世界卫生组织最新全球国家癌症调查报告显示，2020年我国新发癌症总数为4 568 754例^[1]。Hu等^[2]指出，约40%癌症患者会出现椎体转移。2019年美国国立综合癌症网络(NCCN)中枢神经指南中针对椎体原位瘤或椎体骨转移的患者治疗建议根据不同程度症状及分类行手术或放疗^[3]。

在精准放疗时代，靶区位置和剂量精确传递是放射治疗的基础。美国物理师协会第176工作小组发表工作称放疗固定装置和治疗床板会提高皮肤剂量、降低肿瘤剂量，甚至改变剂量分布^[4]。美国瓦里安公司EDGE直线加速器装配的Qfix kVue 6维床自带碳基绝缘可移动滑轨，在放疗实施时，滑轨并不能锁定。在非极端情况(最内、最外)，其位置在分次治疗过程中重复性不高，不能满足精准放疗的要求。当射线从不同角度穿过滑轨和床板，对放疗计划的影响较为复杂。Pulliam等^[5]以前列腺癌患者为研究对象，将滑轨置于“内”和“外”两种位置状态，观察滑轨对6 MV光子线对调强放疗(IMRT)计划的影响发现，滑轨位于“内”和“外”时靶区处方剂量减少2%和4.2%。因此，本研究选取椎体瘤患者为研究对象，采用传统的5野调强计划和3 Gy剂量分次，模拟分析滑轨位置连续变化对均质模体和非均质患者放疗计划的剂量学影响，以期对临床治疗和质量控制工作进行指导。

1. 模型重建：将Qfix kVue床、滑轨和ArcCHECK模体(Sun Nuclear, 美国)，利用定位大孔径螺旋CT(Brilliance-16, Philips Medical Systems Inc, Netherlands)管电压120 kV，曝光电流250 mAs进行扫描。重建层厚2 mm，图像传至Eclipse V15.6 (Varian Medical System, Palo Alto, 美国)计划系统。

Qfix床双侧滑轨间存在限位装置，滑轨内侧移动范围为4~19 cm。滑轨横断面呈梯形，上端边长3 cm，下端边长5.5 cm。在治疗计划系统(TPS)中录入CT值，重建模型并设置为公共模板可插入任意CT影像序列进行计算。

2. 计划制定及分类：选取ArcCHECK模体和椎体瘤患者5例，利用均质的模体作为变化基准，观察各参数在非匀质患者中变化规律差异一致性。选用6或10 MV能量档光子，剂量率为400 MU/min，射野角度为180°、200°、220°、160°、140°，处方剂量3 Gy/次，共10次。采用Acruos XB算法计算剂量，计算网格为2.5 mm×2.5 mm。制作优化计划时保持相同约束条件如权重、正常组织器官(NTO)剂量跌落和迭代次数。制作验证计划时保持优化计划中的MU、处方剂量、射野角度、射野大小、子野数量及通量，选用结构相同但滑轨位置连续移动的CT，制作相同计划进行对比。

根据计划类型可分为优化计划和验证计划。优化计划：制作无滑轨和滑轨在4~19 cm范围内，由内至外，每1 cm双侧同时滑动的调强计划，模拟剂量计算时不考虑和考虑滑轨连续运动。每例患者或模型共17个优化计划(optimized plan，OP)。验证计划：将每1 cm双侧同时移动的滑轨结构插入优化计划组中无滑轨优化计划，创建验证计划(verification plan，VP)，共16个。模拟剂量计算时无滑轨，但实际治疗时有滑轨。将优化计划组中有移动滑轨的计划移除滑轨，其他条件保持一致，创建验证计划，共16个。模拟剂量计算时有连续运动的滑轨，但实际治疗时无滑轨。

3. 靶区评估指标：结合验证计划和优化计划各断面剂量分布，观察靶区均匀性指数(HI)、靶区适形指数(CI)、靶区平均剂量(D_mean)和脊髓最大剂量(D_max)。HI计算公式如下：

式中，D_x%为靶区x%体积范围内接收到的绝对剂量。HI值越接近0，表示靶区剂量均匀性越好。

CI计算公式如下：

式中，PTV为靶区体积，cm³；V_t为处方剂量t%覆盖的体积，cm³，本研究取t=95；TV_PTV为靶区接受95%处方剂量所覆盖的体积，cm³。CI值越接近1表明靶区适形度好。

4. 统计学处理：采用SPSS 21.0软件进行分析。组间差值经正态性检验符合正态分布，以x±s形式表示。经方差齐性检验采用方差分析比较组间数据。P＜0.05为差异有统计学意义。

1. 组间各参数差异性分析：在6和10 MV计划中，移除或添加滑轨，靶区均值、覆盖度和脊髓最大值均出现变化，差异均有统计学意义(F=11.57~361.32，P < 0.05)，具体变化情况详见表 1。

表 1(Table 1)

表 1 6和10 MV患者和模体各组间剂量学参数差值对比(%，x±s) Table 1 Dosimetric parameter differences between patient and phantom groups of 6 and 10 MV(%, x±s) 能量 有无滑轨 靶区均值 靶区覆盖度 脊髓最大值 患者 模体 患者 模体 患者 模体 6 MV 移除滑轨 2.02±0.96 1.98±0.96 -3.07±1.31 -3.61±1.39 2.03±1.44 2.2±1.76 添加滑轨 -2.07±0.99 -2.04±0.97 4.91±0.99 5.38±3.02 -1.83±1.37 -1.79±1.43 F值 27.55 361.32 13.05 P值 < 0.001 0.028 < 0.001 10 MV 移除滑轨 1.74±0.86 1.60±0.73 -2.51±1.03 -2.75±0.98 1.65±1.21 1.87±1.40 添加滑轨 -1.73±0.99 -1.68±0.69 4.03±2.58 4.88±2.62 -1.67±1.25 -1.69±1.25 F值 11.57 357.94 15.31 P值 < 0.001 < 0.001 < 0.001 注：表中移除滑轨组为验证计划无滑轨，优化计划中有滑轨；添加滑轨组为验证计划中有滑轨，优化计划中无滑轨

表 1 6和10 MV患者和模体各组间剂量学参数差值对比(%，x±s) Table 1 Dosimetric parameter differences between patient and phantom groups of 6 and 10 MV(%, x±s)

2. 有无滑轨靶区和危及器官DVH变化图：以滑轨位于13 cm处为例，由图 1可见，验证计划中添加滑轨，靶区处方剂量100%覆盖靶区体积、最大剂量点、靶区D_mean分别减少15%、1.7%、1.8%；验证计划中移除滑轨，靶区处方剂量103%覆盖靶区体积、最大剂量点、靶区D_mean分别增加15%、1.8%、1.7%。

注：SP. 脊髓；PTV.靶区；OP. 优化计划；VP.验证计划；W.有滑轨；W/O.无滑轨 图 1 6 MV有无滑轨优化计划与验证计划DVH图 A.无滑轨; B.滑轨位于13 cm Figure 1 DVH of OP and VP at 6 MV A. Without rails; B. With rails at 13 cm

3. 靶区剂量参数：根据HI定义，其值越接近0表明靶区剂量分布均匀性越好。组间对比发现ΔHI均>0，表明移除或添加滑轨的验证计划靶区均匀性都会变差。不同的是，移除滑轨后，患者和模体ΔHI变化接近。添加滑轨后，模体ΔHI变化更大, 靶区均匀性更差。由于其差值不符合正态分布，未做均值描述。

6和10 MV计划中，移除滑轨使患者靶区D_mean最大增加3.6%(6 cm)和3.5%(6 cm)，模体靶区D_mean最大分别增加3.3%(4 cm)、2.6%(8 cm)；添加滑轨使患者靶区D_mean最大分别减少3.7%(7 cm)、3.6%(7 cm)，模体靶区D_mean最大分别减少3.4%(4 cm)、2.6%(8 cm)，D_mean随滑轨位置变化如图 2。

注：OP. 优化计划；VP.验证计划；W.有滑轨；W/O.无滑轨；PA.患者；PH.模体 图 2 6和10 MV计划中患者和模体靶区平均剂量差值随滑轨距离变化图 A.6 MV；B.10 MV Figure 2 The mean dose of PTV attenuation by rail distance between patient and phantom varies in 6 and 10 MV plans A.6 MV; B.10 MV

靶区ΔCI变化趋势与ΔD_mean图变化规律不同，甚至相反。6 MV时最大分别增加10.4%(8 cm)和10.5%(6 cm); 10 MV时最大分别增加8.6%(7 cm)和9.06%(6 cm)。验证计划中移除滑轨，患者和模体靶区CI随滑轨距离变化：6 MV时最大分别减少5.5%(4 cm)和5.7% (9 cm); 10 MV时，都在滑轨位于9 cm处最大减少4.5%。此时需结合D_mean和不同层面剂量分布，综合判断靶区CI变化。

4.脊髓最大剂量：移除滑轨使患者脊髓D_max最大增加5.4%(6 cm)和4.3%(6 cm)，模体脊髓D_max最大分别增加4.8%(5 cm)、4.0%(6 cm)；添加滑轨使患者脊髓D_max最大分别减少5.4%(6 cm)、4.6%(6 cm)，模体脊髓D_max最大分别减少4.2%(7 cm)、3.5%(6 cm)。脊髓最大剂量随距离变化如图 3。

注：OP. 优化计划；VP.验证计划；W.有滑轨；W/O.无滑轨；PA.患者；PH.模体 图 3 6和10 MV计划中患者和模体脊髓最大剂量Dmax差值随滑轨距离变化图 A.6 MV；B.10 MV Figure 3 The max dose of the spinal cord attenuation by rail distance between patient and phantom in 6 and 10 MV plans A.6 MV; B. 10 MV

椎体瘤调强放射治疗中，肿瘤位置靠近患者背侧，制作计划时通常会布置源皮距更小的床下射野角度^[6]。虽然患者背后5野照射可以保护肾脏的同时提高治疗效率，但射野集中分布在床下时，Qfix kVue治疗床支撑滑轨是射线照射到患者前的重要干扰因素。尤其是在制作椎体瘤放疗计划制作和患者治疗阶段，滑轨对放疗计划的影响通常观察不到。Pulliam等^[5]在前列腺8野6 MV IMRT计划中，以均匀模体为研究对象，将滑轨处于内和外两种静止状态，发现滑轨使患者靶区处方剂量分别减少2.0%和4.2%。本研究结果添加滑轨靶区平均剂量减少部分与此相似。但该研究缺点在于未考虑计划中有滑轨，治疗过程滑轨位置在射野外时靶区平均剂量变化情况。无论增加和拆除滑轨，当滑轨位置朝外侧对称移动时，验证计划中靶区D_mean和脊髓D_max等剂量参数差值非线性减小，直至为0。这是因为滑轨处于照射范围内，射线穿过滑轨面积发生非线性变化。李师等^[7]和Hou等^[8]都指出, 当射线穿过外在装置时，射线百分深度剂量曲线会发生前移，造成靶区和危及器官剂量实际接受剂量减小。当滑轨超出照射范围，射线穿过滑轨面积为0，此时为无滑轨状态，计划中各参数近似不受影响。且在实际治疗过程中滑轨的位置远不止内、外两种离散状态。以上缺点不能全面反映靶区D_max、HI、CI、D_mean和脊髓D_max等真实变化情况。

因此，本研究选择治疗床下5野制作调强计划，动态评估Qfix kVue治疗床支撑滑轨位置在4~19 cm范围内连续变化对椎体瘤放疗计划中靶区和危及器官各参数的扰动，以期对Qfix kVue治疗床的正确使用做出指导。靶区CI表现出与靶区D_mean相反的变化趋势，是因为处方剂量95%覆盖整个患者体积变化速度大于靶区接受处方剂量95%的体积，导致CI数值上更接近1。但根据横断面剂量分布观察，靶区接受处方剂量95%的体积变化较小，接受处方剂量100%和103%的体积与靶区D_mean变化一致。

本研究结果有助于对椎体瘤放疗制作和计划验证做出参考，但在研究过程中尚存在不确定因素，如患者与模体变化规律相似，且患者个体间CT值差异使各剂量参数随距离变化出现误差棒；滑轨材质不均导致影像中CT值波动，TPS数据库推荐滑轨CT值为200 HU。冯国生等^[9]和Nakao等^[10]都指出CT值和相对电子密度转换关系对放疗计划中剂量计算的影响。Hou等^[8]和Gardner等^[11]则认为滑轨CT值为250 HU，Wagner和Vorwerk^[12]和Pulliam等^[5]存在不同看法。本研究扫描Qfix床发现滑轨上下端平均CT值分别为190.0和334.1 HU，本研究将扫描后的真实CT值赋予滑轨模型。

综上所述，椎体瘤调强计划制作时尽可能避开滑轨，评估每个射野穿过滑轨的跳数和面积大小。在治疗时将滑轨置于计划位置，确保剂量精确传递到每一位患者。

利益冲突  无本研究由署名作者独立开展，所有实验设备由作者所在机构提供，与其他个人和组织无任何利益冲突，在此对研究的科学性和独立性予以保证

志谢 感谢靳富对论文选题和全程指导，钟善刚和张卫星在实验数据采集阶段提供的无私帮助

作者贡献声明  李博负责论文撰写、实验实施和数据采集分析；钟明松负责讨论实验内容和方法；罗焕丽负责设计实验、数据处理和论文校对；李师负责讨论数据处理方案和可行性论证；靳富全程负责指导实验思路、审阅论文