改良型体膜固定板在宫颈癌调强放射治疗中的应用.pdf

临床研究331生物医学工程与临床2 0 2 3年5月第2 7 卷第3期BME&ClinMed,May2023,Vol.27,No.3网络出版时间：2 0 2 3-0 4-2 10 9：59：16 D0I：10.13339/j.c n k i.s g l c.2 0 2 30 42 0.0 0 3网络出版地址：https:/ 0 19年3月至2 0 2 1年7 月在南通市肿瘤医院经病理确诊的宫颈癌患者12 8例，年龄33 7 7 岁，中位年龄49岁；临床肿瘤分期（TNM)IA IB期34例，IIA IIC 期94例;BMI1829kg/m，中位BMI24.5kg/m。将患者随机分为A组（改良型体膜固定板)6 0 例和B组（传统型体膜固定板）6 8 例。两组患者在进行放射治疗前，行锥形束CT扫描，采用自动灰度线性+旋转匹配（Grey+Tine），得出三维方向线性摆位误差及旋转误差。比较不同体膜固定板之间的摆位误差。以BMI24kg/m为分界点，将BMI24kg/m为1(非肥胖）组，2 4kg/m为2(肥胖)组。分析BMI对两组患者的摆位误差影响。结果A组患者在X（左右）、Y(头脚）、Z(腹背）方向的平移误差分别为（0.18 0.14）cm、（0.2 50.18）c m、（0.17 0.13）c m，旋转误差Rx（绕X轴角度）、Ry（绕Y轴角度）Rz（绕Z轴角度）分别为（0.50 0.50)、（0.6 10.57)、（0.930.8 0)；B组分别为（0.2 2 0.15）cm、（0.37 0.2 8）c m、（0.2 0 0.14）c m 和（1.30 0.7 6)（1.0 8 0.58)（1.0 8 0.6 8）结果可见A组患者在Y方向、Rx方向、R方向小于B组，差异有统计学意义（P0.05）。按BMI分组：A1组患者在X、Y、Z方向的平移误差分别为（0.150.13）cm、（0.2 50.13）c m、（0.140.11）c m，旋转误差Rx、RRz 分别为（0.530.45）、（0.590.48）、（1.10 0.7 6)；A2组患者分别为（0.2 50.16）c m、（0.2 40.2 5）c m、（0.17 0.14）c m和（0.46 0.52)、（0.6 40.6 6)、（0.8 50.8 4);B1组患者分别为（0.16 0.14）c m、（0.2 40.14）c m、(0.16 0.12）c m 和（0.910.55)、(0.8 6 0.40)(0.8 30.52);B2组分别为（0.2 30.21）c m、（0.47 0.33）c m、（0.2 40.14）c m 和（1.7 50.7 2)、（1.32 0.6 5)（1.330.7 3)。从结果中可见，A1组在X方向上小于A2组，在Rx、R方向上小于B1组，差异有统计学意义(P0.05）。A 2 组与B2组相比,A2组在Y方向和Rx、Ry、Rz 方向上小于B2组，差异有统计学意义(P0.05)。B1组与B2组相比，除在X方向上外，其余方向(Y、Z、Rx、Ry、Rz)差异均有统计学意义（P0.05）。结论改良型体膜固定板不仅改善了传统型体膜固定板在Y方向上的线性摆位误差，同时也改善了患者Rx、Ry 的旋转误差。BMI较大的宫颈癌患者，更适合选择改良型体膜固定板固定。关键词：宫颈癌；改良体膜固定板；传统体膜固定板；摆位误差；身体质量指数；调强放射治疗中图分类号：R730.55R737.33文献标识码：A文章编号：10 0 9-7 0 9 0(2 0 2 3)0 3-0 331-0 6Application of modified body membrane fixation plate in intensity modulated radiotherapy for cervical cancerAppncationoocuooaycnoranemxatonpiatetesityoauroterapyorccrvicacacrSHANG Zai-chun,GE Bin-bin,LI Ming,CHU Kai-yue,JIN Jian-hua(Department of Radiotherapy,Nantong Tumorlospital,Nantong226006,Jiangsu,China)Corresponding author:LI Ming.E-mail:.Abstract:Objective To investigate the application of modified body membrane fixation plate and conventional body mem-brane fixation plate in intensity-modulated radiotherapy for cervical cancer and the effect of body mass index(BMI)on theset-up error of patients with cervical cancer.Methods From March 2019 to July 2021,128 patients with cervical cancer di-agnosed by pathology in Nantong Cancer Hospital were enrolled,aged 33-77 years old with median age of 49 years old,clinical tumor node metastasis classification TNM stage IIA-IIB in 34 cases and stage IIIA-IIIC in 94 cases,BMI index 18-29 kg/m?with median BMI of 24.5 kg/m.All of them were randomly divided into group A(modified body membrane fixationplate,60 cases)and group B(traditional body membrane fixation plate,68 cases).In both groups,cone-beam CT scans wereperformed before radiation treatment,and automatic grayscale linear+rotational matching(Grey+Tine)was used to derive lin-ear positional errors and rotational errors in three-dimensional direction.The positioning errors of different body membranefixation plates were compared.BMI 24 kg/m?was used as the cut-off point,and BMI 24 kg/m was considered as group 1(non-obese)and BMI 24 kg/m?as group 2(obese).The effect of BMI on the set-up error of patients in 2 groups was ana-lyzed.Results The translation errors of patients in group A were(0.18 0.14)cm,(0.25 0.18)cm and(0.17 0.13)cm inthe X(left and right),Y(head and feet)and Z(abdominal and dorsal)directions,respectively,and the rotation errors Rx(angle作者单位：南通市肿瘤医院放疗科，江苏南通重2 2 6 0 0 6作者简介：商在春（198 9），女，江苏连云港市人，本科，技师，主要从事放射治疗技术及质量控制工作。电话：1518 94147 42。E-mail：s z c 2 2 48 2 2 16 。基金项目：南通市科技计划指导性项目（MSZ20209通信作者：李明（198 4一），男，江苏南通市人，本科，主管技师，主要从事放射治疗技术及质量控制工作。电话：[phone]。E-mail：。版权保护，不得翻录。332BME&Clin Med,May 2023,Vol.27,No.3生物医学工程与临床2 0 2 3年5月第2 7 卷第3期around the X axis),Ry(angle around the Y axis)and R(angle around the Z axis)were(0.50 0.50),(0.61 0.57)and(0.93 0.80),respectively.The translation errors in the X,Y,and Z directions of group B patients were(0.22 0.15)cm,(0.37 0.28)cm,and(0.20 0.14)cm,respectively,and the rotational errors of Rx,Ry,and Rz were(1.30 0.76),(1.08 0.58),and(1.08 O.68).The results showed that the error in Y direction,Rx and Ry direction of group A were statistically significantly smallerthan those of group B(P 0.05).In dfferent BMI group:The translation errors in the X,Y,and Z directions of patients in groupA1 were(0.15 0.13)cm,(0.25 0.13)cm,and(0.14 0.11)cm,and the rotation errors Rx,Ry,and Rz were(0.53 0.45)o,(0.59 0.48),and(1.10 0.76),respectively,and the translation errors in the X,Y,and Z directions for patients in group A2were(0.25 0.16)cm,(0.24 0.25)cm,and(0.17 0.14)cm,and the rotation errors Rx,Ry,and Rz were(0.53 0.45),(0.59 0.48),and(1.10 0.76),respectively.The translation errors of patients in group B1 in the X,Y,and Z directions were(0.16 0.14)cm,(0.24 0.14)cm,(0.16 0.12)cm,and the rotational errors Rx,Ry,and Rz were(0.91 0.55),(0.86 0.40),and(0.83 0.52),respectively,and the translational errors in the X,Y,and Z directions for patients in group B2 were(0.23 0.21)cm,(0.47 0.33)cm,(0.24 0.14)cm,and the rotational errors Rx,Ry,and Rz were(1.75 0.72),(1.32 0.65),and(1.33 0.73),respectively.The results indicated that error of X direction in A1 group is statistically significantly smaller than in A2group and error of the Rx and Ry directions in Al group are statistically significantly smaller in B1 group(P 0.05).Comparedwith group B2,error in Y direction,Rx,Ry,and Rz directions of group A2 was statistically significantly reduced(P 0.05).Com-pared with group B2,group B1 had statistically significant differences in all directions(Y,Z,Rx,Ry,and R2)(P0.05），具有可比性。1.2方法1.2.1体膜固定板制作A组：与传统型体膜固定板相比，改良型体膜固定板的板长度由1.0 m增加到1.3m，并且在板的两边增加了刻度，根据患者的不同身高，选择不同的刻度做标记，个性化选择摆位参考线。除此之外，与传统型体膜固定板相比，在板子上增加了头枕和双手抓握的固定杆，头枕可根据患者的颈部弯曲度，选择不同型号、高度的枕头。此细节的改进，使患者更加舒适地躺在板上，并且双手每次摆放的位置得到了固定，将改良型体膜固定板（图1)放置在治疗床固定器上，患者将头枕在固定头枕上，双手握住扶手；治疗师将床移至患者髂前上棘平面，在患者身上正中矢状位体表及身体两侧画上十字线，并在横线上下位置点上标记点，治疗师记录此线对应固定板上的刻度，将软化好的热塑膜敷在患者体表，15min后将体膜取下，并在点的位置将体膜扣两个点，CT定位于第2 天进行。333-生物医学工程与临床2 0 2 3年5月第2 7 卷第3期BME&ClinMed,May2023,Vol.27,No.3图1改良型体膜固定板Fig.1Modified body membrane fixation plateB组：将传统体膜固定板放在治疗床固定器上，患者直接躺在固定板上，嘱吋其上下移动身体，将前上棘位置对准固定板固定位置，双手交叉放在额上；治疗师在患者正中矢状位体表画上十字线，并在横线上下位置点上标记点，将热塑膜敷在患者体表，15min后取下，隔天行CT定位。1.2.2CT定位A组：患者在CT（荷兰飞利浦Bril-lianceTMBigBoreCT)定位前，排空膀胱，饮50 0 mL水，1h后或患者主述尿急时，开始定位。治疗师将体板移至体膜时记录的刻度，嘱吋患者微调位置，直至患者中间、两侧摆位线与激光线完全重复。治疗师将体膜上的点与患者体表点重复，扣上体膜。按照医生要求、划线、贴金点、行CT定位扫描。扫描范围从第一腰椎到坐骨结节下缘。扫描参数：电压12 0 kV，电流40 0 mA，层厚5mm，层间隔5mm，矩阵512 512,将定位CT图像传至治疗计划系统（treatmentplanning system，TPS)。B组：前期准备方法同A组，患者躺在治疗床上，将身上的体表标志线与激光线完全重复后，扣上体膜，行CT定位扫描。将CT定位图像传至TPS。1.2.3治疗计划设计治疗计划设计的方法参照参考文献8 。对患者的CT图像进行勾画肿瘤靶体积（grosstargetvolume，GTV）、临床靶体积(clinical target volume,CTV）、计划靶体积(planning target volume,PTV)等,并对OAR(小肠、膀胱、直肠、乙状直肠、结肠、股骨头、骨盆等)进行剂量限值；CTV主要包括阴道上段1/2 及残端、阴道旁软组织和盆腔淋巴引流区域，范围从L4s腰椎间到闭孔下缘，CTV在三维方向上平均外放1cm生成PTV。物理师根据医生给予的剂量限值及处方剂量，使用monaco计划系统对治疗计划进行设计，均采用共面单弧照射，射野范围为36 0，机架运转速度为5/s，控制点设置最多为130 个。95%PTV覆盖为45Gy/25f,按照剂量学原则对靶区进行剂量优化。医生确认治疗计划后，物理师将治疗计划传至医科达mosaiq治疗系统,并将CT定位图像传至三维在线验证系统。1.2.4治疗摆位和位置验证摆位方法同CT定位，治疗师利用简便式膀胱测量仪对患者进行尿量监测，指导患者治疗前尿量准备。治疗师将床移至治疗中心，确认无误后，对患者进行锥形束 CT(cone-beam computed tomography,CBCT)扫描。临床医师将扫描得出的CBCT图像与CT定位图像进行自动灰度+旋转配准，并对配准好的图像进行手动微调，观察盆腔骨性、腰椎骶椎、膀胱充盈等是否符合要求，得出CBCT与CT图像在三维方向上X（左右）、Y（头脚）、Z(腹背)方向上的平移误差，并观察CBCT图像与CT图像之间Rx（绕X轴旋转）、Ry(绕Y轴旋转）、Rz(绕Z轴旋转)的旋转误差。对旋转误差大于3的患者，进行重新摆位验证；误差在允许容差范围内，治疗师记录移床数据，拷贝床值，再次核对治疗信息，确认无误后，实施治疗1.2.5分组以BMI值2 4kg/m视为肥胖，研究将A、B两组患者分为 2 4kg/m和2 4kg/m亚组，研究BMI的变化对摆位误差的影响1.3统计学方法采用SPSS20.0进行统计分析。数据以均数标准差表示，采用独立样本t检验。P0.05为差异有统计学意义,P0.01为差异有显著统计学意义。334-BME&Clin Med,May 2023,Vol.27,No.3生物医学工程与临床2 0 2 3年5月第2 7 卷第3期2结果2.1两组平移误差比较A组在X、Y、Z方向上的平移误差分别为（0.18 0.14)cm、(0.2 50.18）c m、(0.17 0.13)c m,B组分别为(0.2 2 0.15)cm、(0.37 0.2 8)c m、(0.2 0 0.14)c m。A组与B组相比,在Y方向上,差异有显著统计学意义(P0.01)。见表1。2.2两组旋转误差比较A组在Rx、Ry、Rz 方向上的旋转误差分别为：(0.500.50)、(0.6 10.57)、(0.930.8 0),B组分别为(1.30 0.7 6)(1.0 8 0.58)、(1.0 8 0.6 8)。A组与B组相比,在Rx、R方向上,差异有显著统计学意义(P0.01)。见表1。表1A、B两组平移、旋转误差比较Tab.1 Comparison of translation and rotation errors between A and B groups项目X/cmY/cmZ/cmRx/()Ry/()Rz/()A组0.18 0.140.25 0.180.17 0.130.50 0.500.61 0.570.93 0.80B组0.22 0.150.37 0.280.20 0.141.30 0.761.08 0.581.08 0.68t-1.508-2.925-1.036-7.447-4.6221.163P0.1340.0040.3020.0000.0000.2472.3身体质量指数对摆位误差的影响以BMI24kg/m为分界点,将BMI24kg/m分为1(非肥胖）组7 5例和BMI24kg/m2（肥胖）组53例。A1组与A2组比较,A1组在X方向上,差异有统计学意义(P0.05）。B1组与B2组比较,除了在X方向上外，其他方向（Y、Z、Rx、Ry、Rz)差异均有统计学意义(P0.05）。A 1组与B1组相比,在Rx、R方向上差异均有统计学意义(P0.05)。A 2 组与B2组相比，在Y方向和Rx、Ry、Rz 方向上差异有统计学意义(P0.05)。见表2。表2 BMI分组后的摆位误差比较Tab.2Comparison of set-up errors after BMI grouping项目X/cmY/cmz/cmRx/()Ry/()Rz/()A1组0.15 0.13#0.25 0.130.14 0.110.53 0.45#0.59 0.48#1.01 0.76A2组0.25 0.160.24 0.25#0.17 0.140.46 0.52#0.64 0.66#0.85 0.84#B1 组0.16 0.14#0.24 0.14#0.16 0.12#0.91 0.55#0.86 0.40#0.83 0.52#B2组0.23 0.210.47 0.330.24 0.141.75 0.721.32 0.651.33 0.73在X方向上：A1组与A2组、B1组比较，t=-2.59、-0.32 5,#P=0.0 12、0.7 46;A 2 组与B2组比较，t=0.393,P=0.696;B1组与B2组比较，t=-1.61P=0.110。在Y方向上：A1组与A2组、B1组比较，t=0.251、0.335,P=0.8 0 3、0.7 39;A 2 组与B2组比较，t=3.097,P=0.003;B1组与B2组比较，t=-3.68,P=0.001。Z方向上：A1组与A2组、B1组比较，t=-1.034、-0.7 94,P=0.30 6、0.430;A 2 组与B2组比较，t=-1.092,P=0.279;B1组与B2组比较，t=-2.26,P=0.027。Rx 方向上：A1组与A2组、B1组比较，t=0.553、-3.0 11,P=0.582、0.0 0 4;A 2 组与B2组比较，t=-8.090,P=0.000;B1组与B2组比较，t=-5.46,P=0.000。Ry 方向上：A1组与A2组、B1组比较，t=-0.358、-2.47 7,P=0.7 2 2、0.0 16;A 2 组与B2组比较，t=-4.146,P=0.000;B1组与B2组比较，t=-3.57,P=0.001。R,方向上：A1组与A2组、B1组比较，t=0.789、1.0 7 8,P=0.433、0.2 8 6;A 2 组与B2组比较，t=-2.474,P=0.016;B1组与B2组比较，t=-3.26,P=0.0023讨论宫颈癌调强放疗已进人新时代，目前在精准治疗方面有多项研究，包括不同的射野布置19.10、膀胱充盈程度I、BM I12 等方面研究宫颈癌靶体积、靶体积周边OAR的剂量，从而找出最佳的个体化治疗方案。随着影像技术的飞速发展，在线验证系统成为时代发展的主流，从基于X射线的电子影像系统，CBCT到无辐射的B超、光学表面成像13、MRI引导等验证方法，这些技术的应用，能够及时纠正患者在治疗时产生的摆位误差。精确的靶体积勾画、个体化的治疗计划设计、舒适的体位固定装置一直是放疗追寻的三精原则，而舒适的体位固定在放疗的整个过程中起到了举足轻重的作用。有研究提出，俯卧位腹板固定、热塑膜联合发泡胶固定技术、真空垫联合热塑膜等方法的应用，在一定程度上都减少了摆位误差14 16 。但就舒适性方面，患者采取俯卧位，对于一些行动不便的人来说，俯卧位的体位较为强迫，患者的体位重复性很难得到保证。就制作流程上来说，真空垫、发泡胶联合体膜等技术的应用，在一定程度上，增加了工作人员的负担，工作程序越复杂，出现误差的概率也就越大。除此之外，在一定程度上也增加了患者经济负担。335-生物医学工程与临床2 0 2 3年5月第2 7 卷第3期BME&Clin Med,May 2023,Vol.27,No.3笔者旨在探讨改良型体膜固定板与传统体位固定板之间的不同，研究其对摆位误差的影响及BMI对摆位误差的影响。采用改良型体膜固定板与传统体膜固定板相比，增加了头枕与扶手，体板两侧的刻度更加地清晰与灵活，可根据患者身高的不同自由地制定摆位刻度。从A组与B组比较来看,A组改善了B组在Y方向上的摆位误差，同时A组也在Rx、R方向上改善了B组的旋转误差。从A1组与B1组、A2组与B2组比较来看，改良型体膜固定板不仅改善了体瘦患者的摆位误差，对肥胖患者的摆位误差益处更加明显。分析其原因为，一是A组患者躺在有枕头的固定板上，其相对位置较为准确，无需再通过大幅度地上下移动来找准位置，加上宫颈癌患者的臀部脂肪厚，上下移动时,因皮脂厚而导致位置偏差。二是患者躺在有枕头的板上，身体处于放松舒适状态，尤其对于驼背患者，感受更为明显，可通过变换枕头的高度满足其生理弯曲需求。三是改良型体位固定板有专门的扶手，患者手部摆放的位置相对固定，这也大大减小了因手部摆放位置的不统一而导致皮肤牵拉致使的摆位误差。四是A组在患者两侧加上了摆位十字线，在一定程度上减小了患者的旋转误差。多项研究证实BMI变化对摆位误差的影响，提出BMI与摆位误差呈正相关17.18 。笔者比较A1 组与A2组发现,在X方向上，A1组摆位误差 A2组，差异有统计学意义(P0.05);B1组与B2组比较发现,除了在X方向上，其他方向差异均有统计学意义（P0.05）。从数据来看，体脂高、肥胖患者，摆位误差确实大，结论与李雅和姜斐等的研究结果相似。将A1 组与B1 组、A2组与B2组比较发现,改良型体膜固定板与传统体膜固定板相比，改良型体膜固定板大大改善了肥胖患者的摆位误差。除此之外，患者在整个治疗过程中,尤其是肥胖患者，随着放疗时间的推进，患者出现消瘦等情况，治疗师应密切关注其体脂变化，防止磨具变松而导致固定效果变差综上所述，改良型体膜固定板相较于传统体膜固定板，体膜固定板本身做了加长，在细节上又加了头枕与扶手，且在患者身上两侧加上了摆位十字线，对平移误差和旋转误差都有了改善，尤其对肥胖患者效果显著。患者产生的综合误差中,旋转误差是影响摆位质量的关键19,对于没有配备六维床的医院2 0 ,改良型体膜固定板可作为优先考虑。研究不足之处在于，未考虑尿量对摆位误差的影响，也存在分组不够细化等,在今后的研究中还有待进一步完善。参考文献：【1 黄曼妮，安菊生，杜霄勐.宫颈癌放射治疗的研究进展JOL).中华妇幼临床医学杂志（电子版）,2 0 16,12(1)：7-15.HUANG Man-ni,AN Ju-sheng,DU Xiao-meng.Researchprogress of radiotherapy for cervical cancerJ/OL.ChineseJournal of Obstetrics&Gynecology and Pediatrics(ElectronicEdition),2016,12(1):7-15.2Takeshima N,Takizawa K.Initial treatment for uterine cer-vical neoplasmsJ.Gan To Kagaku Ryoho,2009,36(2):205-208.3周琦，吴小华，刘继红，等.宫颈癌诊断与治疗指南（第四版).中国实用妇科与产科杂志，2 0 18,34(6)：6 13-6 2 2.ZHOU Qi,WU Xiao-hua,LIU Ji-hong,et al.Guidelines tothe diagnosis and treatment of cervical cancer(4th edition)J.Chinese Journal of Practical Gynecology and Obstetrics,2018,34(6):613-622.【4 张坤,刘颖，杨健.调强适形放疗治疗晚期宫颈癌患者的疗效观察J.现代肿瘤医学,2 0 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