基于CBCT和六維床比較分析兩種固定方式在子宮頸癌術后放療中的擺位誤差

Contrastive Analysis the Positioning Errors of Two Fixed Methods in Postoperative Radiotherapy for Cervical Cancer Based on CBCTand Six-dimensional Bed/XIAO Chunhui， QIU Meiying，LI Jingwen，LU Xinxin，LIWenyu.//Medical InnovationofChina，2025，22（16）：067-072

[Abstract] Objective： To compare and analyze the positioning errors and the impact on the margin expansionof theclinical target volume （CTV）oftwo bodyfixationmodalities （thermoplastic filmfixationandnegative pressure vacuum pad fixation）based on cone beam computed tomography （CBCT） and six-dimensional bed in postoperative radiotherapy of cervicalcancer，inorder tooptimize body fixation protocols and improve the precision of radiotherapy.Method：A totalof 1O2 patients who received postoperative radiotherapy for cervical cancer inthe Oncology Department of Ganzhou Women and Childen's Health Care Hospital between January 2O22 and December 2024 were selected and randomly divided into the experimental group （5O cases，using thermoplastic film fixation） and the control group （52 cases，using negative pressure vacuum pad fixation）.All patients were scanned using CBCT to obtain positional information during radiotherapyand combined with a six-dimensional bed for positional error correction.The patients'positioning errors in the three translational directions of X（anteroposterior），Y（left and right）， Z （head and foot）and the three rotational directions of RX （pitchangle），RY （rollangle），RZ （yaw angle） wererecordedatthest，6th，1th，6th，andstiotherapyssions，espctively，andeangesino beforeand after correction were compared.Meanwhile，the impact of thetwo fixation methods onmargin expansionof the CTV wasassessed.Result： Before correction，the initial positioning errors of the experimental group inthe three translational directionsof X，Y，and Z were significantlysmaller than thoseofthe control group，with statistically significant differences （ P lt;0.05），while the errors in the three rotational directions of RX，RY，and RZ were smaller than those of the control group，but the differences were not statistically significant （ Pγ gt;0.05）.After correction， the positioning errorsof theexperimental groupinthethree translational directionsofX，Y，andZwerestillsignificantly smaller than those of the control group，with statistically significant differences （ P lt;0.05），and the magnitude of correctionwas better than that of the control group，with statistically significant differences （ P lt;0.05）. In the rotational directions，the differences in the corrected errors between the two groups were not statistically significant （ P gt;0.05）， butthe magnitude of correction in the experimental group was still smaller than that in thecontrol group，butthe difference was not statistically significant （ P gt;0.05）. The reduction amplitudes of positioning errors in the X， Y and Z directions of the experimental group were significantly higher than those of the control group （ P lt;0.05）. In terms of thetranslation direction，the margin expansion of the CTVof patients in the experimental group were significantly smaller than those in the control group，the differences were statistically significant （ P lt;0.05）. The reduction of the margin expansion of the CTV（inthe X，Y，and Z directions）weresignificantly positively correlated with the reduction of the V4O of the rectum and the mean dose of the bladder （Plt;0.05 ）.Conclusion：Thermoplastic film fixation combined with CBCTand six-dimensional bedcan more efectively reduce positioning errors and reduce the CTV margin expansion in postoperative radiotherapy for cervical cancer， thereby improving the precision of radiotherapy.

[Key words] Cervical cancer Postoperative radiotherapy Positioning errorCBCT Six-dimensional bedThermoplastic film fixation Negative pressure vacuum pad fixation

First-author's address：Department of Oncology，Ganzhou Women and Childen's Health Care ospital，Ganzhou3410o0，China doi： 10.3969/j.issn.1674-4985.2025.16.017

子宮頸癌作為一種高發的女性惡性腫瘤，其發病率在全球女性惡性腫瘤中排名第二，尤其在發展中國家，其發病與致死情況相較于發達國家更為嚴峻[。針對ⅡIB期及更晚期的子宮頸癌患者，放射治療構成了主要的治療策略之一[。隨著醫學影像學和計算機技術的不斷發展，錐形束CT（conebeamcomputedtomography，CBCT）和六維床在放療中的應用日益廣泛。CBCT作為一種先進的影像引導技術，能夠在治療前對患者的體位進行精確驗證和調整[3。六維床則提供了六個自由度的調整能力，包括三個平移方向和三個旋轉方向，能夠更精準地糾正患者的體位偏差[4。這種組合技術在腫瘤體積較小或器官運動幅度較大的病例中具有顯著優勢。近年來，多項研究對CBCT和六維床在放療中的應用進行了探討。例如，有研究通過對比分析CBCT與三維治療床的配準誤差，發現六維床在擺位誤差的校正上更具優勢[5。此外，CBCT聯合六維床的應用不僅提高了擺位精度，還減少了靶區外放邊界，從而降低了正常組織的受照劑量。在子宮頸癌術后放療中，體位固定方式的選擇尤為重要。傳統的熱塑膜固定和負壓真空墊固定雖然能夠提供一定的體位穩定性，但在擺位誤差的控制上仍存在局限性。而CBCT聯合六維床的校正方式則通過實時影像引導和多自由度調整，顯著提高了放療的精準度。本研究旨在通過對比分析基于CBCT和六維床技術，對仰臥位負壓真空墊與俯臥位熱塑體膜兩種固定方式在子宮頸癌術后放療中的擺位誤差進行比較分析，為優化體位固定、提高放療精準度提供科學依據。

1資料與方法

1.1一般資料

選取2022年1月—2024年12月在贛州市婦幼保健院腫瘤科接受子宮頸癌術后放療的患者102例。納入標準：（1）經病理學確診為子宮頸癌，且為ⅡB期及以上；（2）術后有明確的放療指征；（3）年齡?18 歲。排除標準：（1）合并其他惡性腫瘤；（2）存在嚴重的心、肺、肝、腎功能障礙，可能影響放療耐受性；（3）無法耐受放療過程或體位固定方式；（4）既往接受過盆腔放療；（5）臨床資料不完整或無法配合完成研究。根據隨機數字表法，將102例患者分為試驗組50例和對照組52例。本研究經贛州市婦幼保健院醫學倫理委員會批準。患者簽署知情同意書，自愿參與本研究。

1.2 儀器設備

放療設備：VarianVitalBeam加速器（廠家：瓦里安，型號：vitalbeam），配備六維床及IGRT（圖像引導放射治療）系統。

定位設備：16排螺旋CT機（廠家：飛利浦，型號：BrillianceCTbigbore），用于患者CT掃描定位。

錐形束CT（CBCT）設備：集成在放療設備上的CBCT系統，用于放療過程中的實時圖像引導。

1.3體位固定方式

1.3.1對照組采用負壓真空墊固定。患者取仰臥位，使用負壓真空墊進行體位固定。將負壓真空墊放置于治療床上，患者躺于其上，通過抽氣裝置使真空墊形成負壓，從而固定患者體位。

1.3.2試驗組患者取俯臥位，使用定制的熱塑膜固定裝置。將熱塑膜加熱至軟化狀態后，貼合于患者身體表面，覆蓋范圍包括腹部、盆腔及大腿上部。待熱塑膜冷卻固化后，形成貼合患者身體輪廓的固定裝置。

1.4放療計劃制定

所有患者在完成體位固定后，進行CT掃描定位（掃描范圍從骼前上棘至坐骨結節下緣，層厚 5mm ）。根據術前CT、磁共振成像（MRI）及術后病理結果，由經驗豐富的放療醫師勾畫臨床靶區（clinicaltargetvolume，CTV），包括上段陰道（ 3～4cm ）陰道殘端、陰道旁、宮旁軟組織及淋巴結引流區（閉孔、髂內、髂外、髂總淋巴結引流區）。計劃靶區（prescriptiontargetvolume，PTV）為CTV外擴 0.5cm放療計劃采用調強放療（IMRT）技術，總劑量為 PTV45Gy ，分25次照射，每次 1.8Gy 。放療計劃由專業的醫學物理師進行設計和優化，并經放療醫師審核通過后執行。

1.5擺位誤差測量

在放療過程中，分別于第1、6、11、16、21次放療時進行數據采集。每次放療前，使用CBCT掃描患者的體位，并將CBCT圖像與計劃參考圖像進行匹配（骨模式）。記錄患者在X（前后方向）Y（左右方向）Z（頭腳方向）三個平移方向及、RX（俯仰角）、RY（翻滾角）RZ（偏航角）三個旋轉方向的擺位誤差。

記錄初始擺位誤差后，使用六維床進行體位校正。校正完成后，再次進行CBCT掃描，記錄糾正后的擺位誤差。通過比較校正前后的擺位誤差，評估六維床的校正效果。

擺位誤差減少幅度比較：引入相對變化率計算：誤差減少幅度 （%）= （校正前誤差-校正后誤差）/校正前誤差 ×100% 。分別對試驗組和對照組在X、Y、Z方向的誤差減少幅度進行獨立計算。組間誤差減少幅度的臨床顯著性閾值設定（ gt;15% 為顯著改善）。

同時，基于每次放療前的CBCT圖像與計劃參考圖像的匹配結果，評估兩種固定方式對CTV外放邊界的影響。CTV外放邊界是指為確保靶區在治療過程中始終處于照射范圍內，根據擺位誤差等因素對CTV進行的外擴范圍。通過比較兩種固定方式下CTV外放邊界的大小，進一步評估其對放療精準度的影響。

劑量學參數提取：直腸V40（接受 40Gy 照射的直腸體積百分比），膀胱Dmean（平均劑量）。

1.6 統計學處理

數據分析采用SPSS26.0統計軟件進行處理。計數資料以率（ % ）表示，比較采用 χ² 檢驗；計量資料用（ ）表示，六維床校正前后的擺位誤差數據采用配對 Φ_t 檢驗進行比較，試驗組與對照組之間的擺位誤差數據采用獨立樣本 Ψ_t 檢驗進行比較。采用線性相關性分析外放邊界縮小與劑量關聯。以Plt;0.05 為差異有統計學意義。

2結果

2.1 基線資料

兩組患者的年齡、身高、體重、病理類型、臨床分期等基線特征差異均無統計學意義（ Pgt;0.05 ），具有可比性，見表1。

2.2 校正前的擺位誤差

在校正前，試驗組患者在X、Y、Z三個平移方向的擺位誤差均顯著小于對照組，差異均有統計學意義（ Plt;0.05 ），而在RX、RY、RZ三個旋轉方向的擺位誤差，試驗組均優于對照組，但差異均無統計學意義（ Pgt;0.05 ），見表2。

2.3 校正后的擺位誤差

校正后，試驗組患者在X、Y、Z三個平移方向的擺位誤差均顯著小于對照組，差異均有統計學意義（ Plt;0.05 ），而在RX、RY、RZ三個旋轉方向的擺位誤差，試驗組均優于對照組，但差異均無統計學意義（ Pgt;0.05 ），見表3。

2.4 校正幅度

試驗組患者在X、Y、Z三個平移方向的校正幅度均優于對照組，差異均有統計學意義（ Plt;0.05 ），而在RX、RY、RZ三個旋轉方向的校正幅度，試驗組均優于對照組，但差異無統計學意義（ Pgt;0.05 ），見表4。

2.5擺位誤差減少幅度

試驗組在X、Y、Z方向的擺位誤差減少幅度均顯著高于對照組（ Plt;0.05 ），見表5。

2.6 CTV外放邊界

在平移方向上，試驗組患者的外放邊界均顯著小于對照組，差異均有統計學意義（ Plt;0.05 ），在旋轉方向上，試驗組患者的外放邊界雖小于對照組，但差異均無統計學意義（ Pgt;0.05 ），見表6。

2.7外放邊界縮小與直腸V40、膀胱Dmean相關性患者外放邊界縮小（X、Y、Z方向）與直腸V40、膀胱Dmean均呈顯著正相關（ Plt;0.05） ），見表7。

3討論

子宮頸癌是全球女性生殖系統最常見的惡性腫瘤之一，2020年數據顯示，全球新發子宮頸癌病例約為60.4萬，死亡病例為34.2萬，其中 85% 的病例發生在發展中國家或地區[。在中國，2020年新發子宮頸癌病例為 18.3% ，死亡病例占全球的17.6%^[8] ，發病率和死亡率也居高不下，對女性健康構成嚴重威脅[9-]。子宮頸癌的主要治療方法包括手術、放療和化療，其中放療是中晚期患者及術后高危復發患者的重要治療手段[2]。近年來，隨著醫學影像學和計算機技術的發展，精確放療技術（如IMRT）逐漸成為主流[13-14]。然而，放療的精準性高度依賴于患者的體位固定和擺位誤差的控制。在放療過程中，體位固定是確保治療精準性的關鍵環節[15]。理想的體位固定方式應具備穩定固定、可重復性高和操作簡便等特點[。臨床上常用的體位固定方式包括熱塑膜固定和負壓真空墊固定。熱塑膜通過加熱后貼合患者身體輪廓，形成緊密的固定裝置，具有良好的貼合性和穩定性；負壓真空墊則通過抽氣形成負壓固定患者體位，操作簡便且患者舒適性較高。然而，兩種固定方式在擺位誤差控制方面的效果尚未明確。

近年來，六維床和CBCT在放療中的應用日益廣泛。CBCT能夠在放療前和放療中實時獲取患者的三維解剖圖像，精確評估患者的體位偏差[；六維床則通過六個自由度的調整能力，糾正患者的體位偏差[18]。這種組合技術在復雜解剖結構的放療中具有顯著優勢，能夠顯著減少擺位誤差，提高放療的精準度[19-20]。本研究結果顯示，熱塑膜固定（試驗組）在初始擺位時的精準性優于負壓真空墊固定（對照組），尤其是在X、Y、Z三個平移方向的初始擺位誤差均顯著較小，差異均有統計學意義（ Plt;0.05 ）。這可能與熱塑膜的貼合性更好、能夠更均勻地分散壓力有關。在旋轉方向（RX、RY、RZ）上，試驗組的誤差雖均小于對照組，但差異均無統計學意義（ Pgt;0.05 ）。通過CBCT和六維床校正后，兩組患者的擺位誤差均顯著減小，但試驗組在平移方向的校正后誤差仍均顯著小于對照組，差異均有統計學意義（ Plt;0.05 ），且校正幅度更優。這表明熱塑膜固定結合CBCT和六維床技術能夠更有效地減少擺位誤差，提高放療的精準度。通過從X、Y、Z、RX、RY和RZ方向這六個方向對校正幅度進行統計分析，結果顯示熱塑膜固定方式在平移方向（X、Y、Z方向）上均能夠顯著減少擺位誤差，從而顯著縮小CTV外放邊界（ Plt;0.05 ）。在旋轉方向（RX、RY、RZ方向）上，雖然差異均無統計學意義，但熱塑膜固定方式仍表現出一定的優勢。這表明熱塑膜固定結合CBCT和六維床技術在子宮頸癌術后放療中能夠更有效地減少擺位誤差，提高放療的精準度，進而縮小CTV外放邊界，減少對周圍正常組織的照射劑量。

本研究在三維平移誤差校正方面，數據顯示熱塑膜固定系統在X、Y、Z軸向上誤差均減少，相較傳統固定方式均有改善（ Plt;0.05 ）。這種各向異性的校正特性可能源于熱塑材料的生物力學適配性，其溫度響應特性可實現與患者體表解剖結構的精確貼合。特別是在骨盆區域存在術后組織回縮和體表曲率變化的特殊情況下，剛性固定裝置通過多點錨定作用有效抑制了體位轉移過程中的微位移累積。值得關注的是，雖然兩種固定方式在Z軸方向的絕對誤差值均最小，但熱塑膜系統在該方向仍展現出最大的相對改善幅度，這提示垂直軸向的位移抑制可能是提升整體擺位精度的關鍵控制點。

劑量學分析表明，劑量學相關性分析：Z軸誤差改善對直腸保護最顯著（ _r=0.653 ），這可能與該方向誤差直接改變骶前間隙劑量梯度有關。但有趣的是，Y軸誤差與膀胱劑量相關性較弱（ _r=0.541 ），暗示膀胱位置受呼吸運動影響更大，單純依靠體位固定難以完全控制其位移。這種現象可能源于兩方面機制：首先，精確重復擺位減少了PTV向CTV的過度擴展，使劑量分布更貼合實際解剖結構；其次，熱塑膜系統的剛性支撐降低了呼吸運動引起的靶區形變，這在術后盆腔結構穩定性受損的患者中尤為關鍵。值得注意的是，劑量學參數的改善幅度與擺位誤差校正率呈現時間依賴性特征，隨著治療分次數增加，誤差累積效應的抑制使劑量偏差呈現幾何級數縮減。

綜上所述，熱塑膜固定結合CBCT和六維床技術在子宮頸癌術后放療中具有顯著優勢，能夠顯著減少擺位誤差，靶區的定位更加精確，提高放療的精準度。

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