引用本文
黄殿毅, 刘平平, 方良毅, 龙亮, 吕凤泉, 岑伟健, 曾子君. 一种基于计划床值的摆位方法在保乳术后调强放疗中的应用. 循证医学, 2022,22(4): 217-223.
HUANG Dian-yi, LIU Ping-ping, FANG Liang-yi, LONG Liang, LV Feng-quan, CEN Wei-jian, ZENG Zi-jun. Application of Setup Method Based on Planned Bed Value in Intensity-Modulated Radiation Therapy After Breast-Conserving Surgery. Journal of Evidence-Based Medicine,2022,22(4): 217-223.  
DOI:10.12019/j.issn.1671-5144.2022.04.006
Permissions
Copyright©2022, 《循证医学》编辑部
《循证医学》杂志 版权所有
一种基于计划床值的摆位方法在保乳术后调强放疗中的应用
黄殿毅, 刘平平, 方良毅, 龙亮, 吕凤泉, 岑伟健, 曾子君
广东省人民医院放疗科、广东省医学科学院, 广州510080
通讯作者: 曾子君, Tel：020-83827812, E-mail：2045335883@163.com。
作者简介:

黄殿毅（1988-）,男,广东广州人,医学本科,技师,主要从事放射治疗技术研究。

摘要

目的 为提高在Orfit板+体表标线固定技术下的乳腺癌保乳术后调强放疗患者摆位治疗精准度,提出一种基于计划床值的改良摆位方法。方法 选取29例在Orfit板+体表标线固定技术下接受保乳术后调强放疗病例,同一患者分别按体表治疗标记点（常规摆位组）与计划床值（试验摆位组）进行摆位,并通过锥形束计算机断层扫描（cone-beam computed tomography,CBCT）自动配准方式获取两组在左右（lateral,Lat）方向、头脚（longitudinal,Lng）方向和腹背（vertical,Vrt）方向的配准误差,同时收集患者治疗前的体质量指数（body mass index,BMI）、乳房最大厚度值,与各方向误差值进行相关性Pearson分析。结果 常规摆位组在左右（Lat）方向、头脚（Lng）方向和腹背（Vrt）方向的摆位误差分别为（-0.01±0.32）cm、（-0.03±0.23）cm和（-0.20±0.38）cm;试验摆位组摆位误差依次为（-0.04±0.31）cm、（0.04±0.22）cm和（-0.06±0.23）cm。两组在头脚（Lng）方向和腹背（Vrt）方向的摆位误差（ P<0.05）有统计学意义;而左右（Lat）方向的（ P>0.05）无统计学意义。BMI值与常规摆位误差存在相关性[腹背（Vrt）方向 r=-0.435, P=0.018],与试验组各方向摆位误差均不存在相关（ P>0.05）;乳房厚度与两组各方向摆位误差均不存在相关（ P>0.05）。结论 计划床值摆位精度优于体表治疗标记点,提示对Orfit板+体表标线固定技术下的保乳术后患者放疗具有潜在的临床获益。

关键词: 摆位方式; 摆位误差; 体表标记; 计划床值
中图分类号:R737.9 文献标识码:A 收稿日期: 2021-07-13
Application of Setup Method Based on Planned Bed Value in Intensity-Modulated Radiation Therapy After Breast-Conserving Surgery
HUANG Dian-yi, LIU Ping-ping, FANG Liang-yi, LONG Liang, LV Feng-quan, CEN Wei-jian, ZENG Zi-jun
Department of Radiotherapy, Guangdong Provincial People's Hospital, Guangdong Academy of Medical Sciences, Guangzhou 510080, China
Abstract

Objective The setup method based on planned bed value was proposed to improve setup accuracy under Orfit plate and body surface fixation of intensity-modulated radiation therapy （IMRT） patients of breast-conserving surgery.Methods A total of 29 cases of IMRT patients after breast-conserving surgery were selected and all patients were fixed with body surface fixation and Orfit in the supine position. The same patient was setup according to the skin markers （conventional group） and the planned bed value （experimental group） respectively. All patients after cone-beam computed tomography （CBCT） scan were matched with the CT images by rigid registration and the setup errors in three directions [lateral（Lat）, longitudinal （Lng）, and vertical （Vrt）] were obtained. Meanwhile, the body mass index （BMI） value and the maximum breast thickness value before treatment were collected for correlation Pearson analysis with the difference of all directions.Results The setup errors in the lateral direction, longitudinal direction, and vertical direction of the conventional group were （-0.01±0.32） cm, （-0.03± 0.23） cm, and （-0.20±0.38） cm respectively. The setup errors of the experimental group were （-0.04±0.31） cm, （0.04±0.22） cm, and （-0.06±0.23） cm successively. The setup errors in the Lng direction and Vrt direction between the two groups were statistically significant （ P<0.05）. There was no statistical significance in the Lat direction （ P>0.05）. BMI value was correlated with the setup errors of the conventional group （Vrt direction r=-0.435, P=0.018） but not correlated with the setup errors of the experimental group （ P>0.05）. Breast thickness was not correlated with the directional pendulum errors in both groups （ P>0.05）.Conclusions The setup accuracy of the planned bed value was better than skin markers, which indicated that it might have potential clinical benefits for breast cancer patients with radiotherapy under Orfit plate body surface fixation.

Key words: setup method; setup error; skin marker; planned bed value

放射治疗是乳腺癌治疗的重要方法之一, 其治疗的精确度需要患者体位高度一致的重复性[1, 2]。摆位方式作为贯穿放射治疗始末及治疗前的最后一步对患者体位的重复性起到决定性作用, 从而间接影响治疗效果[3]。

从乳腺癌体位固定的技术与发展的综述可知, 常用的体位固定装置各有优劣, 如真空袋定位摆位过程复杂且易漏气, 热塑体膜增加皮肤急性反应的可能性以及乳腺托架的舒适性不够等, 故业内尚无统一认可的固定方式[4]。目前广东省人民医院放疗科对于乳腺癌保乳术后调强放射治疗只有Orfit板+形状记忆热塑网膜固定技术和Orfit板+体表标线固定技术两种固定方式, 其中体部形状记忆热塑膜固定方式在体位重复性上有较好表现, 但定位以及每次治疗扣膜时, 因冷却后的热塑膜对乳腺的挤压导致乳腺组织变形引起靶器官的移位及皮肤受量增加而引发急性皮肤反应, 甚至热塑膜与皮肤的接触性摩擦, 也会增加皮肤损伤可能性, 故现在医疗机构使用该固定方式正逐渐减少。因此, 单纯体板固定方式因为没有剂量生物效应的积累[5]、急性皮肤损伤几率下降、操作简单等优点受到临床青睐。但是, Orfit板固定方式下的保乳术后患者在实际治疗过程中, 由于患者治疗标记点位于乳房表面, 且乳房大小形状各异并缺乏固定性（乳房会不自主下垂偏移）等原因会造成治疗标记点偏移、临床靶体积（clinical target volume, CTV）位移等问题[6, 7]。临床研究发现, 3%~5%的剂量误差就会引起原发灶失控及并发症增加, 因此必须在保证摆位精度前提下应用体表固定方式治疗患者[8]。

本文为避免使用热塑膜带来剂量叠加效应, 同时保证体表标线固定技术的精准度, 考虑到计划床值为相对定位原点的绝对床值并受乳房形态影响较小, 探讨把计划床值作为实际治疗床值进行摆位的可行性。

1 资料与方法
1.1 病例资料

选取广东省人民医院放疗科2020年2月至7月期间收治的保乳术后需做调强放射治疗的女性乳腺癌患者29例, 其中左侧患者16例, 右侧患者13例, 年龄在27岁至66岁, 中位年龄为45岁。所有患者KPS（Karnofsky Performance Status）评分≥ 80分。

1.2 计算机断层扫描（computed tomography, CT）机下摆位及定位

（1）摆位要求：在CT机定位床上, 正确安装定位Orfit板, 患者需脱光上衣且外裤下拉至膝关节水平（只保留贴身短裤）, 选择患者合适的枕头后, 嘱患者自然仰卧于Orfit板上, 双臂上举放松置于双肩托上, 双手握手抓棒, 嘱患者平静呼吸。原则上人体纵轴（鼻尖, 锁骨上窝中点, 剑突, 脐部, 4点一线）与零位激光线左右（lateral, Lat）方向要求重合, 检查床升床高度为患者腋中线与零位激光线腹背（vertical, Vrt）方向要求重合, 检查床平移到乳头连线处与零位激光线头脚（longitudinal, Lng）方向要求重合, 在3线相交处（选择平静呼吸下的吸气末）设为定位原点, 并用激光枪在体表原点处烧灼出定位点。

（2）CT定位：患者体位固定后, 在美国Lightspeed RT大孔径螺旋CT机和Varian Eclipse 13.6放射治疗计划系统上进行定位CT扫描和治疗计划制定, 美国瓦里安医用直线加速器Trilogy治疗, 该加速器的机载影像系统（on board imager, OBI）配备有千伏锥形束CT设备。定位CT扫描条件为120 Kv、320 mAs、层厚2.5 mm, 扫描范围为下颌骨到第2腰椎下缘。

1.3 摆位方法

为减少体型变化影响, 在同一个患者身上进行两种摆位方式摆位验证, 按照其参考点的不同, 分为常规摆位组与试验摆位组, 获取患者治疗期间每周一组的配准误差数据, 共获取200次治疗前配准误差数据, 所有患者放疗前均签署放射治疗知情同意书。

常规摆位方法：借助激光标记线, 在治疗床参考床值位置, 以患者体表标记线调整患者体位实施摆位, 操作流程如图1中①框图所示。试验摆位方法：首先在患者复位过程中, 记录其复位时定位原点的腹背（Vrt）值, 并在医生审核通过后获取理想的参考计划床值, 如图1中②框图所示。然后在摆位治疗时, 先手动升降治疗床到患者复位时记录的腹背（Vrt）值, 仅通过摆动患者身体使激光线十字与患者体表相应方向定位原点重合, 再手动移床让实际治疗床床值与治疗计划床值数值一致后, 再对患者进行CBCT扫描及图像配准, 如图1中③部分。引入复位时定位原点的Vrt值, 一定程度上防止靶区形态变化对治疗的影响。在常规摆位方式, 由于患者不自主移动, 在定位原点与激光线重合后, 每次治疗摆位的Vrt值均可能与复位摆位时定位原点Vrt值有差异, 故在体位一致性和可重复性上差于试验组摆位方式。在试验摆位方式中, 当治疗时升降床值致Vrt值不变后（原点Lat值为0, Lng为定位时选择的体板刻度）, 通过移动患者体位, 在保证体表的原点与激光线重合的同时, 也是在调整治疗体位重复复位时原点体位的过程。

图1 两种摆位方式流程图Fig.1 Flow chart of two kinds of setup methods

1.4 统计学处理

将治疗前CBCT图像与定位CT图像进行自动灰度配准, 感兴趣区（region of interest, ROI）选取为整个胸部, 上界锁骨、下界肋骨、侧面腋中线。把靶区配准结果作为摆位误差, 对两组摆位方式在左右（Lat）、头脚（Lng）和腹背（Vrt）3个平移方向的摆位误差分布进行统计分析。首次复位后, 记录患者的体质量指数（body mass index, BMI）值和线下测量患者的乳房最大厚度值（乳腺组织最大径, 即乳腺组织最凸点至最近胸壁肌外缘的距离）。统计分析BMI值和乳房厚度值与各方向误差的相关性。

本实验使用SPSS 26.0进行数据统计分析, 以均值 ± 标准差（$\bar{x} \pm s$）表示, 数据经正态性检验符合正态分布, 两组摆位方式对应的摆位误差数据行独立样本t检验; 对于两种摆位方式各个方向平均误差与患者BMI值和乳房厚度之间的相关采用Pearson相关法进行相关性分析, 以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 两组平移误差比较

两种摆位方式200次的3个方向平移摆位误差频次分布显示, 试验组大部分摆位误差分布更为集中, 试验组在头脚（Lng）方向的误差绝对值< 3 mm的比例相比常规组得到改善, 而误差的绝对值> 5 mm为0, 优于常规组; 试验组的腹背（Vrt）方向的误差绝对值≤ 2 mm的比例为77%, 误差绝对值≤ 5 mm的比例为97%, 亦优于常规组; 但两组在左右（Lat）方向上的误差相差不大, 见表1, 误差分布如图2所示。

表1 两组各方向误差绝对值范围分布情况百分比 Tab.1 Percentage distribution of absolute error range in each direction of the two groups （%）

图2 两种摆位方法200次各方向摆位误差分布图
注：A. 左右方向（Lat）; B.头脚方向（Lng）; C. 腹背方向（Vrt）Fig.2 Setup error histogram of translational directions
Note：A. lateral, Lat; B. longitudinal, Lng; C. vertical, Vrt

2.2 两组组间比较

组间比较结果显示, 两组间在左右（Lat）方向上的误差无明显差异（T=0.628, P> 0.05）; 在头脚（Lng）和腹背（Vrt）方向上试验组的摆位误差小于常规组, 差异有统计学意义（T=-2.358, T=-3.069, P< 0.05）, 见表2。

表2 两组各个方向误差比较 Tab.2 Comparison of errors in each direction between the two groups （$\bar{x} \pm s$, cm）
2.3 BMI值和乳房厚度与两组误差相关性

患者的BMI为（24± 4.0）kg/cm2, 乳腺厚度范围为（1.88~6.6）cm。BMI值和乳房厚度与两组误差相关性分析发现, BMI值与常规组摆位方式腹背（Vrt）方向误差相关性P< 0.05, r值绝对值大于0.4, 为弱相关。与常规组摆位方式头脚（Lng）、左右（Lat）方向和试验组摆位方式中各方向误差相关性均P> 0.05, 不存在相关。患者乳腺厚度与两组各方向误差相关性P> 0.05, 不存在相关, 见表3。

表3 患者BMI和乳房厚度与两组各个方向平均误差pearson分析 Tab.3 Pearson analysis of BMI and breast thickness of patients and the average error in each direction of the two groups
3 讨论

根据国际辐射单位和测量委员会（International Commission on Radiation Units and Measurements, ICRU）83号报告, 体位固定精度的提高可减少调强计划CTV与计划靶区（planning target volume, PTV）之间的外扩值, 提高治疗靶区剂量。所以目前学者主要在固定方式上考虑提高治疗精度, 例如运用新兴的塑形垫和发泡胶, 或者热塑膜和真空垫一起联合使用。通过改变不同的固定方式, 来提高固定的精度和体位重复性, 最终提高治疗增益比[9, 10]。

实际上, 摆位作为临床放射治疗的重要环节, 其摆位精度直接影响治疗剂量精度。本研究从摆位方式出发, 满足放疗临床需求, 针对放疗过程中的摆位步骤, 依靠Varian加速器自带的高精度三维图像验证系统CBCT[11, 12], 通过临床实践对比研究, 探索提高乳腺肿瘤患者放疗精度的摆位方法。本文提出应用于乳腺肿瘤放疗的计划床值摆位方法, 该方法不但没有增加新的设备部件且与常规方法在CT定位、复位验证步骤基本一致, 只是在摆位时先调整治疗床高度值为复位时定位原点Vrt值, 再进行摆位, 本质上并没有改变原有的定位摆位方式, 工作效率得到保证, 符合现代广大医院的要求。同时本方法并没有在固定方式有所改变, 故对运用其它固定器+体表标线固定技术的保乳术后患者都可以尝试运用该方法来提高摆位精度。

本科室要求, 乳腺PTV最大外扩为5 mm, 故把任何一个方向> 5 mm的摆位误差绝对值设为异常摆位个数。本文试验组左右（Lat）方向、头脚（Lng）方向、腹背（Vrt）方向各方向误差绝对值≤ 5 mm的比例分别为94%、100%、97%, 略优于黄家文[13]等学者在个体化真空固定垫及形状记忆热塑网膜固定技术研究中相应各方向误差绝对值≤ 5 mm比例的92.5%、75%、92.5%, 说明该方法能达到比真空固定垫及形状记忆热塑网膜固定技术更好的治疗精度, 可以有效降低了异常摆位的发生频次。分析其原因是：按计划床值方式摆位后, 乳腺每次自由下垂方向较为一致, 而热塑网膜在摆位时可能对乳腺挤压而挤压方向等不确定性所致。张英婷等[14]与周常锋等[15]等学者研究将发泡胶应用于肺癌与乳腺癌的胸腹部肿瘤的结果显示, 发泡胶个体化塑形比负压真空垫, 具有更好的固定精度与重复性。房建南等[16]研究使用发泡胶固定方式在左右（Lat）方向、头脚（Lng）方向、腹背（Vrt）方向各方向误差绝对值< 3 mm比例为67.7%、78.1%、82.3%, 与本研究相应各方向摆位误差55%、82%、77%大体一致, 但在左右方向, 发泡胶固定方式明显更优, 分析原因如下：发泡胶可以左右塑形, 起到固定患者左右移动的作用, 而且, 发泡胶组剔除了BIM≥ 28的患者入组。综上所述本研究方法在减轻了体膜的应用带来的低能放射线的影响外, 也能达到目前各种固定方式相应的治疗精度水平。

BMI值与常规组摆位方式存在相关性, 可能是因为该固定方式并没有对乳腺有所限制, 患者BMI值越大, 乳腺不自主移动幅度越大; 患者BMI值越大, 体形越大, 摆位难度增加, 误差值相应变大。患者的BMI值与试验组摆位方式不存在相关性的结果与Offerman[17]等学者的研究相一致, 可以认为本文试验组的摆位方式与其它学者的固定摆位方式有相同的效果, 其摆位方式都能有效地减少BMI值变化对误差值影响。

4 结语

研究表明, 计划床值摆位方法可有效提高体位重复性, 提高治疗精度, 确保放疗计划有效实施, 有较好的临床应用价值。该摆位方式在左右方向误差有待改善, 故后期计划引入发泡胶, 选择合理尺寸的布袋对非照射区塑形以限制患者左右移动等研究。

参考文献
[1] HEHR T, BAUMANN R, BUDACH W, et al. Radiotherapy after skin-sparing mastectomy with immediate breast reconstruction in intermediate-risk breast cancer: Indication and technical considerations[J]. Strahlenther Onkol, 2019, 195(11): 949-963. [本文引用:1]
[2] DUMA M N, BAUMANN R, BUDACH W, et al. Heart-sparing radiotherapy techniques in breast cancer patients: A recommendation of the breast cancer expert panel of the German society of radiation oncology (DEGRO)[J]. Strahlenther Onkol, 2019, 195(10): 861-871. [本文引用:1]
[3] XU X, ZHANG M N, WANG B, et al. Analysis of the related factors of position error of intensity-modulated radiotherapy after breast concretion[J]. Chinese Journal of Radiology and Protection, 2019(6): 434-438.
[徐晓, 张敏娜, 王冰, 等. 乳腺癌保乳术后调强放疗摆位误差相关因素分析[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2019(6): 434-438. ] [本文引用:1]
[4] HUANG D, YUAN H. Techniques and development of posture fixation in modern radiotherapy of breast[J]. World Latest Medical Information Abstracts (Continuous Electronic Journal), 2020, 20(52): 40-41.
[黄店, 原浩. 乳腺现代放射治疗的体位固定技术与发展[J]. 世界最新医学信息文摘(连续型电子期刊), 2020, 20(52): 40-41. ] [本文引用:1]
[5] LIN Q, ZHANG S F, CHEN Y, et al. Study on the effect of hot plastic mask on skin dose[J]. Clinical and Rehabilitation of Oncology in China, 2005(6): 494-496.
[林清, 张松方, 陈音, 等. 热塑料面膜对皮肤剂量的影响研究[J]. 中国肿瘤临床与康复, 2005(6): 494-496. ] [本文引用:1]
[6] CONROY L, QUIRK S, SMITH W L. Realistic respiratory motion margins for external beam partial breast irradiation[J]. Med Phys, 2015, 42(9): 5404-5409. [本文引用:1]
[7] MA C C, LI D S, WU F C, et al. Dosimetric effect of clinical tumor target location shift on intensity modulated conformal radiotherapy after modified radical resection of left breast cancer[J]. Journal of Practical Medicine, 2015, 31(11): 1801-1803.
[马长春, 李东升, 伍方财, 等. 临床肿瘤靶区位移对左侧乳腺癌改良根治术后调强适形放疗的剂量学影响[J]. 实用医学杂志, 2015, 31(11): 1801-1803. ] [本文引用:1]
[8] SOUMAROVÁ R, RUŠINOVÁ L. Cardiotoxicity of breast cancer radiotherapy-Overview of current results[J]. Rep Pract Oncol Radiother, 2020, 25(2): 182-186. [本文引用:1]
[9] XIAO X. Influence of fixation mode on positioning error of breast cancer radiotherapy[J]. Medical Equipment, 2017, 30(9): 29-30.
[肖轩. 固定方式对乳腺癌放疗摆位误差的影响[J]. 医疗装备, 2017, 30(9): 29-30. ] [本文引用:1]
[10] FU X G, XIONG H, ZHENG Z A, et al. Analysis of the positioning error of radiotherapy for breast cancer with integrated thermoplastic membrane fixation[J]. Oncology Research & Clinical, 2018, 30(6): 374-378.
[付秀根, 熊华, 郑祖安, 等. 颈胸一体热塑膜固定下乳腺癌放疗摆位误差分析[J]. 肿瘤研究与临床, 2018, 30(6): 374-378. ] [本文引用:1]
[11] LU D G, ZHANG Q S. Intensity-modulated radiotherapy for breast cancer[J]. Modern Medical Imaging, 2020, 29(7): 1268-1269.
[吕得刚, 张清圣. CBCT应用在乳腺癌调强放射治疗摆位误差分析中的必要性[J]. 现代医用影像学, 2020, 29(7): 1268-1269. ] [本文引用:1]
[12] CHEN C X, LIU L B, JIANG J. Effect of cone-beam CT image guidance on positioning error of radiotherapy after breast conserving surgery[J]. Medical Equipment, 2019, 32(15): 30-31.
[陈彩霞, 刘利彬, 江杰. 锥形束CT图像引导对乳腺癌保乳术后放疗摆位误差的影响[J]. 医疗装备, 2019, 32(15): 30-31. ] [本文引用:1]
[13] HUANG J W, ZOU Q F, ZHANG M F, et al. Effect of different fixed methods on radiotherapy pendulum error in breast cancer[J]. Journal of Qiqihar Medical College, 2016, 37(23): 2883-2885.
[黄家文, 邹钦凤, 张梅芳, 等. 不同固定方式对乳腺癌放疗摆位误差的影响[J]. 齐齐哈尔医学院学报, 2016, 37(23): 2883-2885. ] [本文引用:1]
[14] ZHANG Y T, LIU B Z, CHEN W F, et al. Comparison of radiotherapy positioning precision with negative pressure vacuum bag fixed lung cancer[J]. Chinese Journal of Radiation Oncology, 2018, 27(3): 299-302.
[张英婷, 刘炳忠, 陈文芬, 等. 聚氨酯发泡胶结合翼板个体化塑形与负压真空袋固定肺癌放疗摆位精度比较[J]. 中华放射肿瘤学杂志, 2018, 27(3): 299-302. ] [本文引用:1]
[15] ZHOU C F, FANG J N, HUANG X B, et al. Preliminary study on the fixation precision of IMRT position with polyurethane foam and negative pressure vacuum pad in radical breast cancer[J]. Chinese Journal of Radiation Oncology, 2019(10): 776-779.
[周常锋, 房建南, 黄晓波, 等. 聚氨酯发泡胶与负压真空垫在乳腺癌保乳根治术后IMRT体位固定精度初步研究[J]. 中华放射肿瘤学杂志, 2019(10): 776-779. ] [本文引用:1]
[16] FANG J N, MA Y J, SHI J T, et al. Comparison of fixation accuracy between foam and breast brackets in breast cancer[J]. Chinese Journal of Radiation Oncology, 2019(5): 369-372.
[房建南, 马玉家, 石俊田, 等. 发泡胶与乳腺托架在乳腺癌保乳术后IMRT中固定精度比较[J]. 中华放射肿瘤学杂志, 2019(5): 369-372. ] [本文引用:1]
[17] OFFERMAN S, LAMBA M, LAVIGNE R. Effect of breast volume on treatment reproducibility on a tomotherapy unit in the treatment of breast cancer[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2011, 80(2): 417-421. [本文引用:1]