患者身體，使激光線與患者體表左右兩邊的定位線重合，確定患者身體與治療床在Z 軸（腹背）的相對位置；最后移動治療床，必要時微調身體，使激光線與治療中心線重合或者使X、Y、Z 三維方向的床值與初始數值一致。

1.3.3 數據采集 本研究共對53 位女性乳腺癌患者進行治療和CBCT 掃描驗證，每位患者的治療次數為28 次，除首次擺位以外，后續每隔5 d 進行1 次CBCT 掃描，共4 次。其中第1、3 次CBCT 掃描前，擺位時使激光線與治療中心線重合（以下簡稱為對線組），第2、4 次CBCT 掃描前，擺位時使X、Y、Z 三維方向的床值與初始數值一致（以下簡稱為對數值組）。每次獲得的CBCT圖像與定位時的CT圖像進行配準，記錄X軸、Y 軸、Z 軸三維方向上的誤差數據。數據采集的時間點如圖2所示。

圖2 數據采集時間點示意圖

1.4 觀察指標

通過采集的數據觀察患者在X 軸、Y 軸、Z 軸三維方向上的位移誤差，其中，X 軸朝右方向的位移為正數，朝左方向的位移為負數；Y 軸朝頭方向的位移為正數，朝腳方向的位移為負數；Z 軸朝腹部方向的位移為負數，朝背部方向的位移為正數。

1.5 統計學方法

采集的數據采用SPSS 19.0 統計學軟件進行統計處理，計量資料采用[M（P25，P75）]表示，采用Mann-WhitneyU檢驗，計數資料采用n（%）表示，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 CBCT 數據

53例患者治療期間共拍攝212次CBCT，其中對線組106次，對數值組106 次。

2.2 X 軸方向擺位誤差

全組患者擺位誤差在X 軸方向為：對線組-1（-4，2）mm，線性擺位誤差≤3 mm 的次數為57 次，通過率為53.8%；對數值組0（-1，1）mm，線性擺位誤差≤3 mm 的次數為85 次，通過率為80.2%。對數值組X 軸方向的擺位誤差小于對線組，差異有統計學意義（Z=-2.083，P=0.037）。見圖3。

圖3 X 軸擺位誤差分布圖

2.3 Y 軸方向擺位誤差

全組患者擺位誤差在Y 軸方向為：對線組-1（-3，1）mm，線性擺位誤差≤3 mm 的次數為64 次，通過率為60.4%；對數值組-1（-3，1）mm，線性擺位誤差≤3 mm 的次數為62 次，通過率為58.5%。兩組數據比較，差異無統計學意義（Z=-0.438，P=0.661）。見圖4。

圖4 Y 軸擺位誤差分布圖

2.4 Z 軸方向擺位誤差

全組患者擺位誤差在Z 軸方向為：對線組-3（-4，0）mm，線性擺位誤差≤3 mm 的次數為60 次，通過率為56.6%；對數值組0（-1，1）mm，線性擺位誤差≤3 mm 的次數為102 次，通過率為96.2%。對數值組Z 軸方向的擺位誤差小于對線組，差異有統計學意義（Z=-4.945，P=0.000）。見圖5。

圖5 Z 軸擺位誤差分布圖

3 討論

一個精確的放療計劃需要嚴格地執行才能達到臨床效果，而擺位是放療中至關重要的一步。從二維放療時代到三維放療時代，臨床使用的擺位方法都是利用標記線、激光燈和源皮距標尺燈來確定治療位置。隨著治療設備的更新換代，治療過程中的床值可被記錄下來，數字化擺位方法應運而生。參考以往對頭頸部、腹部，盆腔腫瘤擺位方法的研究，本研究對乳腺癌患者的兩種擺位方法進行研究分析，研究結果顯示，對線組在X 軸、Y 軸、Z 軸方向的擺位誤差分別為-1（-4，2）、-1（-3，1）、-3（-4，0）mm；對數值組在X 軸、Y 軸、Z 軸方向的擺位誤差分別為0（-1，1）、-1（-3，1）、0（-1，1）mm。對數值組X 軸和Z 軸方向的擺位誤差小于對線組，差異有統計學意義（P＜0.05）。可見在X 軸和Z 軸方向上對數值組的擺位誤差波動范圍更小，重復性更好。對線組在X 軸、Y 軸、Z 軸線性擺位誤差≤3 mm 的通過率分別為53.8%、60.4%、56.6%；對數值組在X 軸、Y 軸、Z 軸線性擺位誤差≤3 mm的通過率分別為80.2%、58.5%、96.2%，提示對數值組的精確度明顯優于對線組。

傳統擺位方法存在以下5 個影響因素：（1）傳統的擺位方法不可避免地受到體表標記線和激光線寬度的影響，每次擺位時二者的重合度差別可引起擺位誤差。（2）在畫體表標記線和擺位時，患者呼吸運動導致的胸腹部起伏會影響標記線的位置，特別是標記線在胸部的患者。Chopra 等[4]測得5 位患者在平靜呼吸時，乳腺在左右、腹背和頭腳的移動平均值分別是1.07、1.94、1.86 mm。（3）患者的肌肉緊張或者放松都會引起體表標記線位置的變化，降低擺位的準確性。（4）輕微的皮膚牽拉即可使體表標記產生變化，乳腺癌患者因雙臂上舉，治療中心的標記線通常在腋下附近，受皮膚牽拉的影響更為明顯。（5）不同技術員或同一技術員分次擺位時，對激光線與體表標記重合的主觀判斷不同也會引起誤差。應用本研究中數字化擺位的方法，確定治療中心時基本上不受以上5 種因素的影響，且放療機的床值精度可以精確到1 mm，甚至0.1 mm，大大提高了擺位精確度[5]。

研究結果顯示，兩種方法在X 軸和Z 軸的差異有統計學意義（P＜0.05），Y 軸的差異無統計學意義（P＞0.05）。分析其原因，三個方向中X 軸是身體相對于治療床左右的位置，臨床在擺位時先利用熱塑網膜固定頭部，再通過模上和身上體中線的標記線調整和確定患者的左右位置，基本能確保患者身體左右方向上每次擺位的重復性，且X 軸上的標記線在身體正面，受肌肉牽拉和緊張程度的影響較小；Z 軸是身體相對于治療床的高度，基本不受身體與治療床相對位置的影響，但治療中心的Z 軸標記線在腋下附近，受肌肉牽拉和緊張程度的影響較大；Y 軸是身體頭腳方向相對于治療床的位置，在擺位時是利用頭部熱塑網膜固定，并將身體上的標記線（板線）和乳腺托架的邊緣對齊來確定，Y 軸標記線也在腋下附近，其活動度受肌肉的牽拉和緊張程度的影響最大，同時患者頭部用熱塑網膜固定時也有一定的活動度，因此身體在頭腳方向上相對于治療床的位置比較難以每次重復相同的位置。綜合來看，X 軸和Z 軸相對于治療床的位置比較容易重復，精確度會受到標記線的影響，利用治療床的數值擺位能減少誤差；Y 軸相對于治療床的位置不容易重復，即使利用治療床的數值也不能明顯提高其精確度。

結果顯示，在對線組的106 次擺位中，有75 次CBCT 校準后需要升高治療床。另外，在對數值組的106 次擺位中，大部分患者的體表標記線是在激光線的上方，即使CBCT 配準后治療床的高度變化很小或沒有變化，在治療結束以后，激光線與體表標記線也會明顯靠近甚至重合。分析這兩個現象的原因，主要是擺位時患者肌肉緊張，使體表標記線隨著肌肉的緊繃而升高引起的，由此導致對線組擺位時實際治療中心是在體表標記線的下方，因此經CBCT 校準后需要升床；也導致對數值組擺位時，體表標記線在實際治療中心即激光線的上方，從擺位結束到治療結束這段時間，患者肌肉慢慢放松，體表標記線也逐步下移到激光線的位置。

通過研究和分析，總結出三個擺位技巧：（1）定位時在患者手臂與乳腺托架交界處做一標記線，減少因手臂上抬高度不同引起的體表標記線的移動；（2）在擺位過程中，先使患者身體左右兩側激光線與患者身上的體表標記線重合，使患者身體保持左右對稱，如果此時治療床高度數值與初始數值不相同且誤差在5 mm 以內，應使治療床高度數值與初始數值保持一致。如誤差大于5 mm，則重新擺位；（3）技術員多次調整患者體位更容易引起患者肌肉緊張，導致體表標記線位置發生變化，因此，在擺位過程中，應盡量使患者自主調整體位。技術員調整患者體位時動作應盡量輕柔，同時調整后應稍等2～3 s 讓患者肌肉放松后再對體表標記線。

本研究結果顯示對數值組的精確度明顯優于對線組，但仍存在不足，如無不同體位固定方式的對比，如在使用乳腺托架的同時，胸部加熱塑網膜固定的方式。該方式標記線是在網膜上，活動度較小，擺位時對標記線和床值的誤差也較小，可能分析不出兩者的差異，該方法的擺位難點在于身體和網膜之間的相對位置的重復性。

綜上所述，在乳腺癌患者的擺位過程中，運用數字化擺位方法可提高放療擺位精確度。隨著當今社會人工智能的不斷進步，放療的擺位技術也應逐步向數字化和智能化的方向發展，對各個部位腫瘤應用數字化擺位的可行性和精確度應該加以比較和驗證，有助于推進智能化擺位，減少人為因素的誤差，提高放療精度。本研究結果可為制訂新的放療技術操作規范或者推廣智能化放療擺位提供借鑒。