一種前臂腫瘤放射治療的體位固定方法

林海濤，孫航標，賀旭偉，張新磊，黃文崢，李鳳，胡群超

上海市同仁醫院·上海交通大學醫學院附屬同仁醫院 放療科，上海 200050

引言

放射治療在手臂腫瘤的適應證包括軟組織肉瘤、原發性惡性骨腫瘤、惡性腫瘤的骨轉移及部分皮膚惡性腫瘤[1-4]。軟組織肉瘤及原發性惡性骨腫瘤的發病率隨年齡增長而增高，但總體發病率較低，在國內患者所有惡性腫瘤中的占比不到1%，以四肢較為多見[5-6]。放射治療在軟組織肉瘤和原發性惡性骨腫瘤的應用中有利于肢體的功能保留，降低局部復發率和遠處轉移率[1-2]；在惡性腫瘤骨轉移的治療中則具有有效的止痛效果[3]，從而改善患者的生存質量。除皮膚惡性腫瘤為淺表腫瘤，所用射線類型為高能電子束外[4]，其他瘤種皆使用高能光子束等作為射線源，放射治療前需要相應的體位固定并勾畫體表標記用于指示靶區中心。但由于四肢關節復雜、活動性大等特殊性，不同放療中心尚未有統一共識，存在采用真空袋、發泡膠、個體化熱塑膜及各種自制或改造的輔助定位裝置等多種固定方式[7-9]。因此，四肢腫瘤體位固定的穩定性和重復性成為亟待解決的問題。本中心借助常見的體位固定裝置結合低成本的補充材料，以患者俯臥位、患側手臂前伸抓飲料罐、使用體板結合頭頸間熱塑膜覆蓋患側前臂的方式進行體位固定，提出一種新型的前臂腫瘤患者體位固定方式。

1 材料與方法

1.1 體位固定

如圖1所示，以1 例左手前臂橈骨中段骨轉移患者（患者1）體位固定方式為例，患者俯臥于治療床偏健側，頭下墊軟枕，健側手臂置于體側，患側手臂前伸抓握體板原頭枕處已放置好的飲料罐，使尺側手掌平貼于體板，患臂略屈，保證患者俯臥的舒適度及患側手掌抓握時的自然放松。固定時所用體板型號為科萊瑞迪R612 體位固定系統，頭頸間熱塑膜型號為R460-2436S5T，患者手掌抓取物為330 mL 長條形飲料罐。

圖1 患者1體位示意圖

因前臂組織結構較明確，主管醫師可按照定位前患者的相關影像資料先確定靶區范圍，使定位中心盡量貼近靶區中心，避免治療前的再次復位。患者體位確定后，移動定位CT 掃描床的Y 軸與Z 軸至定位中心，因CT床的X 軸為固定不可移動，此時需移動X 軸激光與患者手臂中線相重合，此處皮膚曲度低較平坦。按照激光線指示在患側手臂勾畫3 組體表標記，體表標記線可適當延長。記錄此時患者頭腳（Superior-Inferior，SI）方向相對體板的刻度值為y1，患者左右（Left-Right，LR）方向此時激光燈的位置讀數為x1，因體板中線與LR 方向0 位激光燈重合，因此x1的絕對值即為患者中線與體板中線的距離。如圖2所示，患者1 的y1為7.0 cm，x1為-12.0 cm，體板已由lockbar 固定，y1與x1的值可用于標示患者手臂相對于治療床的位置。

圖2 患者1手臂標記線勾畫時的體板X軸、Y軸激光投影的示意圖

取事先準備好已水浴軟化的頭頸間熱塑膜覆蓋于患者手臂并塑形（圖1b），待充分冷卻后，于激光燈在熱塑膜的投影交點處粘貼鉛點用于計劃時的定位中心指示。熱塑膜主要用于限制患者在定位和治療時的不自主運動，不起擺位指示作用，無須在熱塑膜上進行體位標記線勾畫，而后進行CT 定位掃描。

1.2 CT掃描和計劃設計

掃描范圍為指尖至肘關節上方，確保靶區上下5 cm范圍都獲取到CT 影像，CT 掃描完成后將圖像傳輸至計劃系統。CT 掃描條件為：電壓120 kV，電流436 mA，層厚5 mm。

主管醫師完成靶區勾畫后，由物理師進行計劃設計，計劃設計時取定位中心為計劃中心，計劃經主管醫師與上級物理師評估通過后進行計劃驗證，驗證后用于患者上機治療。

1.3 體位驗證和治療

治療前準備好體板等固定材料，用lockbar 將體板固定于治療床上。患者參考模擬定位時的體位俯臥于治療床，此時移動治療床Y 軸至刻度y1處，移動治療床X 軸至刻度-x1處，保持治療床不動，調整患側手臂使體表標記線與治療室內激光燈相吻合。需要注意的是，除體表標記線的交點處與激光燈交點處吻合外，應盡量使體表標記線與激光線相吻合，如標記線與激光線在走向上有所不同，則提示患側手臂有空間六維方向[俯仰（Pitch）、偏擺（Yaw）、翻滾（Roll）]的誤差。核對體表標記完成后覆蓋熱塑膜，之后通過錐形束CT（Cone Beam CT，CBCT）進行體位驗證和治療，CBCT 配準圖像如圖3所示。

圖3 患者1治療前的CBCT配準結果

使用X 射線容積成像（X-ray Volume Image，XVI）進行CBCT 圖像獲取，軟件版本為XVI 5.0，具體掃描參數為：機架轉速360°/min，采集時機架順時針或逆時針旋轉200°，電壓120 kV、球管電流20 mA、準直器為S20、濾線器為F1、采集幀率為5.5 幀/s。

1.4 擺位誤差數據獲取和判斷標準

本中心自2022年10月運營至今接診兩例手臂腫瘤患者，共3 個療程，每個療程分別進行了體位固定，處方依次為50 Gy/25 Fx、40 Gy/20 Fx、10 Gy/5 Fx，均采用常規分割方式進行治療。患者于每個療程的前3 次、之后每周1 次的頻率進行影像驗證[10]。所有患者在療程開始前均已簽署放療知情同意書。

多項研究表明[11-13]，患者等中心在任何方向產生較大的平移（5 mm）或旋轉（2°～3°）誤差都會對患者產生較大的劑量學影響。結合主管醫師對腫瘤臨床靶區的外擴范圍，人為規定當三維方向的平移誤差均＜5 mm且六維方向的旋轉誤差均＜3°時為擺位通過。因患者病變在骨及骨周圍，配準采用骨配準算法結合人工微調的方式進行[14]。

如患者擺位誤差超過預設標準，首先判斷誤差出現的原因，如為患者在擺位完成后的再次移動或技術員擺位不規范造成的隨機誤差[15]，則重新擺位。本研究只獲取當日第1 次CBCT 和計劃CT 的配準數據并記錄。

2 結果

本研究獲取的兩例患者3 個療程共18 組的CBCT配準結果如表1所示，其擺位誤差結果如表2所示。兩例患者的總擺位通過率為83.3%，平移方向上的總擺位誤差在患者LR、SI、腹背（Anterior-Posterior，AP）方向分別是（2.33±0.14）、（2.39±0.12）、（1.49±0.12）mm，旋轉方向上的總擺位誤差在患者Pitch、Yaw、Roll 方向分別是0.76°±0.42°、1.05°±0.72°、2.43°±0.88°，符合常規分次放射治療對治療擺位的要求。

表1 兩例患者18次CBCT獲得擺位誤差結果

表2 兩例患者的擺位誤差及擺位通過率（±s）

表2 兩例患者的擺位誤差及擺位通過率（±s）

注：LR：左右方向；SI：頭腳方向；AP：腹背方向；Pitch：俯仰方向；Yaw：偏擺方向；Roll：翻滾方向；CBCT：錐形束CT。-表示患者2療程2樣本量過少，不單獨進行各方向的擺位誤差具體數值統計。

患者平移/mm旋轉/°CBCT次數/次擺位合格率/%LRSIAPPitchYawRoll患者12.35±1.452.49±1.281.35±1.240.72±0.411.26±0.79 2.21±1.04887.5患者2療程12.54±1.242.43±0.992.19±0.920.51±0.110.79±0.77 2.54±0.67785.7療程2------3-總計2.33±0.142.39±0.121.49±0.120.76±0.421.05±0.72 2.43±0.881883.3

3 討論

合適的體位固定方式可以減小擺位誤差，有效控制治療過程中患者由于不自主運動產生的位移，進而達到精確擺位、精確治療的要求[16]。患者治療前擺位是對模擬定位環節時體位的重復，由于四肢腫瘤的體位固定缺乏有效和統一的固定裝置及一致認可的固定體位，因此更需要確保定位和治療過程中患者體位信息的準確傳達[17]。

本研究通過記錄患者定位時體表標記相對體板X、Y 方向的值，可有效輔助擺位時患者體位的精確重復；延長體表標記線的長度，則可減少患者治療時的旋轉誤差。Kim 等[18]研究發現使用真空袋結合熱塑膜固定手臂患者時Roll 方向的旋轉誤差出現異常值（＞5°）的概率大于Pitch 和Yaw 方向，因該研究中不同固定方式使用在手臂不同部位的體位固定中，故認為這種現象是真空袋結合熱塑膜固定多采用在手臂靠遠端處導致的抽樣偏倚。由表1～2 可知，本研究中出現了類似的情況，推斷可能是樣本量較小導致的統計偏倚，也可能是在初步核對體表標記線擺位完成后，扣下熱塑膜時患者手臂被熱塑膜觸壓后發生了不自主輕微旋轉。

在四肢腫瘤體位固定過程中，靠近肩關節和髖關節部位的腫瘤標記線勾畫存在一定困難。這是因為健側肢體的阻擋導致在體位標記線勾畫時，靠內側的標記線勾畫在對側肢體，使得激光燈指示擺位時對患者肢體的旋轉誤差及AP 方向的平移誤差失去控制。本研究方法在固定時借助了前臂肢體的靈活性，無須使用真空墊墊高患側肢體，因此可以避免這一問題。但本研究方法在實踐過程中也存在一些不足：① 在使用該型號頭頸間熱塑膜固定小直徑物體時，完全冷卻后會有輕微回彈，熱塑膜邊緣與體板間會產生可見縫隙，期望通過改用新型熱塑材料[19]或手臂靶區較靠近腕側時借助重物固定熱塑膜邊緣處解決此問題；② 僅可固定靶區位于前臂處的腫瘤，不適用于上臂或掌部靶區。

C 型臂加速器在治療患者時，機頭在旋轉過程中存在與治療床、患者碰撞的風險[20]。對于四肢腫瘤而言，體位固定時多偏向一側，在計劃設計和治療實施過程中應預估碰撞風險，并制定對應措施。在本研究中患側固定較為獨立，布置射野時無須在患者健側下方設置治療野，CBCT 采集路徑也可規避患者健側下方，有效避免了碰撞風險。此外，放射治療有可能導致患者在治療周期中出現淋巴水腫[21]或腫瘤退縮明顯等導致的患者組織結構變化[22]，從而導致體位重復性不佳。在治療過程中要注意觀察患者的肢體狀態，對于四肢放射治療患者，除去目測法、周期性記錄患處臂圍、在每次影像驗證時觀察CBCT 與CT 圖像的區別等常規方法外，還可以在患者第1 次影像驗證并通過后記錄床值，在每次治療前擺位后觀察治療床值，尤其是Z 軸床值的變化。在發現患者肢體形態出現明顯變化時及時與主管醫師溝通，確定是否增加影像引導的頻次或者重新定位[23]。本研究中的患者2 即為療程1 治療結束后主管醫生對患者的臨床資料進行了再評估后重新定位進行療程2 的治療。

4 結論

本研究提出了一種前臂腫瘤新型固定方式并初步驗證了其可行性，該固定方式具有易勾畫體位標記線、易擺位、成本低、固定性佳、易于布野等優勢，在兩例患者的臨床應用中也取得了較好的實踐效果，符合常規分次放射治療中對治療擺位的要求。但尚存在單中心及樣本量小的不足，后續將擴大樣本量進一步驗證其普適性。