肿瘤放疗中塑形垫结合热塑网膜体位固定方式的摆位误差研究

刘礼东 杨振 钟美佐 李军烽 秦勤 唐杜 张校铭

体位固定装置为放射治疗过程中不可或缺的设备，对于患者体位精确固定、减少摆位误差[1-3]均有不可替代的作用。塑形垫作为辅助体位固定装置已在临床广泛使用，但对于其联合热塑网膜进行固定的效果及临床摆位精度的研究较少，本研究通过收集不同肿瘤部位患者治疗前的摆位误差进行回顾性分析，比较塑形垫结合热塑网膜的体位固定方式相比于其他单一体位固定方式在放疗过程中的摆位精度影响，为实际工作中针对不同肿瘤位置选择合适体位固定装置提供参考支持。

1 材料与方法

1.1 病例资料

分析2018年1月至2019年12月于湘雅常德医院接受放射治疗的66例患者所有的锥形束CT影像资料，其中头颈部肿瘤患者27例，男性23例，女性4例，中位年龄51（28～74）岁，平均年龄（53±12）岁，15例使用头颈肩热塑面罩进行体位固定（A组），12例使用塑形垫结合头颈肩热塑面罩进行体位固定（B组）。胸腹部肿瘤患者39例，男性13例，女性26例，中位年龄54（38～78）岁，平均年龄（54±10）岁，其中19例使用真空垫进行体位固定（A组），20例使用塑形垫结合热塑体膜进行体位固定（B组），所有患者在年龄、性别差异均无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 体位固定及扫描

头颈部肿瘤患者：在定位前先将塑形垫和头颈肩热塑面罩分别置于烤箱和恒温水箱中加热15 分钟，所有患者均采用仰卧位方式，A组患者双手置体侧平躺在碳纤维板上，选取最舒适的体位进行固定，保证患者颧骨、鼻尖、眼眶等轮廓显现。B组患者先使用头颈肩塑形垫进行塑形保证患者头部与塑形垫之间紧密贴合、不留缝隙，再佩戴头颈肩面罩进行固定，固定要求与A组一致。胸腹部肿瘤患者：同样均采用仰卧位方式，双手交叉置于头部，A组患者平躺至真空垫内，根据患者体位进行固定，真空垫与患者体位需紧密贴合、不留缝隙。B组患者则平躺至塑形垫内先进行体位塑形，同样保证体位与塑形垫之间紧密贴合、不留缝隙，再佩戴热塑体膜进行固定。所有患者经过体位固定后，使用Discovery CT590RT（购于美国GE 公司）的32 层大孔径定位CT 进行螺旋扫描，扫描层厚和层距都为2.5 mm，扫描方式为平扫加增强，图像扫描重建完成后经网络传输至Varian Eclipse计划系统工作站中进行计划设计。

1.3 锥形束CT图像获取及配准

所有治疗均在Varian Trilogy 加速器上进行。根据肿瘤部位的不同选取合适的扫描方式每周进行1次锥形束CT 扫描，其中头颈部患者选择头部扫描方式，全扇获取模式；胸腹部患者选择腹部扫描方式，半扇获取模式，扫描中心均为计划等中心，图像分辨率为512×512，重建图像层厚为2.5 mm。每次图像采集重建获取后，在线将锥形束CT图像和计划CT图像进行融合配准，配准方式为骨性配准，配准完成之后记录头颈部和胸腹部肿瘤患者A、B两组不同体位固定方式的左右（left-right，LR）、头脚（superior-inferior，SI）和腹背（anterior-posterior，AP）3个方向的摆位误差值以及旋转角度误差值。

1.4 统计学分析

采用SPSS26.0软件进行统计学分析。66例患者共行378 次锥形束CT 扫描，其中头颈部肿瘤A、B 两组各65 次，胸腹部肿瘤A、B 两组各124 次。统计结果以形式表示，并采用独立样本t检验。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

对于头颈部肿瘤患者，B组摆位误差在LR 方向和SI方向以及旋转角度误差分别为（0.06±0.06）cm、（0.08±0.07）cm、（0.12±0.17）°，小于A组的摆位误差（0.10±0.11）cm、（0.13±0.14）cm、（0.25±0.47）°，两组摆位误差差异具有统计学意义（t=2.7，P＜0.05；t=2.63，P＜0.05；t=2.01，P＜0.05），AP 方向两组摆位误差差异无统计学意义（t=0.82，P＞0.05）。对于胸腹部肿瘤患者，B组在LR 方向和旋转角度误差分别为（0.10±0.08）cm、（0.09±0.18）°，小于A组的摆位误差（0.14±0.12）cm、（0.22±0.39）°，两组摆位误差差异具有统计学意义（t=-3.51，P＜0.05；t=-3.28，P＜0.05），而在SI 方向和AP方向两组摆位误差差异无统计学意义（t=-0.07，P＞0.05；t=-0.85，P＞0.05），具体结果见表1。对于头颈部肿瘤患者和胸腹部肿瘤患者使用塑形垫结合热塑网膜的固定组在LR、SI、AP 3个方向摆位误差绝对值＜0.3 cm 以及旋转角度误差绝对值＜0.5°的发生比例都要好于其他固定方式组，具体结果见表2。各固定方式摆位误差发生频率分布结果，见图1，2。

表1 头颈部肿瘤和胸腹部肿瘤患者采用不同体位固定方式在3个方向以及旋转角度的摆位误差值比较 ±s（cm）

表1 头颈部肿瘤和胸腹部肿瘤患者采用不同体位固定方式在3个方向以及旋转角度的摆位误差值比较 ±s（cm）

组别左右（LR）头脚（SI）头颈部肿瘤患者A组0.10±0.11 0.13±0.14 B组0.06±0.06 0.08±0.07 t 2.70 2.63 P 0.01 0.01胸腹部肿瘤患者A组0.14±0.12 0.12±0.10 B组0.10±0.08 0.12±0.08 t-3.51-0.07 P＜0.01 0.95

表1 头颈部肿瘤和胸腹部肿瘤患者采用不同体位固定方式在3个方向以及旋转角度的摆位误差值比较±s（cm）（续表1）

表1 头颈部肿瘤和胸腹部肿瘤患者采用不同体位固定方式在3个方向以及旋转角度的摆位误差值比较±s（cm）（续表1）

组别腹背（AP）旋转（度）头颈部肿瘤患者A组0.07±0.07 0.25±0.47 B组0.06±0.06 0.12±0.17 t 0.82 2.01 P 0.41 0.04胸腹部肿瘤患者A组0.12±0.09 0.22±0.39 B组0.11±0.09 0.09±0.18 t-0.85-3.28 P 0.40＜0.01

表2 使用不同体位固定方式在3个方向摆位误差值＜0.3 cm和旋转误差值＜0.5°的发生比例 （%）

图1 头颈部肿瘤患者使用不同体位固定装置在3个方向及旋转角度的摆位误差发生频率分布图

图2 胸腹部肿瘤患者使用不同体位固定装置在3个方向及旋转角度的摆位误差发生频概率分布图

3 讨论

目前，患者不同肿瘤放疗主要为精确体位固定、精准计划设计和精确放疗，体位固定作为精确放疗的首要环节[4]。国际辐射单位与测量委员会（ICRU）24号报告指出[5]，计划靶区的计算剂量与实际剂量偏差超过5%会造成肿瘤控制率下降，同时导致正常组织并发症风险增加，近几年随着放疗技术诸如三维调强（intensity modulated radiation therapy，IMRT）以及容积旋转调强（volumetric modulated arc therapy，VMAT）等技术的不断兴起，肿瘤位置高剂量和周围重要器官迅速剂量跌落的特点对于摆位精确性又提出了更高的要求[6-7]，在实际治疗过程中如何选取合适的体位固定装置，保证患者治疗体位的重复性、舒适性以及稳定性仍为研究重点[8]。头颈部肿瘤患者，由于其扫描轮廓较大，刚性好等特点，通常使用头颈肩热塑面罩进行体位固定。但是由于患者的头颅形状、颈椎弯曲弧度以及胖瘦程度等个体化差异，会导致临床工作中出现头枕与患者头颅之间贴合不紧、存在缝隙，从而导致面罩和患者体表之间活动度加大，引起相对位移，影响体位重复性[9-11]。在治疗过程中若出现咳嗽，易引起不自主的活动导致照射偏差。对于治疗周期较长的头颈肿瘤患者，发生放射性皮炎几率极大，面罩与皮肤接触容易引起疼痛，导致患者产生不自主的体位移动，从而出现摆位偏差。有研究[12-13]建议使用头颈肩热敷面罩配合发泡胶进行体位固定，虽然可以解决上述问题，但是发泡胶制作较为复杂、制作时间较难把握，且材料具有刺激性，患者接触后可能会引起过敏反应。此外，发泡胶的发泡温度也较高，影响患者舒适程度[14-15]。本研究结果表明使用塑形垫结合头颈肩热塑面罩在LR、SI和AP以及旋转角度摆位误差值均小于单独使用头颈肩热塑面罩固定方式，塑形垫除了能够个体化塑形，使患者头顶和颈部能与塑形垫紧密贴合固定之外，还能降低颈部移动程度，令头颈以及双肩在双重的固定方式下形成高度适形的全方位固定，进一步减小患者在摆位过程中LR、SI以及旋转角度上的误差，提高舒适程度。本研究由于放疗定位时均记录定位高度原始数值，治疗时会根据原始数值进行摆位，因此在AP方向上两者摆位误差数值之间差异较小。对于胸腹部肿瘤患者，如肺癌患者，在实际工作中通常使用真空垫进行体位固定。真空垫虽然舒适程度高，摆位时间短，但长时间使用存在漏气风险挤压变形。有研究[16-17]提出使用热塑体膜代替真空垫进行固定，但其在舒适程度上不如真空垫，特别是寒冷环境下，患者应激反应会导致不自主的移动，从而引起位置偏差。本研究结果提示，使用塑形垫结合热塑体膜较真空垫，不但可以减少患者的LR移动，改善患者背部适形度，降低呼吸运动和肠胃器官运动[18]，同时双重固定方式还能防止患者不自主的旋转，提高舒适程度，因此在LR方向和旋转角度上两者摆位数据会存在较大差异。而在SI方向上塑形垫和真空垫都能对患者个体化塑形，以及AP方向上由于定位原始高度数值的记录都使得两者摆位误差数值之间差异较小。不同放疗中心的设备和精度以及体位固定装置厂家型号均不同，患者之间的个体化差异、技术人员的摆位标准和熟练程度均不同，上述情况可能导致不同程度的摆位误差。由于不同肿瘤部位、不同患者间的治疗次数不尽相同，锥形束CT扫描的频率也各有不同，因此在后续研究中将继续增补样本量，规范扫描次数，对特定肿瘤进行专项分析。本研究仅在治疗前实施锥形束CT扫描，未在校正误差后再行锥形束CT扫描分析，这也将在后续研究中进一步探讨。

综上所述，头颈部和胸腹部肿瘤患者使用塑形垫结合热塑网膜的体位固定方式均可提高患者体位的重复性、稳定性，提升舒适程度，限制固定部位的转动，减少摆位误差。本研究可为头颈肿瘤和胸腹部患者选择合适的体位固定装置提供数据支持。