頭頸部腫瘤螺旋斷層放療不同體位固定方式的擺位誤差分析

林潔 段詩苗 江浩 趙家成 申建 徐全敬 張雷 陳培培 劉苗苗

頭頸部惡性腫瘤的發(fā)生率占全球惡性腫瘤的第7位，每年新發(fā)病例約60萬[1]，我國相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示其發(fā)病率為3.269%（7 988/244 366）[2]。放射治療是頭頸部惡性腫瘤最主要的治療方式之一，70%的惡性腫瘤患者在不同治療階段需要接受放療，其中需要接受根治性放療者占70%[3]。隨著放療技術(shù)和設(shè)備的不斷發(fā)展，螺旋斷層放射治療（tomotherapy，TOMO）被廣泛應(yīng)用于頭頸部腫瘤的放療中，TOMO集三維適形放療（3D-CRT）、調(diào)強(qiáng)適形放療（IMRT）、影像引導(dǎo)放療（IGRT）、劑量引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)適形放療（DGRT）、自適應(yīng)放療（ART）于一體，以螺旋CT方式進(jìn)行掃描，通過360°不間斷旋轉(zhuǎn)、51個(gè)弧度進(jìn)行照射。本研究利用TOMO治療系統(tǒng)MVCT圖像引導(dǎo)功能分析不同體位固定方式下頭頸部腫瘤患者的擺位誤差，探討能夠提升接受TOMO放療頭頸部腫瘤患者治療精準(zhǔn)度的有效方法。

1 材料與方法

1.1 一般資料選擇2017年10月～2019年9月在我院采用TOMO治療系統(tǒng)進(jìn)行頸部照射的腫瘤患者40例，其中男25例，女15例；年齡 32～83 歲，平均（56.08±12.58）歲；按照體位固定方式的不同分為兩組：常規(guī)頭枕聯(lián)合頭頸肩熱塑膜組（A組）及發(fā)泡膠聯(lián)合頭頸肩熱塑膜組（B組），各20例，兩組一般臨床資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 設(shè)備材料頭頸肩低溫?zé)崴苣?、發(fā)泡膠泡沫墊、不同型號的固定枕、碳素纖維固定底板、飛利浦大孔徑CT、TOMO。

1.3 體位固定、CT模擬定位和計(jì)劃設(shè)計(jì)患者均采用自然仰臥體位，其中A組20例患者采用常規(guī)頭枕+頭頸肩熱塑膜+全碳素纖維底板進(jìn)行固定，B組20例患者采用發(fā)泡膠+頭頸肩熱塑膜+全碳素纖維底板固定。兩組均在飛利浦85cm大孔徑CT下進(jìn)行定位掃描，掃描層厚及層間距均為3mm。圖像采集完畢后將其傳至醫(yī)生TPS工作站，進(jìn)行靶區(qū)勾畫、計(jì)劃設(shè)計(jì)及治療計(jì)劃的最優(yōu)化處理。

1.4 圖像配準(zhǔn)及采集誤差數(shù)據(jù)在進(jìn)行TOMO治療時(shí)，放射治療師為患者擺好體位、佩戴好模具后，每次治療前均進(jìn)行圖像引導(dǎo)的MVCT掃描，圖像配準(zhǔn)時(shí)選擇Super Fine Resolution、Bone and Tissue Technique、Transverse+Roll方式。掃描后的MVCT圖像與KVCT圖像在橫斷面、冠狀面和矢狀面三維方向上進(jìn)行自動配準(zhǔn)，觀察影像的重合度，必要時(shí)進(jìn)行手動調(diào)整，記錄患者在X軸（左右）、Y軸（頭腳）、Z軸（腹背）及Roll（頭腳方向上的旋轉(zhuǎn)）四個(gè)方向上的誤差值。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 21.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料以±s表示，行t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料用率表示，行卡方檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

40例患者共進(jìn)行1 196次MVCT掃描，其中A組601次(平均每人30.05次)，B組595次（平均每人29.75次）。A組X軸、Y軸、Z軸的誤差范圍分別為0～6.3mm、0～6.3mm、0～9.6mm；B組在此三個(gè)方向上的誤差范圍分別為0～4.5mm、0～4.5mm、0～5.3mm； A、B兩組擺位誤差范圍在X軸、Y軸兩個(gè)方向上大多數(shù)集中在0～2mm，B組此區(qū)間比例更高，在Z軸方向上A組誤差范圍集中在2～6mm,B組誤差范圍集中在0～4mm；A組在X軸、Y軸、Z軸的誤差值大于3mm的數(shù)據(jù)分別為21個(gè)（3.5%）、57個(gè)（9.5%）、475個(gè)（79.0%），B組在此三個(gè)方向上大于3mm的數(shù)據(jù)分別為7個(gè)（1.2%）、5個(gè)（0.8%）、155個(gè)（26.1%）；A、B兩組Roll方向的誤差范圍分別為0～5°、0～3.2°，大于2°數(shù)據(jù)分別為49個(gè)（8.2%）、18個(gè)（3.0%）。B組在X軸、Y軸、Z軸方向誤差值大于3mm及在Roll方向誤差值大于2°比例均低于A組（P＜0.05）。兩種不同體位固定方式的擺位誤差頻率分布見表2、3。

表2 線性誤差頻率分布[n（%）]

表3 旋轉(zhuǎn)誤差頻率分布[n（%）]

3 討論

放射治療已進(jìn)入精準(zhǔn)治療時(shí)代，在放療過程中影像定位、劑量計(jì)算、體位固定和擺位治療的每一個(gè)環(huán)節(jié)均需精準(zhǔn)實(shí)施[4]。精準(zhǔn)放療可以在確保盡可能減少鄰近正常組織器官放射損傷的前提下，最大限度殺死腫瘤細(xì)胞，提高放射治療增益比[5～7]。頭頸部解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，周圍有視神經(jīng)、腦干、腮腺、脊髓等重要的正常組織和器官，頸部的活動度較大，可以向各個(gè)方向運(yùn)動，固定效果不是很理想[8]，故在頭頸部腫瘤放療過程中，如何采用適當(dāng)?shù)捏w位固定方式，減少擺位誤差，提高放射治療準(zhǔn)確性備受關(guān)注。

在頭頸部腫瘤的放射治療過程中，臨床較常用的體位固定方式主要為常規(guī)頭枕聯(lián)合頭頸肩熱塑膜，研究發(fā)現(xiàn)其可以將擺位誤差控制在3mm以內(nèi)，提高擺位的準(zhǔn)確性，從而達(dá)到較好的固定效果[9，10]。本研究發(fā)現(xiàn)A組在X軸及Y軸方向上擺位誤差小于3mm的比例分別為96.5%、90.5%，從誤差數(shù)據(jù)來看使用常規(guī)頭枕聯(lián)合頭頸肩熱塑膜可使擺位誤差控制在較好的范圍內(nèi)。在使用常規(guī)頭枕聯(lián)合頭頸肩熱塑膜的固定方式時(shí)，治療師可以直接根據(jù)患者頸部長短選擇合適的頭枕，使患者處于最自然舒適體位，減少不自主運(yùn)動，同時(shí)通過觀察患者頭頸部與枕頭的貼合狀態(tài)，更好地把握患者在左右以及頭腳方向上的擺位誤差。通過頭頸肩熱塑膜對其頸部及肩部進(jìn)行固定，使患者的活動度減小，從而達(dá)到有效固定。在臨床使用過程中因頭枕的型號有限，不能更好地適用于所有患者，患者頸部和碳素纖維板之間存在較大空隙，導(dǎo)致治療過程中體位固定穩(wěn)定性有所下降[11，12]。經(jīng)過長期的使用，頭枕會有不同程度的磨損導(dǎo)致其高度有變化，從而影響患者的擺位誤差。臨床上嘗試采用發(fā)泡膠新型固定方式，根據(jù)患者的身體弧度進(jìn)行適形固定，對患者頭頸部與雙肩部進(jìn)行全方位包圍固定，有效解決常規(guī)頭枕的不足。研究表明發(fā)泡膠聯(lián)合頭頸肩熱塑膜可以根據(jù)患者體形制作泡沫墊并使患者的頭部、頸部及肩部更好地與其貼合，使機(jī)體的扭曲程度減小，可有效解決患者頸部懸空問題[13，14]。

石翔翔等[15]報(bào)道在頭頸部腫瘤放療過程中使用發(fā)泡膠固定，相較傳統(tǒng)頭枕而言可以減少患者左右、頭腳、腹背方向上的誤差，能夠取得較好的固定效果，更適用于臨床，本研究也得出相似結(jié)論。使用發(fā)泡膠固定時(shí)可以根據(jù)患者的頸椎曲度、頭顱形狀大小進(jìn)行量身定制，使患者頭頸部完全與發(fā)泡膠泡沫墊貼合固定，使頭頸部活動度變??；使用發(fā)泡膠可以全方位包裹頭頂，有效限制患者向上移動，同時(shí)治療師可以通過觀察患者頭頂與發(fā)泡膠頂部的貼合程度，避免患者向下移動太多，有效減小患者在頭腳方向上的移動度；采用發(fā)泡膠固定可以為患者頭部后方及肩頸部充分填充，使頭頸部與其緊密貼合，減少前后方向上的移動度。但發(fā)泡膠也存在不足之處：發(fā)泡膠的制作過程比較復(fù)雜，發(fā)泡時(shí)間需恰到好處；發(fā)泡膠所含化學(xué)成分具有刺激性，影響操作者的身體健康；發(fā)泡膠制作過程中邊緣有凸起的地方需要進(jìn)行修剪，使其不能更好地與頭頸肩膜相接觸；同時(shí)由于發(fā)泡膠的長短大致到達(dá)患者的背部，其與碳素纖維板中斷處對于體型較瘦的患者來說硬度較大，使患者的舒適度降低。

另外，本研究發(fā)現(xiàn)A組和B組Z軸誤差范圍以及誤差值較大，與相關(guān)研究結(jié)果相似[16]，分析其原因：可能由于TOMO治療機(jī)床板的支撐點(diǎn)在其孔徑外，床板本身具有重量，患者體重較大時(shí)在治療過程中床板存在下沉現(xiàn)象，且治療床載重越大、進(jìn)床的長度越大下沉的程度越大[17]；可能由于在放療過程中患者頸部腫大的淋巴結(jié)消退或者口腔黏膜受損食欲下降導(dǎo)致身體消瘦，Hou 等[18]通過MVCT發(fā)現(xiàn)，患者體質(zhì)量減輕時(shí)會出現(xiàn)Z軸方向大于3mm誤差的現(xiàn)象，本研究中A組和B組Z軸大于3mm的誤差分別為79.0%、26.1%，因此治療師應(yīng)對患者體型變化提高重視；可能由于頭頸部腫瘤利用TOMO治療時(shí)，每次治療前需要進(jìn)行MVCT圖像與KVCT圖像配準(zhǔn)，治療時(shí)間較長，一些耐受性較差的患者會產(chǎn)生不自主的運(yùn)動；頭枕及發(fā)泡膠在長期使用過程中可能有不同程度的磨損，導(dǎo)致其厚度變薄，從而使Z軸誤差值較大；可能患者在第一次制作體膜定位時(shí)處于高度緊張狀態(tài)身體緊繃，在日常治療過程中處于放松狀態(tài)，從而產(chǎn)生腹背方向的誤差。

綜上所述，在頭頸部腫瘤放療中相對于常規(guī)頭枕聯(lián)合頭頸肩熱塑膜而言，發(fā)泡膠聯(lián)合頭頸肩熱塑膜在一定程度上可提高患者的舒適性以及體位固定的穩(wěn)定性和可重復(fù)性，減少擺位誤差，提高放療精確性與有效性。在頭頸部腫瘤放療中常規(guī)頭枕聯(lián)合頭頸肩熱塑膜與發(fā)泡膠聯(lián)合頭頸肩熱塑膜兩種體位固定方式各有優(yōu)勢和不足，應(yīng)根據(jù)患者實(shí)際情況選擇合適的體位固定方式，從而達(dá)到較好的治療效果。