M6射波刀椎體追蹤方式治療胸椎轉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，隨著癌癥治療的進展和生存率的提高，出現骨轉移的可能性也在增加。骨組織是繼肝、肺之后惡性腫瘤發生遠處轉移的第三大好發器官，在病程中發生骨轉移的癌癥患者占20%～95%［1］。早期階段通常是單發的，但也可能是多發。轉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的放射劑量最大化，對周圍正常組織的損害較小。其具有精確度高、劑量大、分割時間短、治療無侵入性等優勢［3］。X-sight 廣泛用于頸部腫瘤、脊柱轉移瘤、胸腔腫瘤的治療，具有極高的安全性和精準性［4］。本文主要以第六代射波刀治療系統（M6）為基礎，對胸椎腫瘤的發病情況和病癥特性進行了科學的研究，通過X-sight 脊柱追蹤方法獲得治療過程中的誤差變化，并對兩種不同位置固定方法的誤差分析進行了研究，從而進一步提高患者醫治療效。

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移患者20 例。全部患者（KPS評分＞70 分）隨機分成觀察組和對照組，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計學意義（P＞0.05），具有可比性。全部患者均進行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；治療時間為20～50 min。

1.2 治療方法 定位時，觀察組中10 例患者雙手仰臥位固定在真空墊中；對照組中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、連續掃描、靶區上下各掃描15 cm。使用十字中心法，標記腫瘤的大致位置。掃描后，CT 圖像被傳送至Cyberknife 工作站，在放療醫師完成靶區和危及器官的勾畫后，物理師在計劃系統中采用X-sight 脊柱追蹤方法設計治療計劃。并且，要求感興趣區（regions of interest，ROI）即9×9 列骨骼網格，能最佳覆蓋靶區中心。計劃完成后，患者實施放療。在每次治療過程中，將治療床調整至起始位置（即Roll：0，Yaw：0，Pitch：0）。同時將治療床移動至標記的十字標記處進行對位，采集一組45°正交影像，并與數字重建影像（digital reconstructedly radiograph，DRR）進行配比，配比參數結合相關資料如下：容差DxAB 2.5 mm、目標DrAB 閾值2°、假點率50%、ROI 感興趣區40 mm、追蹤范圍40 mm［5］，曝光參數120 kV、320 mA、100 ms（在實際治療過程中，如果出現特殊情況，治療師應當在不影響治療的情況下調整參數獲取更佳的圖像質量）。系統自動計算六個維度方向上的偏移值，將其調整至機械臂可自動校準的范圍（即10 mm、10 mm、10 mm、1°、1°、3°），然后實施治療，同時記錄校準誤差。

1.3 數據記錄 治療過程中，目標定位系統在整個環節需要對時間間隔進行整體測算以保證結果的準確性，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；左右旋轉定值呈現（R+/L-）°、頭腳旋轉定值呈現（Head-up+/Head-down-）°、鐘擺旋轉呈現（CCW+/CW-）°。機械臂也在此過程中存在校正閾值（10 mm、10 mm、10 mm、1°、1°、3°），如果上述環節出現超過閾值的誤差，則治療難以繼續進行。統計誤差數據，用來比較兩組患者在六維方向上的絕對擺位誤差，并對導致擺位誤差的原因進行分析。

1.4 統計學方法 采用SPSS 25.0 統計軟件。計量資料以（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

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

表1 觀察組六維方向的絕對體位誤差統計

表2 對照組六維方向的絕對體位誤差統計

2.2 兩組患者在六個維度擺位絕對誤差的比較 根據分析，如下表（表3）所示，可以比較兩組患者在六個維度的絕對擺位誤差。數據表明：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，但相對來說，L-R 方向和DOWN-UP 方向則不存在該現象，經過相關驗證和測量也可以證實結果的準確性。

表3 兩組患者在六個維度擺位絕對誤差的比較（±s）

表3 兩組患者在六個維度擺位絕對誤差的比較（±s）

?

2.3 兩組不同治療次數六維方向擺位誤差 根據20例患者的最小治療次數（3 次），對不同患者治療的分次內擺位誤差進行了統計分析，結果顯示，觀察組的患者體位比對照組更穩定。見表4、5。

表4 觀察組不同治療次數六維方向擺位誤差（±s）

表4 觀察組不同治療次數六維方向擺位誤差（±s）

?

表5 對照組不同治療次數六維方向擺位誤差（±s）

表5 對照組不同治療次數六維方向擺位誤差（±s）

?

3 討論

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

X-sight 椎體追蹤法主要用于追蹤脊柱內和周圍的腫瘤。這種追蹤方法使用實時圖像與數字重建圖像進行比較，通過內置的軟件算法計算并生成患者六維方向上的待校準值。這些數值通過機械臂進行校準，以達到射波刀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、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位置變化，并對射波刀椎體追蹤方式的運行效果進行了分析。通過相應的研究分析，觀察組患者的擺位誤差明顯小于對照組，且在X 方向、Y 方向、Z 方向、CCW-CW 方向差異有統計學意義（P＜0.05）。研究結果表明，真空墊體位固定技術與熱塑體膜體位固定技術相比，在放射治療中明顯減少了擺位誤差，提高了臨床療效［10-12］。由于患者的呼吸運動，熱塑膜固定方式的頭腳誤差較大；同時，由于胸腹部的桶狀結構，每個患者的體型都不一致，直接接觸光滑的固定架會導致完成擺位后的體位滑動，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，其能有效地調整患者在治療時的躺臥角度，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，通過反復調整擺位，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［13］。同時，在治療過程中，因為射波刀治療時間普遍較普通直線加速器久，真空墊的舒適度明顯優于采用熱塑膜固定的患者，其更適用于較長時間的治療，更適合椎體轉移的患者。

結合上述理論方案可以發現，當出現胸椎轉移瘤的病癥時，一般需要考慮到患者自身的個體差異性和環境的適應能力，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在胸椎轉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，具有較高的應用價值。