基于圖像引導下探索下頸部與下椎體同方向的相關性與差異性

林曉生 方涌文 劉鏢水 姚文燕 王宇留 肖亮杰 鐘慶初 許森奎 林承光 方鍵藍

華南國家腫瘤實驗室中山大學腫瘤防治中心放療科，廣州 510060

鼻咽部的解剖較為簡單，但毗鄰結構卻很重要且復雜。周邊分布著腦干、脊髓、咽喉、腮腺等重要和危及器官，且周邊區(qū)域內(nèi)集中著較多的血管和神經(jīng)，一旦發(fā)現(xiàn)腫瘤，很難根治性切除，因此鼻咽癌主要采用放射治療（放療）或以放療為主要的綜合治療［1-2］。調(diào)強放射治療（intensity modulated radiotherapy，IMRT）已成為主流治療技術，IMRT劑量分布陡峭，對擺位精度很高，結合圖像引導放射治療技術（image guided radiotherapy，IGRT）能保證精度，縮小外擴邊界，減少正常組織照射量。林承光等［3］研究發(fā)現(xiàn)在左右、上下、頭腳方向上頸部隨機誤差分別是頭部的2.57、1.34、0.99倍?；陬i部誤差大于頭部，方衛(wèi)寧等［4］建議頭部與頸部分開外擴計劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）。外擴PTV雖能保證有效的照射，但會增加不必要的照射，增加不良反應。雖然在放療計劃設計時做了充分考慮，對腫瘤靶區(qū)和危及器官的影響都在可接受范圍內(nèi)，但由于頸部誤差變化是一個動態(tài)過程，脊髓受量可能不像原計劃設定那樣有相當程度的受照超量風險。所以我們更應該重視減少影響頸部擺位誤差因素，以提高擺位精度和穩(wěn)定性。鑒于頸部在放療過程中多因素變化，本文著重探索引起下頸部和下頸椎誤差的相關性和差異性，為后續(xù)提高頸部擺位精度和改良固定裝置提供依據(jù)。

材料與方法

1、一般資料

隨機選取2021年1月至12月中山大學腫瘤防治中心在Varian Vital Beam直線加速器接受放療的鼻咽癌患者80例，所有患者都是首次放療，病理均為低分化鱗癌，根據(jù)AJCC第8版分期標準分期，Ⅰ期2例、Ⅱ期14例、Ⅲ期26例、Ⅳ期38例。男45例，女35例；中位年齡43歲，最低年齡為30歲，最高年齡為68歲。倫理批準號：GYX2020-011。

2、設備與耗材

由異氰酸聚亞甲基聚亞苯基酯和復合聚醚類多元醇兩部分混合發(fā)泡膨脹并冷卻固定塑形（由廣州富瑞醫(yī)療科技有限公司生產(chǎn)），形成一個與頭頸部和雙肩部形狀高度吻合的頭頸肩泡沫墊，結合頭頸肩面罩固定。在Phlips big bore大孔徑CT下進行定位掃描，掃描層厚3 mm，重建層厚3 mm，計劃設計完成后將計劃傳到Mosaiq網(wǎng)絡系統(tǒng)。

3、數(shù)據(jù)采集

患者第1次進行治療之前進行CBCT掃描驗證校正體位，后續(xù)治療每隔4次進行1次CBCT掃描校正，共7次CBCT掃描校正。掃描管電壓為100 kV，管電流為150 mAs，掃描縱向長度為18.5 cm，掃描角度為22°～181°，一次采集88層CBCT圖像，在Mosaiq系統(tǒng)中運用系統(tǒng)自帶配準軟件對A、B框4個區(qū)域進行匹配分析收集六維數(shù)據(jù)。A框（下頸部）：左右方向為兩耳外緣，前后方向為舌骨前緣至枕骨后緣，頭腳方向為第三頸椎下緣至第七頸椎下緣，具體匹配范圍如圖1所示；B框（下頸椎體）：左右、前后方向為椎體邊緣，頭腳方向跟A框一致，具體匹配范圍如圖2所示。

圖1 A框（下頸部）

圖2 B框（下頸椎體）

4、統(tǒng)計學方法

采用SPSS21統(tǒng)計學軟件將1 120組6個方向擺位誤差數(shù)據(jù)分別進行兩兩之間的Pearson相關性分析；相關性強弱為：相關性系數(shù)0～0.3為弱相關，相關性系數(shù)0.3～0.75為中等相關，相關性系數(shù)0.75～1為強相關。由于下頸椎體匹配冠狀方向、橫斷方向等計量資料不符合正態(tài)性分布，用M（P25，P75）表示，采用Wilcoxon帶符號秩檢驗；其他計量資料數(shù)據(jù)符合正態(tài)性分布，用（±s）表示，使用配對樣本t檢驗進行分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

1、相關性

下頸部和下頸椎體同個方向上存在中等相關的有頭腳SI方向、左右LR方向、冠狀RTN方向、矢狀Pitch方向；強相關的有前后AP方向、橫斷Roll方向。詳見表1。

表1 80例鼻咽癌患者1 120次錐形束CT圖像下頸部與下頸椎體相關性

2、差異性

下頸部和下頸椎體同個方向上，頭腳SI、前后AP、矢狀Pitch、橫斷Roll方向差異均有統(tǒng)計學意義（均P<0.05）；左右LR、冠狀RTN方向差異均無統(tǒng)計學意義（均P>0.05）。詳見表2。

表2 80例鼻咽癌患者1 120次錐形束CT圖像下頸部與下頸椎體差異性

討 論

鼻咽癌易伴有頸部淋巴結轉移，頸淋巴結轉移率高達60%～80%，初診時40%～50%左右的鼻咽癌患者以無癥狀的頸部腫塊就診［5-6］。隨著放療不斷深入，頸部淋巴結也不斷退縮，相應對擺位造成影響。頸椎椎體生理活動度比較大，體位姿勢稍有變動，椎體的運動軌跡就會出現(xiàn)不同的變化，這樣給放療精度增加難度。雖然隨著影像技術和計算機軟件，直線加速器設備的飛速發(fā)展，放療技術也經(jīng)歷了二維普通放療、三維適形IMRT、四維自適應放療的發(fā)展過程［7］。在線調(diào)整體位，提高擺位精度已不是難事。但IGRT不是萬能的，也有不足之處。

張丙新和付東山［8］指出放療過程中患者腫瘤體積或形態(tài)相對于定位時發(fā)生動態(tài)變化后CBCT圖像與定位CT圖像間的配準必然存在一定誤差，而這種動態(tài)變化引起的誤差往往是CBCT系統(tǒng)難以校正的。因此我們探索下頸部與下椎體的相關性和差異性有助于從根源上找到問題所在。

根據(jù)筆者工作實踐觀察發(fā)現(xiàn)，在體位固定時有些患者由于緊張易引起聳肩縮背，造成肌肉繃緊狀態(tài)，而在后續(xù)治療中狀態(tài)慢慢放松，治療體位發(fā)生變化，頭頸部和面罩貼合度也會變差，從而引起不必要的誤差。對此我們深刻體會到宣教的重要性，中山大學腫瘤防治中心開展了頭頸和胸腹部放療的相關事項大講堂，使患者在放療前有個整體認識，這樣既能減輕患者對放療未知所產(chǎn)生的恐懼情緒，也能提高后續(xù)放療依從性。游雁等［9］通過在調(diào)強放療前進行模擬擺位訓練證明可以明顯減少旋轉角度誤差和調(diào)整擺位次數(shù)，提高了放療擺位精度和效率。因此我們也可以在做固定裝置前給患者看固定制作視頻，使患者了解制作過程，在正式制模前模擬一下過程。隨著固定裝置的不斷改良，擺位精度也不斷提高，但對頸部的固定效果還是難達到理想的結果［10］。所以我們更應該在細節(jié)上保證每次放療基本情況跟制模時一致，例如患者的衣著。惠華等［11］研究發(fā)現(xiàn)頭發(fā)也是影響頭頸部腫瘤放療擺位精度一個因素。

中山大學腫瘤防治中心從使用傳統(tǒng)標準枕到真空墊枕不斷改良固定裝置，目前使用的發(fā)泡膠墊能保障整個放療過程不漏氣和不變形，剛性結構足能穩(wěn)定支撐頸肩部的壓力，使頸部內(nèi)部結構和頸椎相對位置穩(wěn)定，所以在前后AP方向下頸部和下錐體表現(xiàn)出強相關性，但由于患者中后期容易營養(yǎng)不良，使得頸肩部各肌群組織不同程度消瘦，相應也造成頸部各椎體不同程度的形變，從而產(chǎn)生差異性。

雖然發(fā)泡膠墊一定程度能限制頸肩部活動，但在頸部左右固定效果還是有待提高［12］，同時患者腹臀部缺乏有效的固定，容易引起胸腹部偏向一側而帶動頸肩左右移動，從而影響了下頸部和下椎體的左右LR和冠狀RTN相關性，兩者在左右LR和冠狀RTN都存在中等相關。由于有面罩限定頸肩部旋轉，所以左右LR和冠狀RTN方向上頸部和頸椎內(nèi)部結構相對穩(wěn)定，差異均無統(tǒng)計學意義（均P<0.05）。頭腳SI方向上因腳缺乏有效的固定而患者不能確定是否躺到指定位置，常發(fā)生躺位偏上或偏下，易引起下頜過仰或內(nèi)收。在調(diào)整體位時也容易擠壓頸肩部肌肉或折疊背部衣服，從而增加了下頸部與下椎體結構不一致的可能。頸部屬于長靶區(qū)，上下部誤差存在不一致，從頭往腳方向誤差相對遞增［13］，在放療過程中頸部內(nèi)部結構（如甲狀腺）進行性縮小，因而兩者在頭腳SI方向存在中等相關，有差異性。在矢狀位Pitch方向調(diào)整上，由于頸部存在很大的可塑性，下頸部內(nèi)部結構和頸椎的拉伸存在不同程度的形變，放療后期也會加重頸部放射皮膚反應，使得患者在頸部體位發(fā)生變化時感覺不適而不自主調(diào)整體位，這樣也增加了兩者相對位置的差異。在橫斷位Roll方向上，下頸椎好比喻為軸心，帶動著下頸部的橫斷旋轉，軌跡近似于圓柱狀滾動，因而表現(xiàn)出強正相關，但由于肩部的聯(lián)動牽制，一定程度限定了頸部橫斷旋轉，而肩部又有頭頸肩面罩限定。這樣兩兩互相作用，因而增加了下頸部結構與下錐體不一致的運動，表現(xiàn)出差異性。

通過上面的分析我們能較清晰認識下頸部與下椎體的相關性和差異性。許多研究者都得出使用口含器有助于提高頭頸部的擺位精度［14-17］。在放療工作中我們可以從以下幾方面提高頸部擺位精度：（1）做好放療前宣教工作，緩解患者緊張焦慮情緒，制模時調(diào)整患者鼻尖、下頜鎖骨上窩、劍突處于中軸線上，減少頸肩部左右和旋轉誤差；（2）動態(tài)監(jiān)測患者體質(zhì)量變化，指導其調(diào)整飲食結構，盡量減少體質(zhì)量過大波動；（3）指導患者放療期間護理好頸部皮膚和口腔衛(wèi)生，減少放療頸部皮膚反應和口腔反應；（4）可以在放療4～5周后考慮是否需要重新制模做二程IMRT計劃；（5）可以在胸腹部做輔助標記點、標記線來提高體位一致性；（6）增長發(fā)泡膠墊長度，有助于提高左右的精度；（7）探索一款新的固定裝置來提高頭腳方向的誤差。

綜上所述，雖然鼻咽癌頸部的誤差相對較大，但我們還是可以通過上述措施來降低頸部線性和旋轉誤差的，進而探索研究新型固定裝置來提高頸部的精度。

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