头颈部肿瘤两种放疗体位固定摆位误差分析

刘凌湘 梁锦钊 张家昌 孙学文

511400，广州市番禺区中心医院肿瘤科

头颈部肿瘤两种放疗体位固定摆位误差分析

刘凌湘 梁锦钊 张家昌 孙学文

511400，广州市番禺区中心医院肿瘤科

目的 应用千伏级锥形束CT（CBCT）对比分析头颈部肿瘤放疗中头枕+头颈肩面膜、真空气垫+头颈肩面膜两种体位固定技术的摆位误差。方法 随机选取60例接受诊断及治疗的头颈部肿瘤患者（头枕+头颈肩面膜组29例、真空气垫+头颈肩面膜组31例），治疗过程中每周行1次CBCT扫描，将所获取的CBCT图像与计划CT图像进行配准，得到左右、上下、前后方向的摆位线性误差，采用独立t检验对比两组数据的差异性。结果 头枕+头颈肩面膜组在左右、上下、前后方向的摆位线性误差分别为：（0.07±1.70）、（0.45±1.53）、（0.39±1.62）mm，真空气垫+头颈肩面膜组在左右、上下、前后方向的摆位线性误差分别为：（-0.05±1.39）、（0.13±1.37）、（0.08±1.25）mm。两组在左右方向上的摆位线性误差比较差异无统计学意义（t=0.729，P＞0.05），在上下和前后方向上的差异有统计学意义（t=2.093、2.039，P均＜0.05）。结论 两种固定方式中头颈部肿瘤真空气垫+头颈肩面膜固定的患者摆位误差小，体位重复性好。

头颈部肿瘤；摆位误差；体位固定方式；锥形束CT

放疗是目前头颈部肿瘤治疗的有效手段，其中调强放疗技术应用最广。为了最大程度地提高放疗增益比，达到有效治疗肿瘤的同时又保护了周围正常组织的目的，在整个放疗过程中，需要精确定位、精确计划以及精确治疗。其中，精确的体位固定是保证调强放疗精确实施的先决条件[1]。本研究拟对比分析我院放疗科头颈部肿瘤放疗中采用头枕+头颈肩面膜、真空气垫+头颈肩面膜两种体位固定技术的应用情况及效果，重点探讨能够提升头颈部肿瘤患者治疗工作整体有效性的对策。

1 资料和方法

1.1 一般资料

随机抽取2014年3月至2015年7月在本院确诊并接受调强放疗的头颈部肿瘤患者60例，其中男性37例、女性23例，年龄19～71岁，平均年龄（46.10±10.93）岁。60例患者中，鼻咽癌37例、鼻腔鼻窦癌5例、口腔癌8例、喉癌4例、其他头颈部肿瘤6例。随机采用两种方法进行体位固定，头枕+头颈肩面膜组29例、真空气垫+头颈肩面膜组31例。两组患者的一般资料在临床上差异无统计学意义（P＞0.05），所有研究对象均于检查前签署了知情同意书。

1.2 体位固定

患者取仰卧位。头枕+头颈肩面膜组以全碳素纤维平板与标准化树脂头枕组合为底座，高分子热塑头颈肩面罩固定；真空气垫+头颈肩面膜组以全碳素纤维平板为底座，S形头颈肩真空气垫与高分子热塑头颈肩面罩联合固定（图1）。两组患者都在荷兰飞利浦大孔径BrillianceTM Big Bore CT模拟定位机下进行定位扫描，扫描层厚3 mm，扫描范围从头顶到锁骨下缘，扫描后将图像传输至美国瓦里安Eclipse三维治疗计划系统进行计划设计，计划设计完成后传输至瓦里安Clinac iX350直线加速器进行治疗。

图1 头枕+头颈肩面膜和真空气垫+头颈肩面膜两种固定方法示意图Fig.1 The schematic diagram of pillow+head-and-neck shoulder mask and vacuum bag+head-and-neck shoulder mask immobilization techniques

1.3 数据采集

患者治疗期间每周给予1次千伏级锥形束CT（cone beam computed tomography，CBCT）扫描，每位患者依据治疗周期共扫描6～7次。扫描完成后与原始的计划CT图像进行配准获取数据。配准采用自动与手动配准相结合的方法，先对ROI的计划靶区范围进行自动灰度配准，得到的配准结果根据相应的骨性标志进行手动微调，以得到患者左右、上下、前后3个方向上的摆位线性误差。若误差均≤3 mm，则可以开始放疗；若误差＞3 mm（至少一个），需重新进行摆位校准后再开始放疗。而对于旋转误差，考虑到实际治疗时治疗床的移动，本研究未采用。

1.4 统计学方法

采用SPSS13.0统计软件分析并处理两种固定方式的摆位误差数据，一般资料以（±s）表示，两组之间的比较采用独立t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

不考虑同一患者再次摆位校准时所获取的CBCT图像，头枕+头颈肩面膜组患者共扫描176次，真空气垫+头颈肩面膜组患者共扫描187次。两组固定方式下摆位误差情况见表1。从表1可以看出，在左右方向上，真空气垫+头颈肩面膜组的误差稍好于头枕+头颈肩面膜组，但差异无统计学意义（t= 0.729，P＞0.05）；在上下、前后方向上，真空气垫+头颈肩面膜组要优于头枕+头颈肩面膜组，差异有统计学意义（t=2.093、2.039，P均＜0.05）。

表1 头枕+头颈肩面膜和真空气垫+头颈肩面膜两种固定技术摆位误差对比（±s）Table 1 Setup errors using pillow+head-and-neck shoulder mask and vacuum bag+head-and-neck shoulder mask immobilization techniques（±s）

表1 头枕+头颈肩面膜和真空气垫+头颈肩面膜两种固定技术摆位误差对比（±s）Table 1 Setup errors using pillow+head-and-neck shoulder mask and vacuum bag+head-and-neck shoulder mask immobilization techniques（±s）

注：表中，CBCT：锥形束CT。

摆位误差/mm左右 上下 前后头枕+头颈肩面膜组组别 CBCT扫描/次176 0.07±1.70 0.45±1.53 0.39±1.62真空气垫+头颈肩面膜187 -0.05±1.39 0.13±1.37 0.08±1.25 t值 0.729 2.093 2.039 P值 0.467 0.037 0.042

3 讨论

头颈部肿瘤是一种恶性肿瘤，具有高发性特征，放疗是其治疗的主要方法之一。常规的放疗方案为每天一次，每周照射5 d，总剂量60.0～70.4 Gy，总疗程6～7周。所以在整个治疗过程中需要给予患者多次摆位，而摆位操作程序的重复性对治疗效果会造成直接影响，因此临床医师特别是放疗技师必须严格把握患者体位的各项固定技术[2]。一般来说，患者感到最舒适的体位往往是最容易重复的体位，不舒适的体位很难长时间保持。目前头颈部肿瘤广泛采用全碳素纤维平板与标准化树脂头枕组合为底座，高分子热塑头颈肩面罩联合固定[3]。在我们早期的使用过程中发现，尽管可依据患者头颅形状、颈椎弯曲度及治疗目的选择不同型号的头枕，但仍有部分患者头部特别是颈部与标准枕之间存在不吻合现象，少数患者由于颈部支撑偏高导致其后背与碳素纤维平板之间有一定空隙，颈部肩部活动度大，摆位重复性差。由此可知标准枕并不适合每例患者。在不断摸索与实践及参考相关文献的基础上[3-6]，我们采用S型头颈肩真空气垫代替标准枕，让患者头部与颈部以及双肩位置均有接触物可依托，联合头颈肩面罩一起形成一个高度吻合的包裹固定。这样，治疗时体位变换小，重复性方面较标准枕具有明显优势，有助于提升摆位的整体精确度。

图像引导是目前常用的分析摆位误差的方式，常用的获取图像的方法有电子射野影像系统与CBCT两种形式。这里，采用CBCT获取摆位图像，是因为其采用千伏级X射线，吸收剂量小，图像分辨率高，图像信息丰富，在与定位CT图像的配准过程中，不仅可以进行骨性标志配准，还可以进行三维低密度组织（如：实体肿瘤大体肿瘤靶体积）的灰度配准，极大程度地减少了不确定因素的影响[6]。其次，采用不同的配准方法[7]、配准区域[8-9]可得到不同的配准结果。本研究着重于靶区实际所在的区域，采用灰度及骨性标志相结合的方法进行配准。据此比较了这60例头颈部肿瘤患者在两种固定方式下的摆位误差情况，发现两种方法在左右、上下及前后方向上均可取得满意的效果，平均误差均≤3 mm，真空气垫+头颈肩面膜组在上下、前后方向的摆位线性误差均优于头枕+头颈肩面膜组，这可能是因为标准化头枕除了在头部背面有着支撑固定作用外，颈部和双肩位置下方缺少支撑和固定，体位活动度大。

本研究中，头颈部肿瘤采用真空气垫+头颈肩面膜固定体位的方法，在一定程度上解决了标准枕固定时颈部、肩部与头枕间存在的空隙问题，使患者体位更舒适，治疗时体位变换小，重复性好，进行再次摆位的次数少。由此可见，选择真空气垫+头颈肩面膜的体位固定方式的应用效果更加突出，在重复性及摆位精准性方面存在明显优势，值得推广。

利益冲突 本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。

作者贡献声明 刘凌湘负责方法建立、论文撰写、数据分析处理及论文最终版本修订；梁锦钊、张家昌和孙学文负责现场试验、数据获取和论文审阅。

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Analysis of setup errors using two immobilization techniques in the radiotherapy of head-and-neck cancer

Liu Lingxiang,Liang Jinzhao,Zhang Jiachang,Sun Xuewen
Department of Oncology,Panyu Central Hospital,Guangzhou 511400,China

Liu Lingxiang,Email：740599037@qq.com

ObjectiveTo analyze the setup errors of two immobilization techniques（pillow+ head-and-neck shoulder mask and vacuum bag+head-and-neck shoulder mask）with KV-cone beam computed tomography（CBCT）for head-and-neck cancer radiotherapy.MethodsSixty head-andneck cancer patients who diagnosed and treated in Panyu central hospital were randomly selected and divided into two groups（29 patients of pillow+head-and-neck shoulder mask group and 31 patients of vacuum bag+head-and-neck shoulder mask group）.CBCT was weekly carried out before treatment delivery.Then,the CBCT images were matched with the planned CT images in order to get the setup errors in left-right,superior-inferior and anterior-posterior directions.Independent t-test was used to evaluate the differences.ResultsIn the pillow+head-and-neck shoulder mask group,the average setup errors values in the left-right,superior-inferior and anterior-posterior directions were（0.07±1.70）,（0.45±1.53）,（0.39±1.62）mm,respectively.Also in the vacuum bag+head-and-neck shoulder mask group,the average setup errors values were（-0.05±1.39）,（0.13±1.37）,（0.08±1.25）mm,respectively.And in the left-right direction,there was no statistically significant difference（t=0.729,P＞0.05）.While,in the superiorinferior and anterior-posterior directions,both of which had statistically significant difference（t=2.093 and 2.039,both P＜0.05）.ConclusionThe vacuum bag+head-and-neck shoulder mask fixed technique was more accurate when compared to the pillow+head-and-neck shoulder mask fixation method,which has the smaller setup errors and the better position repeatability.

Head and neck neoplasms;Setup error;Position immobilization techniques;Cone beam computed tomography

刘凌湘，Email：740599037@qq.com

10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2016.04.005

2016-02-01）