中华放射医学与防护杂志  2022, Vol. 42 Issue (7): 522-526   PDF    
乳腺癌保乳术后放疗不同固定方式的比较
罗学臣 , 于佳磊 , 朱琳 , 李雪南 , 李高峰 , 修霞 , 钟秋子 , 徐勇刚     
北京医院放射治疗科 国家老年医学中心 中国医学科学院老年医学研究院, 北京 100730
[摘要] 目的 分析比较乳腺癌保乳术后放疗不同固定方式的摆位精度差异。方法 回顾性选取北京医院2021年1—8月乳腺癌保乳术后接受放疗的患者60例, 其中30例采用多功能体板联合改良型体膜固定(改良型体膜组), 30例采用真空垫固定(真空垫组)。比较两组的摆位误差、三维矢量误差、>5 mm误差的比例, 以及计划靶区(PTV)和临床靶区(CTV)在模拟移床前后的剂量差异(包括PTV_V100、PTV_V95、CTV_V95和模拟移床以后的PTV_V100S、PTV_V95S、CTV_V95S), 并进一步分析改良型体膜组不同放疗时间的摆位误差变化。结果 60例患者共行锥形束CT扫描369次, 其中改良型体膜组195次, 真空垫组174次。两组x、y、z方向(左右、头脚、腹背)的摆位误差分别为(2.59±1.98)、(2.38±2.04)、(1.45±1.16)mm和(2.24±1.63)、(2.78±2.17)、(2.70±1.88)mm, 三维矢量误差分别为(4.32±2.28)、(5.13±2.14)mm。其中, 改良型体膜组在z方向和三维矢量上误差小于真空垫组(t=-7.77、-3.41, P<0.05)。>5 mm误差出现的比例, 真空垫组在x方向低于改良型体膜组(χ2 =7.13, P<0.05), 改良型体膜组在z方向低于真空垫组(χ2=5.90, P<0.05)。模拟移床后, 改良型体膜组的PTV_V100S优于于真空垫组(t=2.47, P<0.05)。且改良型体膜组第1周的x方向误差大于第2~3周和第4~5周(P<0.05)。结论 使用多功能体板联合改良型体膜固定总体效果优于单纯使用真空垫固定, 但应特别注意放疗第1周x方向的误差。
[关键词] 摆位误差    乳腺癌    放射治疗    多功能体板    
Comparison of different immobilization methods in breast cancer radiotherapy after breast-conserving surgery
Luo Xuechen , Yu Jialei , Zhu Lin , Li Xuenan , Li Gaofeng , Xiu Xia , Zhong Qiuzi , Xu Yonggang     
Department of Radiation Oncology, Beijing Hospital, National Center of Gerontology, Institute of Geriatric Medicine, Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College, Beijing 100730, China
[Abstract] Objective To compare and analyze the differences in the setup accuracy of different immobilization method in breast cancer radiotherapy after breast-conserving surgery. Methods A retrospective study was conducted on 60 patients who received radiotherapy after breast-conserving surgery from January to August, 2021. These patients were divided into two groups. One group consisted of 30 cases who were immobilized using a modified body thermoplastic membrane combined with a multifunction body board during the breast cancer radiotherapy and was called the modified body thermoplastic membrane group. The other group comprised 30 cases immobilized using a vacuum cushion during breast cancer radiotherapy and was referred to as the vacuum cushion group. The setup errors, 3D vector errors, the proportion of errors of > 5 mm, and the dosimetric differences in the planning target volume (PTV) and the clinical target volume (CTV) before and after simulated treatment bed moving (including the PTV_V100, PTV_V95, and CTV_V95 before simulated treatment bed moving and the PTV_V100S, PTV_V95S, and CTV_V95S after simulated treatment bed moving) were compared between two groups. Moreover, for the modified body thermoplastic membrane group, the changes in the average setup errors at different radiotherapy stages were also analyzed. Results A total of 369 cone-beam CT scans were conducted for 60 patients, including 195 CT scans for the modified body thermoplastic membrane group and 174 CT scans for the vacuum cushion group. The setup errors in the x, y, and z directions (right-left, anterior-posterior, and superior-inferior, respectively) of the modified body thermoplastic membrane group were (2.59±1.98) mm, (2.38±2.04) mm, and (1.45±1.16) mm, respectively, while those of the other group were (2.24±1.63) mm, (2.78±2.17) mm, and (2.70±1.88) mm, respectively. The 3D vector errors of both groups were (4.32±2.28) mm and (5.13±2.14) mm, respectively. Therefore, the setup error in direction z and the 3D vector error of the modified body thermoplastic membrane group were less than those of the vacuum cushion group (t = -7.77, -3.41, P < 0.05). Moreover, the proportion of setup errors of > 5 mm in the x direction of the vacuum cushion group was lower than that of the modified body thermoplastic membrane group (χ2 = 7.13, P < 0.05), while such proportion in the z direction of the modified body thermoplastic membrane group was lower than that of the vacuum cushion group (χ2= 5.90, P < 0.05). After the simulated treatment bed moving, the PTV_V100S of the modified body thermoplastic membrane group was better than that of the vacuum cushion group (t = 2.47, P < 0.05). Furthermore, for the modified body thermoplastic membrane group, the setup errors in the x direction in the first week were higher than those in the 2-3 weeks and 4-5 weeks (P < 0.05). Conclusions The modified body thermoplastic membrane combined with a multifunction body board yield better immobilization effects than a vacuum cushion. However, it produces high setup errors in the x direction in the first week of the radiotherapy, to which special attention should be paid.
[Key words] Setup errors    Breast cancer    Radiotherapy    Multifunction body board    

保乳手术是早期乳腺癌治疗的标准术式,术后放疗是重要的辅助治疗手段[1]。保乳手术联合术后放射治疗可以取得同根治手术相当的疗效,并且取得了良好的美容效果[2-4]。术后放疗作为乳腺癌综合治疗当中重要的一环,能否准确地实施,摆位误差是最重要的影响因素。为减少摆位误差,多种固定方式被临床使用[5-8],然而最优的固定方式尚无统一的认识。本研究使用的改良型体膜,采用完全暴露患侧颈胸部的设计,能够避免传统颈胸体膜的剂量建成效应加重皮肤不良反应[9],但由于缺少对其固定准确性的研究,导致医生在选择何种固定方式上,存在一定的主观性和随意性。因此,本研究对改良型体膜和真空垫两种固定方式进行了比较,希望为临床固定方式的选择提供数据参考。

资料与方法

1. 一般资料:回顾性选取2021年1—8月在北京医院放疗科进行保乳术后放疗的患者60例,年龄25~66岁,中位年龄45岁。其中30例采用多功能体板联合改良型体膜固定(改良型体膜组),30例采用真空垫固定(真空垫组)。两组患者的一般临床特征见表 1。入组标准:①乳腺癌行保乳手术的患者。②上肢功能良好,可正常上举、外展。③卡氏(KPS)评分>70分。④治疗技术为固定野调强放疗(IMRT)。

表 1 不同固定方法两组乳腺癌患者的一般临床特征 Table 1 Clinical characteristics of two groups of breast cancer patients using different immobilization methods

2. 体位固定:①改良型体膜组:患者仰卧平躺于多功能体板正中,根据上肢上举和外展情况及患者舒适程度调整好臂托和腕托的高度和角度,手臂上举外展,放于其上。将改良型体膜固定患者颈胸部。体膜的覆盖范围包括面部、健侧颈部、胸部和腹部,患侧颈部和胸部完全暴露。待体膜完全冷却后取下(20 min左右),以减少塑形后体膜收缩[10]。②真空垫组:患者仰卧平躺于真空垫上,双臂上举,双手交叉或握住腕部,置于头顶。真空垫适当充气,固定颈胸部以及上肢后抽真空塑形。制作过程中注意避免挤压皮肤。

3. 扫描CT和制作计划:采用荷兰Philips公司的Brilliance Big Bore大孔径CT模拟机定位,管电压140 kV;层厚5 mm,层间距5 mm;扫描范围:乳突至肝脏下缘,扫描完成后,将图像传输至美国瓦里安Eclipse治疗计划系统。由高年资医师勾画靶区,范围包括全乳,部分患者需要包括锁骨上及腋顶区域。物理师制作计划并进行计划验证。

4. 锥形束CT(CBCT)扫描和图像配准:治疗开始后前3次扫描CBCT,以后每周1次,设备为美国Varian公司的True beam直线加速器。CBCT扫描模式:胸部,扫描长度17.5 cm,视野(FOV)46.5 cm,扫描参数:125 kV,270 mAs,层厚2 mm。所得数据经重建后形成CT图像,与定位CT图像对比,得到左右(x)、头脚(y)、腹背(z)的摆位误差。配准范围:一般应尽量包全靶区和重要的危及器官。配准方式:先行灰度配准后,由主治医生评判,如准确性不佳,则参考术后留置金属夹位置,进行手动调整。

5. 数据记录:记录每位患者的年龄、身高、体重、乳腺体积以及CBCT扫描所得误差数据,并根据公式体质量指数(BMI)=体重/身高2,计算BMI。

6. 三维矢量误差的计算:三维矢量误差反映了治疗中心在三维空间的综合偏差。计算公式为:三维矢量误差=$\sqrt {{x^2} + {y^2} + {z^2}} $

7. 剂量学比较:计算每位患者的平均摆位误差,在瓦里安Eclipse计划系统中调出计划,模拟移床,将等中心移至误差位置,重新计算剂量,比较两组患者计划靶区(PTV)和临床靶区(CTV)的剂量学差异。比较指标包括PTV_V100、PTV_V95、CTV_V95,模拟移床以后表示为PTV_V100S、PTV_V95S、CTV_V95S

8. 统计学处理:采用SPSS 22.0软件分析数据,符合正态分布的数据,用x±s表示。组间摆位误差均值及剂量体积的比较采用独立样本t检验,组间率的比较采用χ2检验,符合方差齐性的使用单因素方差分析,比较不同时期的摆位误差。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

1. 两组的摆位误差比较:60例患者共行CBCT扫描369次,其中改良型体膜组30例扫描195次,真空垫组30例扫描174次。组间比较z方向和三维矢量误差,改良型体膜组小于真空垫组,差异有统计学意义(t=-7.77、-3.41,P<0.05),x方向和y方向差异无统计学意义(P>0.05,表 2)。两组各方向出现较大误差比例的比较:真空垫组在x方向低于改良型体膜组,差异有统计学意义(χ2=7.13,P<0.05)。改良型体膜组在z方向低于真空垫组,差异有统计学意义(χ2=5.90,P<0.05,表 3)。

表 2 不同方向两组患者摆位误差的比较(mm,x±s) Table 2 Comparison of setup errors in different directions between two groups(mm, x±s)

表 3 不同方向两组患者出现较大误差(>5 mm) 比例的比较(%) Table 3 Comparison of the proportion of higher errors (> 5 mm) in different directions between two groups (%)

2. 两组患者的剂量学差异:仅发现改良型体膜组的PTV_V100S优于真空垫组,差异有统计学意义(t=2.47,P<0.05),见表 4

表 4 两组患者的剂量体积比较(%,x±s) Table 4 Comparison of dose-volume between two groups(%, x±s)

3. 改良型体膜组不同放疗时间摆位误差的比较:仅发现x方向不同时间误差差异有统计学意义(F=3.28,P<0.05),事后多重比较结果显示第1周的平均摆位误差大于第2~3周和第4~5周,差异有统计学意义(P<0.05),见表 5

表 5 30例改良型体膜组不同时期的摆位误差及比较(mm,x±s) Table 5 Comparison of setup errors at different stages of the modified body membrane group(mm, x±s)

讨论

随着放疗设备的推陈出新和新技术的推广使用,乳腺癌保乳术后采用调强放疗技术的比例越来越高,相比传统适形放疗,调强放疗应对乳腺癌靶区有更好的效果。但这也对放疗的准确性提出了更高的要求,如果误差过大,可能会造成脱靶,严重影响治疗效果。固定方式是决定重复性优劣和摆位误差大小的基础。选择合适的固定器材,有利于减少误差,实施精准放疗[8, 11]

本研究结果显示,两组3个方向的平均误差均在3 mm以内,提示使用这两种固定方式均取得了较好的固定效果。对两组患者平均摆位误差以及三维矢量误差进行比较,结果改良型体膜组的z方向和三维矢量误差都小于真空垫组,这说明使用多功能体板联合改良型体膜可以减少摆位误差。分析其原因可能是:①由于改良型体膜,对患者的胸腹部有着很好的包围和固定,限制了患者的呼吸运动和不自主运动,从而提高了患者体位的可重复性。②体板的臂托和腕托可调整高度和角度,可个性化的为患者提供舒适的手臂姿势,体位重复性更佳。③使用体板定位时,本研究增加了人体纵轴激光灯零位标记线,结合体板两侧的刻度线,可保证人体和体板空间位置的一致性。另外,对于部分需照射锁骨上及腋顶区域的患者,体板联合改良型体膜能更好地固定头颈部和下颌仰角,使其相较真空垫固定更具优势。徐晓等[12]比较了热塑体膜和乳腺托架这两种固定方式,结果显示,热塑体膜固定可减少摆位误差和PTV外扩边界。谢涛等[13]的研究结果显示,乳腺癌改良根治术后的患者使用多功能体板对头部进行固定,其准确性优于乳腺托架。

由于乳腺癌保乳术后的患者在本放疗科的CTV外放边界大多为5 mm,误差超过5 mm即有可能导致靶区漏照,因此在比较平均摆位误差的同时,本研究也比较了两组在各方向出现较大误差(>5 mm)的比例,结果z方向改良型体膜组优于真空垫组,这与本研究平均摆位误差的比较结果相一致,同样说明了改良型体膜固定的优势。而x方向真空垫组则优于改良型体膜组,这可能是由于真空垫对背部和身体两侧的包裹固定效果较体板的平板结构为优,患者身体不易旋转。另外,部分体膜收缩则是造成改良型体膜组x方向的较大误差比例高的主要原因。因此,为减少改良型体膜组x方向较大摆位误差的出现,建议增加CBCT扫描次数,找到误差偏移规律后,由医生修改体膜或患者身上的标记线,并再次扫描CBCT确认。此外,在条件允许的情况下,定位时尽量延长体膜在患者身上的静置时间,减少体膜收缩。

本研究比较了两种固定方式PTV和CTV的剂量学差异,仅发现二者PTV_V100S的差异有统计学意义。这说明在不考虑误差的情况下,两种固定方式都可达到很好的剂量分布且差异不大。而在实际应用中,改良型体膜组由于摆位误差更小而表现出了明显的剂量学优势。本研究进一步对改良型体膜组不同时间的摆位误差进行分析,发现第1周的x方向误差大于其他时间, 这可能多是由于患者精神紧张以及首次放疗摆位没有参考床值引起,随着患者的放松,以及参考床值的获取,摆位误差在后续治疗中缩小。因此,建议技术员在放疗开始时,加强对患者的宣教,减轻患者紧张情绪。同时,可在第1周增加扫描次数,直至误差变化稳定。于舒飞等[14]同样发现,乳腺癌保乳术后患者第1周的误差大于第2~3周,并且超重的患者误差增大。

综上所述,乳腺癌保乳术后放疗使用多功能体板联合改良型体膜,总体固定效果优于单纯真空垫固定,但应特别注意放疗第1周左右方向的误差,可适当增加CBCT扫描次数加以应对。

利益冲突  本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展, 未因进行该研究接受任何不正当的职务或财务利益, 在此对研究的独立性和科学性予以保证

作者贡献声明  罗学臣负责论文撰写和数据分析; 于佳磊、朱琳负责资料收集和文献查找; 李雪南负责实施实验; 李高峰、修霞、钟秋子、徐勇刚负责指导论文选题和文章修改

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