宫颈癌放疗腰围变化与两种体位的相关性研究
钟嘉健 丘敏敏 林泽煌 黄泰茗 闵蒙真 肖振华 邓永锦▲
中山大学附属第一医院放疗科,广东广州 510080
[摘要]目的 探究宫颈癌放疗中腰围变化与两种体位固定方式摆位误差的相关性。 方法 回顾性选取2019年6~12月在中山大学附属第一医院接受放疗的60 例宫颈癌患者的临床资料,按照仰卧或俯卧治疗体位分为A、B 两组,每组各30 例。每周行一次锥形束CT(CBCT),离线回顾平移、旋转摆位误差,并计算定位、治疗腰围变化,分析两者相关性。 结果 A 组X、Y、Z 方向平移误差分别为(-0.5±2.7)、(-0.1±3.2)、(0.4±2.5)mm,B 组为(-0.2±3.0)、(0.2±4.0)、(2.0±4.1)mm;A 组Rx、Ry、Rz 方向旋转误差分别为(-0.6±2.2)、(-0.2±0.8)、(0.1±0.8)°,B 组为(0.5±2.3)、(-0.2±1.3)、(0.5±0.9)°,在Z、Rx 与Rz 方向,两组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。A、B 组腰围差△C 分别为(-2.3±2.7)、(-1.4±2.0)cm,两组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。B 组在Z 方向与腰围差△C 呈负相关(r=-0.618,P<0.05)。 结论 宫颈癌放疗仰卧位摆位重复性较佳,但腰围变化会导致严重不良反应;俯卧位对小肠保护较佳,但腰围变化对Z 方向精确度影响较大。临床上需重视腰围变化,必要时采取膀胱充盈与体重干预。
[关键词]固定技术;摆位误差;宫颈肿瘤;放射疗法;腰围
宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一。目前临床上宫颈癌治疗以手术和放化疗结合的方式为主,而放疗近期并发症会影响患者的生活与治疗质量,如最常见的放射性肠炎会引起严重腹泻与体重下降。放疗过程中保证膀胱充盈有利于保护肠道,达到降低近期并发症发生率的效果[1]。临床上最常用的膀胱充盈操作是安排患者按量按时饮水,并等待有尿意时开始放疗。但由于患者依从性问题,膀胱充盈度往往不够准确[2]。放疗常用体位是仰卧位与俯卧位,前者重复性较佳而后者对危及器官的保护效果较佳[3]。每次放疗时,患者体重、饱腹度、膀胱充盈状态[4-5]等因素均可导致腰围变化,造成一定的摆位误差,因此临床上对采用何种体位固定方式最佳没有足够的论证。本研究探究宫颈癌放疗中腰围变化对两种体位固定方式摆位误差的影响,为体位固定方式选择提供参考,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
回顾性选取2019年6~12月在中山大学附属第一医院接受放疗的60 例宫颈癌患者的临床资料,按照仰卧或俯卧治疗体位分为A、B 两组,每组各30 例。A 组中,年龄31~61 岁,中位年龄46 岁。B 组中,年龄32~59 岁,中位年龄46 岁。两组的一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。患者均为原发癌且无远处转移,无膀胱充盈困难,所有患者无放射禁忌证,为首程放疗,并签署治疗知情同意书。
1.2 主要设备
用飞利浦(PHILIPS)大孔径CT 定位,通过Monaco计划系统进行靶区勾画与计划设计,选择6MV 光子线,7 野调强放疗,处方剂量50 Gy/25 F,由医科达(ELEKTA)Synergy 直线加速器治疗。
1.3 固定与定位
患者均排空大小便,饮水750 mL 后开始计时,直至患者自述有一定尿感后开始体位固定。A 组患者采用仰卧位,1.2 m 长负压真空垫固定,头垫软枕,十指交叉置于前额,双腿放松置于真空垫上,主要固定范围为胸部至股骨中段。B 组患者采用俯卧位,1.2 m 长负压真空垫固定,固定前用长方体泡沫置于盆腔位置真空垫下方,根据患者腹部大小,制作个体化固定器,达到往头部方向挤压小肠的效果,头垫软枕,双手上举,手心摸另一手背置于治疗床上,如图1所示。A 组患者于髂骨上作定位标记点,B 组患者于臀大肌外侧与骶尾骨外侧作定位标记点。CT 定位前记录饮水时间,精确度为5 min。
图1 俯卧位真空垫
A:正面;B:背面
1.4 数据收集
两组患者每天排空大小便后至加速器治疗室报到,放疗技术员通知患者饮水750 mL 并计时,达到CT 定位记录时间后放疗。首次治疗前进行锥形束CT(CBCT)验证,以后每周1 次进行扫描。所有影像回传医科达网络系统Mosaiq 后,进行离线配准,用灰度配准算法以及手动微调完成,配准区域为第五腰椎上缘(上界)、坐骨结节下缘(下界)、髂骨外边缘(左右界)、耻骨前缘(前界)、尾骨后缘(后界)。记录六维误差,包括X、Y、Z 平移误差,方向分别以技术员面向加速器从左往右、从床脚往头、从床下往上为正;与Rx(X 轴)、Ry(Y轴)、Rz(Z 轴)旋转误差,方向分别以技术员面向加速器的X 轴从左往右、Y 轴从床脚往头、Z 轴从床下往上的顺时针方向为正,如图2所示。人体腰部横断面近似一个椭圆,本探究利用椭圆周长公式(1)计算人体腰围:
公式中C 为周长,π 为圆周率,a、b 为椭圆长半轴与短半轴;A、B 为长轴与短轴,取患者肚脐横断层面的两个方向最大径线,即为左右(A)、前后(B)方向最大径线,如图3所示。并计算CBCT 与定位CT 影像的腰围差△C,△C>0 表示放疗比定位时腰围上升,反之表示腰围下降。
图2 六维误差方向示意图(箭头方向为正)
图3 肚脐横断层面两个方向最大径线
C:长方体泡沫垫与膀胱协同作用往头方向挤压小肠;D:与肚脐横断层面测量两轴示意图
1.5 统计学方法
采用SPSS 17.0 和Microsoft Excel 进行数据统计分析,用Excel 的MEDIAN 函数求中位年龄、AVERAGE 求平均值、STDEV 求标准差、CORREL 求六维误差与腰围差△C 的相关系数,用平均值±标准差(±s)表示摆位误差(系统误差±随机误差)与腰围差△C,相关性系数为0 则无相关性,为1 或-1 则分别表示呈正、负相关。符合正态分布的计量资料进行配对t检验分析,不符合正态分布者转换变量后行统计学分析,以P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组的摆位误差
离线回顾两组共60 例患者,300 套CBCT 影像。在Z、Rx 与Rz 方向,两组的摆位误差比较,差异有统计学意义(P<0.05);两组其余方向的摆位误差比较,差异无统计学意义(P>0.05)(表1)。两组平移误差>5 mm 与旋转误差>2°的分布如表2所示,最大值如表3所示。
表1 两组六维摆位误差的比较(±s)
表2 两组平移误差>5 mm 与旋转误差>2°的情况[次(%)]
每组30 例,每例全程5 次CBCT,概率=次数/150
表3 两组的误差最大值
2.2 定位CT 腰围、腰围差△C 及六维误差与其相关性
共测算360 个腰围(60 个定位CT,300 个CBCT)与300 个腰围差。两组的定位CT 腰围比较,差异无统计学意义(P>0.05);两组的腰围差△C 比较,差异有统计学意义(P<0.05)(表4)。B 组在Z 方向与腰围差△C 呈负相关性(P<0.05)(表5)。
表4 两组定位CT 腰围与腰围差△C 的比较(cm,±s)
表5 六维误差与腰围差△C 的相关性(r 值)
*P<0.05
3 讨论
目前放疗对宫颈癌疗效确切[6],体位固定方式与放疗摆位重复性和精确度关系密切。何月岚等[7]分析放疗过程中摆位误差>5 mm 时,疗效不佳或产生并发症。本研究结果显示,两组的摆位误差在Z、Rx 与Rz方向比较,差异有统计学意义(P<0.05),A 组摆位重复性有优势。高丽娟等[8]对比俯卧Orfit 架与仰卧真空垫两种体位固定的摆位误差,发现仰卧位在Z 方向较优,X、Y 方向无统计学差异,与本研究结果一致。宫颈癌精准放疗的不确定性主要包括[9-11]:①放疗分次内误差,即摆位误差与靶区运动;②放疗分次间误差,包括患者体重与肿瘤变化、膀胱充盈、固定装置形变与体表标记模糊等。
本研究结果显示,B 组Z 方向误差与腰围差△C有较明显的负相关(r=-0.618,P<0.05),即放疗疗程中患者腰围比CT 定位下降,会导致Z 方向有正向误差,需要升治疗床校正,否则需要降床校正。可能导致的原因为:①患者每次治疗的体重、饱腹度、膀胱充盈等差异均会影响腰围,俯卧位患者治疗时,身体重心在腹部附近,腰围变化直接影响摆位误差,尤其是Z轴方向,而仰卧位身体重心在背部,腰围变化影响不大;②宫颈癌照射范围较大,还需包括宫旁组织和宫骶韧带以及可能发生转移的淋巴结,放疗等中心点往往会在腰部附近,人体腰部脂肪较多且无骨性标记,体表标记点随腰围变化而移位,对精准摆位造成一定影响。Rx 为人体X 轴的旋转,两组超过2°概率均较高,A、B 组分别为24.7%和37.3%。目前,宫颈癌图像引导放疗常用配准方式为骨性配准[12],膀胱充盈的不一致[13-14]会导致骶骨产生X 轴的旋转不一致,从而产生较大的Rx 误差,两种体位均受此影响,而俯卧位由于其他腰围因素共同影响,作为重心的腹部更不稳定,Rx 误差更大。
本研究结果显示,两组的定位CT 腰围值比较,差异无统计学意义(P>0.05);两组的腰围差△C 比较,差异有统计学意义(P<0.05)。两组腰围差均值为负数,表明较多患者在放疗疗程中腰围下降,且仰卧位患者下降更多。方临明等[15]对宫颈癌患者放疗期间体重指数变化进行研究,发现患者体重随放疗进程而下降。体重下降会直接导致腰围下降,与本研究结果相似。由于放疗疗程较长,部分同期放化疗患者出现严重呕吐与腹泻现象,难以准确饮水与时间计算,导致膀胱充盈度下降,腰围即随之下降。Weiss 等[16]报道了盆腔肿瘤俯卧位放疗对比仰卧位能降低危及器官的受照,减少不良反应和体重下降,本研究中仰卧位腰围差较大,可能因为更严重的腹泻和体重下降导致。俯卧位可以更好地利用膀胱充盈联合固定器往头部方向挤压肠道,而仰卧位只能依靠膀胱充盈,若放疗时膀胱充盈与定位不一致,肠道会受到更多的照射剂量[17],不良反应愈发严重。对于俯卧位患者,膀胱充盈度会直接影响腰围从而影响治疗精确度[18],而仰卧位患者中后期出现较严重腹泻后,便无法达到CT 定位的充盈度,形成恶性循环,进而导致更严重的不良反应。宫颈癌放疗患者体重和膀胱充盈度两个腰围因素需要受到关注。
本研究采用离线回顾CBCT 影像采集数据。由于非六维床,实际治疗前的图像配准是三维平移误差,而对比两种固定方式精确度需要更全面的六维配准,同时需要更多工作量和时间。不采用刻度尺每次治疗前测量患者腰围,存在误差有:①无法保证同一技术员进行测量;②患者治疗体位是联合固定器的卧床位,而刻度尺测量往往是患者站立状态,无法准确测量卧床于固定器的腰围;③刻度尺测量无法保证每次测量同一横断面。配准后的影像测量腰围可以消除上述大部分误差,且离线回顾不耽误临床工作。本探究未采用直接勾画腰围,因为Mosaiq 系统并非计划系统,不具备勾画功能,且无法在患者摆位后快速获取腰围。腰围算法虽然存在一定误差,但计算方便,只需通过测量AB 两条径线即可,放疗技术员可在拍摄CBCT 后实时计算腰围,对患者当次放疗实施及以后放疗前准备有指导作用。
本研究的不足:①样本量较少;②腰围还包括饱腹感等影响因素,需要对空腹深入探究;③影像配准和腰围测量存在人为误差。
4 小结
综上所述,宫颈癌放疗仰卧位摆位重复性较佳,但腰围变化会导致严重不良反应;俯卧位对小肠保护较佳,但腰围变化对Z 方向精确度影响较大。临床上需重视膀胱充盈引起的腰围变化,而俯卧位患者还需维持体重,必要时采取膀胱充盈与体重干预。
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Study on the correlation between the changes of waistline and two kinds of immobilization methods in cervical cancer radiotherapy
ZHONG Jia-jian QIU Min-min LIN Ze-huang HUANG Tai-ming MIN Meng-zhen XIAO Zhen-hua DENG Yong-jin▲
Department of Radiotherapy, the First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University, Guangdong Province, Guangzhou 510080, China [Abstract]Objective To explore the correlation between the changes of waistline and set-up errors of two kinds of immobilization methods in cervical cancer radiotherapy.Methods A total of 60 patients with cervical cancer who received radiotherapy in the First Affiliated Hospital, Sun Yat-sen University from June to December 2019 were retrospectively selected and divided into group A and group B according to the supine or prone position, with 30 cases in each group.Cone beam CT (CBCT) was performed once a week.The set-up errors of translation, rotation and waistline were recorded offline, and the correlation between the changes of waistline and set-up errors were calculated.Results The translation errors of X, Y and Z directions in group A were (-0.5±2.7), (-0.1±3.2), (-0.4±2.5) mm, and (-0.2±3.0),(-0.2±4.0), (2.0±4.1) mm in group B; the rotation errors of Rx, Ry and Rz in group A were (-0.6±2.2), (-0.2±0.8), (0.1±0.8)°, and (0.5±2.3), (-0.2±1.3), (0.5±0.9)° in group B.In Z, Rx and Rz directions, the difference between two groups was statistically significant (P<0.05).The change of waistline △C in group A and B was (-2.3±2.7) and (-1.4±2.0) cm respectively, the difference between two groups was statistically significant (P<0.05).There was a negative correlation between error of Z direction in group B and change of waistline △C (r=-0.618, P<0.05).Conclusion In the supine position of cervical cancer radiotherapy, the repeatability is better, but the change of waistline will lead to serious adverse reactions.In the prone position, the protection of small bowel is better, but the change of waistline has a greater impact on the accuracy of Z direction.In clinic, the change of waistline should be paid attention and intervention of bladder filling and weight should be taken if necessary.
[Key words]Immobilization technique; Set-up error; Cervical neoplasms; Radiotherapy; Waistline
[中图分类号]R445
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2021)4(a)-0159-04
▲通讯作者
(收稿日期:2020-07-28)
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