Study on cone beam CT in predicting the movement of prostate cancer target
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摘要:目的 分析前列腺癌首次放疗前和代表相对计划CT分次间靶区位移的分次放疗前锥形束CT（CBCT）校准数据之间的关系，以期预测分次间靶区位移。方法 选取16例前列腺癌患者为研究对象，记录其首次放疗前CBCT校准位移值和分次放疗前CBCT校准位移平均值，分析两者之间的相关性并初步建立分析、预测靶区运动的一元回归方程模型。结果 16例患者首次放疗前左右、头脚、腹背方向的CBCT校准位移绝对值为（0.384±0.270）、（0.980±0.570）、（2.462±1.105）mm，平均分次放疗前CBCT校准位移绝对值为（0.719±0.464）、（1.387±0.757）、（2.884±1.607）mm。首次放疗前CBCT校准位移绝对值和平均分次放疗前CBCT校准位移绝对值在左右方向上呈弱相关（r=0.359，P>0.05），在头脚方向上呈弱相关（r=-0.326，P>0.05），在腹背方向上呈强相关（r=0.833，P < 0.01）。结论 临床仅可应用腹背方向上首次放疗前CBCT校准位移预测分次间靶区位移（背向），但试验过程仍需优化。Abstract:Objective To analyze the relationship between the calibration data of cone beam CT (CBCT) before first radiotherapy and the data representing the target fractional displacement before fractional radiotherapy for treatment of prostate cancer, so as to predict the target fractional displacement.Methods Sixteen patients with prostate cancer were selected. CBCT calibration displacements before first radiotherapy and mean values of fractional radiotherapy were recorded. The correlation between the mean value and calibration displacement value was analyzed. Then a regression equation model was established initially to analyze and predict the target movement.Results The absolute mean values of CBCT calibration displacement before first radiotherapy were (0.384±0.270) mm in directions of left-right, (0.980±0.570) mm in head-feet directions, (2.462±1.105) mm in anterior-posterior directions for all the patients, and were (0.719±0.464) mm, (1.387±0.757) mm, (2.884±1.607) mm, respectively before fractional radiotherapy. There was a weak correlation between absolute mean value of CBCT calibration displacement before first radiotherapy and absolute mean value for fractional radiotherapy in directions of left-right and head-feet directions(r=0.359, -0.326, P>0.05), and strong correlation between absolute mean value for fractional radiotherapy of CBCT calibration displacement and absolute mean value before first radiotherapy in anterior-posterior directions(r=0.833, P < 0.01).Conclusion CBCT calibration displacement before first radiotherapy in anterior-posterior directions could be used to predict the target displacement of fractional radiotherapy(posterior direction). It is necessary to optimize the experiment process.
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Keywords:
- prostate cancer /
- implant markers /
- cone beam CT /
- correlation /
- prediction /
- target movement
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股骨粗隆间骨折属于老年群体常见骨折类型，与骨质疏松症有关，具有治疗难度大、恢复时间长等特点，严重威胁老年患者的生活质量，需要及时予以手术治疗[1-2]。内固定术是针对该类骨折的最有效术式，但对于内固定物种类的选择，尤其是在股骨近端防旋锁定钉内固定术(PFNA)与锁定钢板内固定术的选择上，临床上存在较大的争议。本研究比较PFNA与锁定钢板内固定治疗老年股骨粗隆间骨折的疗效，现报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
将2012年1月—2017年1月收治的90例老年股骨粗隆间骨折患者随机分为2组，每组45例。本研究经本院医学委员会认可，患者签署知情同意书。所有患者均经影像学检测确诊。纳入标准: ① 60~85岁老年患者; ②符合内固定指征且不存在手术禁忌证患者; ③临床资料齐全且不存在远期失访风险患者等。排除标准[3-4]: ①病理性或陈旧性骨折患者; ②合并严重内科疾病患者; ③近6个月心血管意外发作史患者等。PFNA组患者男21例，女24例，年龄60~82岁，平均(72.10±6.00)岁，摔伤26例，交通伤19例; 锁定钢板组患者男23例，女22例，年龄61~84岁，平均(71.80±6.30)岁，摔伤29例，交通伤16例。2组患者性别、年龄与骨折原因等一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05), 具有可比性。
1.2 方法
PFNA组患者给予PFNA术，即将患者全麻后取仰卧位并固定于骨科牵引床，双下肢固定后做患侧肢体牵引, C型臂X线视野下骨折闭合复位; 粗隆顶点皮肤投影处做长约4 cm的纵行切口，股骨大粗隆顶点偏内侧中前方1/3处放置开口器，导针引入髓腔并扩髓，置入对应PFNA髓内钉; 骨折近端另做一小切口，以瞄准器为准，置入螺旋刀片导针与旋紧螺钉; 骨折远端再做一小切口，以钉头至股骨头关节面软骨下0.5 cm置入防旋螺钉，固定满意后冲洗术区并缝合。
锁定钢板组患者则给予锁定钢板内固定术，即患者全身麻醉后取仰卧位，于大粗隆与远端外侧分别做切口，分离、暴露骨折端，C型臂X线视野下骨折闭合复位; 以对应解剖钢板在近端以克式针临时固定，并拧入锁定螺钉，X线机观察颈干角与螺钉的相对位置，股骨颈头部固定钢板处拧入拉力螺钉，远端则置入皮质骨髓钉，固定满意后冲洗术区并缝合。
1.3 检测方法
比较2组患者围术期指标，包括手术时间、切口长度、术中失血量、术后引流量、下地时间与骨折愈合时间等[5-6]。比较2组并发症发生情况，主要为褥疮、肺栓塞、下肢静脉血栓、内固定断裂、髋内翻与螺钉切出等。髋关节功能参考Harris髋关节功能评分标准，包括疼痛、功能与活动范围3个维度，并计算总分，分数越高代表髋关节功能越佳。预后效果参考简易生活质量量表(SF-36), 包括生理功能、角色限制、躯体疼痛等8个维度，评分越高代表该维度生活质量越高。
1.4 统计学分析
采用IBM公司SPSS 19.0软件分析全部数据。围术期指标、Harris评分与远期预后等计量资料采用均数±标准差表示，采用单独或重复测量t检验，并发症等计数资料采用[n(%)]表示，采用卡方检验, P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 2组患者围术期指标与并发症比较
PFNA组患者手术时间、切口长度、术中失血量、术后引流量、下地时间与骨折愈合时间均显著优于锁定钢板组(P < 0.01); 2组患者各类并发症发生率无显著差异(P>0.05), 但PFNA组患者总并发症发生率显著低于锁定钢板组(P < 0.05)。见表 1。
表 1 2组患者围术期指标与并发症比较(x±s)[n(%)]指标 PFNA组(n=45) 锁定钢板组(n=45) 围术期指标 手术时间/min 59.41±8.33** 96.20±14.89 切口长度/cm 8.13±1.06** 16.47±5.17 术中失血量/mL 150.79±25.98** 361.70±40.48 术后引流量/mL 80.25±11.25** 223.67±38.93 下地时间/d 6.56±1.02** 25.13±5.82 骨折愈合时间/周 12.30±2.16** 14.75±2.37 并发症 褥疮 1(2.22) 4(8.89) 肺栓塞 0 1(2.22) 下肢静脉血栓 1(2.22) 2(4.44) 内固定断裂 0 1(2.22) 髋内翻 0 1(2.22) 螺钉切出 0 1(2.22) 合计 2(4.44)* 10(22.22) 与锁定钢板组比较, *P < 0.05, **P < 0.01。 2.2 2组患者治疗后Harris评分比较
2组患者治疗后3个月疼痛、功能与活动范围各维度生活质量评分比较无显著差异(P>0.05)。PFNA组患者末期随访Harris总分显著高于锁定钢板组(P < 0.01)。见表 2。
表 2 2组患者治疗后Harris评分比较(x±s)分 指标 PFNA组(n=45) 锁定钢板组(n=45) 治疗后3个月 末期随访 治疗后3个月 末期随访 疼痛 28.04±4.17 24.37±3.86**## 27.85±4.28 20.06±3.89** 功能 楼梯 2.37±0.50 2.28±0.50 2.41±0.49 2.31±0.48 交通 0.72±0.10 0.68±0.10 0.75±0.12 0.67±0.11 坐立 3.82±0.44 3.72±0.49**## 3.85±0.41 3.30±0.42** 鞋袜 2.48±0.43 2.41±0.53 2.51±0.45 2.30±0.50 步态 9.40±0.89 9.13±0.97**## 9.42±1.02 7.12±0.87** 行走辅助 8.30±0.91 8.05±0.88**## 8.32±0.93 6.02±0.79** 距离 8.83±0.96 8.72±0.96**## 8.90±0.95 6.18±0.72** 畸形 2.81±0.80 2.48±0.70 2.89±0.81 2.58±0.73 活动范围 前屈 3.66±0.72 3.40±0.65 3.59±0.69 3.33±0.62 外展 3.50±0.69 3.37±0.68 3.49±0.70 3.41±0.70 伸展外旋 3.40±0.72 3.30±0.70 3.42±0.71 3.25±0.74 伸展内旋 3.19±0.68 3.02±0.62 3.15±0.72 3.12±0.60 内收 4.12±0.52 3.72±0.59 4.09±0.60 3.69±0.53 合计 85.11±7.01 80.89±7.02**## 84.90±7.23 71.36±6.75** 与治疗后3个月比较, **P < 0.01; 与锁定钢板组比较, ##P < 0.01。 2.3 2组患者远期预后比较
2组患者治疗前生理功能、角色限制、躯体疼痛等各维度生活质量评分比较无显著差异(P>0.05)。PFNA组患者末期随访生理功能、躯体疼痛与总体健康评分均显著高于锁定钢板组(P < 0.01)。见表 3。
表 3 2组患者远期预后比较(x±s)分 指标 PFNA组(n=45) 锁定钢板组(n=45) 治疗前 末期随访 治疗前 末期随访 生理功能 41.80±7.13 62.08±7.75**## 41.06±7.04 51.96±7.21** 角色限制 50.45±7.59 71.32±8.06** 51.12±7.60 69.38±7.84** 躯体疼痛 36.12±6.56 61.25±7.62**## 36.09±6.75 50.43±7.50** 总体健康 50.04±7.35 71.36±7.40**## 50.50±7.09 62.57±7.29** 活力 53.35±8.04 75.23±9.15** 52.88±8.16 73.83±9.38** 社会功能 61.43±9.50 88.24±11.77** 61.50±10.13 85.49±11.86** 情感职能 50.50±8.77 62.60±9.14** 50.12±8.66 60.04±9.27** 精神健康 61.48±9.33 80.05±11.04** 60.93±10.20 77.88±10.93** 与治疗前比较, **P < 0.01; 与锁定钢板组比较, ##P < 0.01。 3. 讨论
股骨粗隆位于股骨大粗隆与小粗隆之间，主要由松骨质构成，并由旋股外侧动脉与内侧动脉供应血供，是骨折高发部位，约占全部骨折的3%~4%, 好发于60岁以上老年群体，病死率高达15%~20%, 严重威胁老年患者的生命健康与生活质量[7-8]。老年群体较为特殊，其身体状况相对较差，常伴有多重基础疾病，骨折后的并发症会导致患者长期卧床而加重病情。非手术治疗时间较长，不利于早期康复训练，而手术治疗可第一时间复位骨折端，并尽早进行早期功能训练，恢复骨折功能，从而大幅度降低病死率[9-10]。
内固定术是股骨粗隆间骨折的最有效治疗方案，其中以锁定钢板内固定术最为普遍，是以解剖型锁定钢板作为内固定材料进行固定，采用多点固定达到完全复位的效果，可充分减少骨膜的剥离程度，易于稳定骨折断端，具有较强的支撑力与抗旋转作用，并且对周围血供的影响不大，有利于伤口与骨折端的愈合，但其力臂较长，产生的力学缺陷易造成钢板断裂，固定持久性欠佳，不利于术后早期负重[11-12]。
PFNA具有创伤低、血运影响小、恢复快等优点，其长尖端与凹槽可避免局部应力的集中，使插入难度大幅降低，有效控制迟发型股骨干骨折[13-16]。螺旋刀片具有稳定的支持力与抗旋转能力，术中不需要扩髓，可避免骨量的流失，减少并发症的发生，更有益于存在骨质疏松症的老年群体，更加符合生物力学原理[17-20]。
本研究结果显示, PFNA组患者手术时间、切口长度、术中失血量、术后引流量、下地时间与骨折愈合时间均显著优于锁定钢板组，充分说明PFNA不仅大幅度降低手术创伤，减少血运的损伤，并能缩短恢复时间，提高治疗效率[21-23]。PFNA组末期随访时Harris总分、生理功能、躯体疼痛与总体健康评分显著高于锁定钢板组，充分说明PFNA更适合老年人群，并能有效控制迟发型股骨干骨折，有效改善患者的预后，尤其在骨折后生理功能与疼痛方面效果更为显著。PFNA组总并发症发生率明显低于锁定钢板组，充分说明PFNA创伤小，不需要扩髓，其骨量流失的减少可降低术后并发症发生率，安全性更高[24-26]。
综上所述，相比于锁定钢板内固定术, PFNA具有创伤低、恢复快、并发症少等优势，对髋关节的治疗与远期预后效果更佳。
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表 1 首次放疗前CBCT校准位移绝对值
mm 方向 患者编号 P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 左右 0.027 0.100 0.153 0.230 0.760 0.817 0.490 0.407 0.657 0.363 0.513 0.093 0.342 0.227 0.381 0.415 0.475 头脚 0.203 0.783 0.793 0.677 1.453 1.750 1.257 1.740 0.330 0.163 1.243 1.383 1.022 0.989 1.193 1.210 0.309 腹背 0.807 1.997 3.293 2.650 4.360 3.950 2.633 2.440 2.930 2.253 1.110 1.117 2.441 2.182 1.176 3.022 0.787 
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表 2 规定分次放疗前CBCT校准位移平均绝对值
mm 方向 患者编号 P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 左右 0.800 0.650 0.437 0.440 0.833 2.017 0.550 0.340 0.507 0.577 1.100 0.380 0.734 0.527 0.852 0.700 0.364 头脚 1.260 0.917 1.340 0.810 0.667 1.760 2.360 0.857 1.313 3.263 1.263 0.833 1.461 0.911 1.819 1.482 0.709 腹背 2.348 1.873 3.730 2.677 6.347 5.217 2.757 1.147 3.757 1.577 1.453 1.727 2.438 3.203 1.826 1.605 0.509
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表 3 首次放疗前CBCT校准位移与规定分次放疗前CBCT校准位移平均值的相关性分析
方向 首次放疗前CBCT校准位移/mm 分次放疗前CBCT校准位移平均值/mm r P 左右 0.384±0.270 0.719±0.464 0.359 0.159 头脚 0.980±0.570 1.387±0.757 -0.326 0.301 腹背 2.462±1.105 2.884±1.607 0.833 0.001
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