《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》：Two immobilization techniques in pediatric total marrow and lymphoid irradiation with helical Tomotherapy: Impact on setup errors and PTV margins
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本研究旨在比较儿童全骨髓及淋巴照射中两种固定技术的分次间摆位误差及由此推导的计划靶区(PTV)外放边界。研究人员回顾性分析了接受螺旋断层放疗(HT)的12例儿童患者，将其分为单纯真空垫(VC)组与真空垫联合热塑膜(VC-TM)组。基于每日兆伏级计算机断层扫描(
本研究旨在比较儿童全骨髓及淋巴照射中两种固定技术的分次间摆位误差及由此推导的计划靶区(PTV)外放边界。研究人员回顾性分析了接受螺旋断层放疗(HT)的12例儿童患者，将其分为单纯真空垫(VC)组与真空垫联合热塑膜(VC-TM)组。基于每日兆伏级计算机断层扫描(MVCT)获取左右(LR)、头脚(SI)及前后(AP)方向的摆位误差数据，并据此计算PTV外放边界。结果显示，VC组摆位误差分别为LR 0.65 [0.30, 1.30] mm、SI 4.60 ± 3.61 mm、AP 1.15 [0.75, 4.28] mm；VC-TM组分别为LR 0.70 [0.40, 1.40] mm、SI 2.08 ± 1.36 mm、AP 2.06 ± 1.33 mm。在每日MVCT引导下，仅基于随机误差计算的简化外放边界，VC组为LR 2 mm、SI 4 mm、AP 4 mm，VC-TM组为LR 2 mm、SI 3 mm、AP 2 mm。研究表明，VC-TM系统在全身及局部解剖标志（尤其是SI方向）均表现出更优的摆位精度。两种技术均可行，但VC-TM提供了更稳定的体位固定，推荐常规采用每日MVCT引导在线校正以缩小PTV外放边界。
研究背景
全骨髓照射(TMI)与全骨髓及淋巴照射(TMLI)作为造血干细胞移植前清髓性预处理的重要手段，相较于传统全身照射(TBI)，能够精准靶向骨髓腔及淋巴链，有效降低对健康器官的辐射剂量，从而减少继发性恶性肿瘤及器官功能障碍等远期毒性。然而，此类技术治疗范围极广，自颅顶延伸至足底，且剂量分布高度适形，对空间精度的要求极为严苛。在儿科应用中，患儿颅骨较薄、脊柱柔韧性大且配合度有限，进一步增加了摆位不确定性的风险。目前各中心采用的真空垫、热塑膜或复合固定系统缺乏针对儿童群体的系统性对比数据，微小的摆位误差即可能导致靶区漏照或危及器官损伤。因此，明确不同固定技术在儿童TMI/TMLI中的摆位精度差异，对于优化临床流程、确定合理的计划靶区(PTV)外放边界至关重要。
研究方法
本研究回顾性纳入2024年11月至2025年10月于首都医科大学附属北京世纪坛医院接受螺旋断层放疗(HT)的12例身高≤130 cm的儿童患者。根据固定方式将患者分为单纯真空垫(VC)组与真空垫联合热塑膜(VC-TM)组，每组各6例。所有患者每次治疗前均行全长达兆伏级计算机断层扫描(MVCT)验证，基于骨性配准获取左右(LR)、头脚(SI)及前后(AP)方向的平移误差。研究人员采用经典van Herk公式计算常规临床PTV外放边界，并在假设每日MVCT可完全消除系统性误差的前提下，基于1.5倍随机误差(σ)计算简化外放边界。同时，通过手动配准蝶鞍、第二颈椎(C2)、第七胸椎(T7)及第三腰椎(L3)等关键解剖标志，分析区域特异性摆位误差及相关性。统计学分析采用独立样本t检验或Mann-Whitney U检验，显著性水平设为0.05。
研究结果
3.1 治疗时间
所有患者平均每分次MVCT扫描时间为9.89 ± 1.31分钟，出束时间为40.74 ± 8.32分钟，总分次治疗时间（含扫描与出束）为50.64 ± 8.92分钟。
3.2 全身摆位误差
VC组最大摆位误差达SI方向-11.6 mm及AP方向11.7 mm，而VC-TM组最大误差控制在SI方向-4.3 mm及AP方向4.6 mm以内。VC组平均误差为LR 0.65 [0.30, 1.30] mm、SI 4.60 ± 3.61 mm、AP 1.15 [0.75, 4.28] mm；VC-TM组为LR 0.70 [0.40, 1.40] mm、SI 2.08 ± 1.36 mm、AP 2.06 ± 1.33 mm。统计分析显示，VC-TM组在SI方向误差显著小于VC组(P=0.011)，而在LR及AP方向无统计学差异。
3.3 全身系统性误差、随机误差及PTV外放边界
基于van Herk公式，VC组推荐的常规临床PTV外放边界为LR 3 mm、SI 11 mm、AP 13 mm；VC-TM组为LR 3 mm、SI 4 mm、AP 4 mm。若实施严格的每日全长度MVCT引导且患儿配合良好，可采用简化外放边界：VC组为LR 2 mm、SI 4 mm、AP 4 mm，VC-TM组为LR 2 mm、SI 3 mm、AP 2 mm。每日MVCT引导可使PTV外放边界减少29.4%至71.0%。
3.4 解剖区域特异性摆位误差
在头颈部，VC-TM组的摆位误差显著低于VC组，尤其在C2水平的SI(P=0.006)及AP(P<0.001)方向优势明显。而在躯干（T7及L3水平），两组间除T7的SI方向外，其余均无显著差异，且该差异经多重比较校正后未保留统计学意义，证实躯干固定效果一致。
3.5 头颈部与全身摆位误差的相关性
VC组中，头颈部（蝶鞍及C2）与全身摆位误差在SI及AP方向呈强相关（SI方向r=0.90~0.92）。而在VC-TM组中，这种相关性消失，仅蝶鞍AP方向存在弱相关，表明刚性头颈固定有效解耦了头颈部与躯干的位移关联，提高了稳定性。
讨论与结论
本研究首次量化比较了VC与VC-TM技术在儿科TMI/TMLI中的摆位精度。研究证实，虽然两种技术均能满足基本治疗需求，但VC-TM系统通过增强头颈部刚性固定，显著降低了SI方向的误差离散度，特别是在脊柱柔韧性大的患儿中优势突出。这种稳定性使得在严格影像引导下的PTV外放边界可大幅缩减至3-4 mm，有助于更好地保护晶状体、口腔及肺等危及器官。此外，全长达MVCT虽然增加了约15%-25%的治疗时间及低剂量辐射，但相比部分成像，其能有效捕捉长靶区内的异质性位移，确保衔接处剂量均匀，建议作为常规标准。尽管受限于单中心小样本量，且未评估分次内运动及剂量学影响，本研究仍为临床固定装置的选择及机构PTV外放边界的制定提供了重要的循证依据。研究人员指出，未来需开展多中心前瞻性研究并结合剂量学验证，以进一步优化这一精准放疗技术的标准化流程。论文发表于《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》。
