头颈部肿瘤螺旋断层放疗不同体位固定方式的摆位误差分析

林洁 段诗苗 江浩 赵家成 申建 徐全敬 张雷 陈培培 刘苗苗

头颈部恶性肿瘤的发生率占全球恶性肿瘤的第7位，每年新发病例约60万[1]，我国相关统计数据显示其发病率为3.269%（7 988/244 366）[2]。放射治疗是头颈部恶性肿瘤最主要的治疗方式之一，70%的恶性肿瘤患者在不同治疗阶段需要接受放疗，其中需要接受根治性放疗者占70%[3]。随着放疗技术和设备的不断发展，螺旋断层放射治疗（tomotherapy，TOMO）被广泛应用于头颈部肿瘤的放疗中，TOMO集三维适形放疗（3D-CRT）、调强适形放疗（IMRT）、影像引导放疗（IGRT）、剂量引导调强适形放疗（DGRT）、自适应放疗（ART）于一体，以螺旋CT方式进行扫描，通过360°不间断旋转、51个弧度进行照射。本研究利用TOMO治疗系统MVCT图像引导功能分析不同体位固定方式下头颈部肿瘤患者的摆位误差，探讨能够提升接受TOMO放疗头颈部肿瘤患者治疗精准度的有效方法。

1 材料与方法

1.1 一般资料选择2017年10月～2019年9月在我院采用TOMO治疗系统进行颈部照射的肿瘤患者40例，其中男25例，女15例；年龄 32～83 岁，平均（56.08±12.58）岁；按照体位固定方式的不同分为两组：常规头枕联合头颈肩热塑膜组（A组）及发泡胶联合头颈肩热塑膜组（B组），各20例，两组一般临床资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组患者一般资料比较

1.2 设备材料头颈肩低温热塑膜、发泡胶泡沫垫、不同型号的固定枕、碳素纤维固定底板、飞利浦大孔径CT、TOMO。

1.3 体位固定、CT模拟定位和计划设计患者均采用自然仰卧体位，其中A组20例患者采用常规头枕+头颈肩热塑膜+全碳素纤维底板进行固定，B组20例患者采用发泡胶+头颈肩热塑膜+全碳素纤维底板固定。两组均在飞利浦85cm大孔径CT下进行定位扫描，扫描层厚及层间距均为3mm。图像采集完毕后将其传至医生TPS工作站，进行靶区勾画、计划设计及治疗计划的最优化处理。

1.4 图像配准及采集误差数据在进行TOMO治疗时，放射治疗师为患者摆好体位、佩戴好模具后，每次治疗前均进行图像引导的MVCT扫描，图像配准时选择Super Fine Resolution、Bone and Tissue Technique、Transverse+Roll方式。扫描后的MVCT图像与KVCT图像在横断面、冠状面和矢状面三维方向上进行自动配准，观察影像的重合度，必要时进行手动调整，记录患者在X轴（左右）、Y轴（头脚）、Z轴（腹背）及Roll（头脚方向上的旋转）四个方向上的误差值。

1.5 统计学方法采用SPSS 21.0软件对数据进行分析，计量资料以±s表示，行t检验，计数资料用率表示，行卡方检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

40例患者共进行1 196次MVCT扫描，其中A组601次(平均每人30.05次)，B组595次（平均每人29.75次）。A组X轴、Y轴、Z轴的误差范围分别为0～6.3mm、0～6.3mm、0～9.6mm；B组在此三个方向上的误差范围分别为0～4.5mm、0～4.5mm、0～5.3mm； A、B两组摆位误差范围在X轴、Y轴两个方向上大多数集中在0～2mm，B组此区间比例更高，在Z轴方向上A组误差范围集中在2～6mm,B组误差范围集中在0～4mm；A组在X轴、Y轴、Z轴的误差值大于3mm的数据分别为21个（3.5%）、57个（9.5%）、475个（79.0%），B组在此三个方向上大于3mm的数据分别为7个（1.2%）、5个（0.8%）、155个（26.1%）；A、B两组Roll方向的误差范围分别为0～5°、0～3.2°，大于2°数据分别为49个（8.2%）、18个（3.0%）。B组在X轴、Y轴、Z轴方向误差值大于3mm及在Roll方向误差值大于2°比例均低于A组（P＜0.05）。两种不同体位固定方式的摆位误差频率分布见表2、3。

表2 线性误差频率分布[n（%）]

表3 旋转误差频率分布[n（%）]

3 讨论

放射治疗已进入精准治疗时代，在放疗过程中影像定位、剂量计算、体位固定和摆位治疗的每一个环节均需精准实施[4]。精准放疗可以在确保尽可能减少邻近正常组织器官放射损伤的前提下，最大限度杀死肿瘤细胞，提高放射治疗增益比[5～7]。头颈部解剖结构复杂，周围有视神经、脑干、腮腺、脊髓等重要的正常组织和器官，颈部的活动度较大，可以向各个方向运动，固定效果不是很理想[8]，故在头颈部肿瘤放疗过程中，如何采用适当的体位固定方式，减少摆位误差，提高放射治疗准确性备受关注。

在头颈部肿瘤的放射治疗过程中，临床较常用的体位固定方式主要为常规头枕联合头颈肩热塑膜，研究发现其可以将摆位误差控制在3mm以内，提高摆位的准确性，从而达到较好的固定效果[9，10]。本研究发现A组在X轴及Y轴方向上摆位误差小于3mm的比例分别为96.5%、90.5%，从误差数据来看使用常规头枕联合头颈肩热塑膜可使摆位误差控制在较好的范围内。在使用常规头枕联合头颈肩热塑膜的固定方式时，治疗师可以直接根据患者颈部长短选择合适的头枕，使患者处于最自然舒适体位，减少不自主运动，同时通过观察患者头颈部与枕头的贴合状态，更好地把握患者在左右以及头脚方向上的摆位误差。通过头颈肩热塑膜对其颈部及肩部进行固定，使患者的活动度减小，从而达到有效固定。在临床使用过程中因头枕的型号有限，不能更好地适用于所有患者，患者颈部和碳素纤维板之间存在较大空隙，导致治疗过程中体位固定稳定性有所下降[11，12]。经过长期的使用，头枕会有不同程度的磨损导致其高度有变化，从而影响患者的摆位误差。临床上尝试采用发泡胶新型固定方式，根据患者的身体弧度进行适形固定，对患者头颈部与双肩部进行全方位包围固定，有效解决常规头枕的不足。研究表明发泡胶联合头颈肩热塑膜可以根据患者体形制作泡沫垫并使患者的头部、颈部及肩部更好地与其贴合，使机体的扭曲程度减小，可有效解决患者颈部悬空问题[13，14]。

石翔翔等[15]报道在头颈部肿瘤放疗过程中使用发泡胶固定，相较传统头枕而言可以减少患者左右、头脚、腹背方向上的误差，能够取得较好的固定效果，更适用于临床，本研究也得出相似结论。使用发泡胶固定时可以根据患者的颈椎曲度、头颅形状大小进行量身定制，使患者头颈部完全与发泡胶泡沫垫贴合固定，使头颈部活动度变小；使用发泡胶可以全方位包裹头顶，有效限制患者向上移动，同时治疗师可以通过观察患者头顶与发泡胶顶部的贴合程度，避免患者向下移动太多，有效减小患者在头脚方向上的移动度；采用发泡胶固定可以为患者头部后方及肩颈部充分填充，使头颈部与其紧密贴合，减少前后方向上的移动度。但发泡胶也存在不足之处：发泡胶的制作过程比较复杂，发泡时间需恰到好处；发泡胶所含化学成分具有刺激性，影响操作者的身体健康；发泡胶制作过程中边缘有凸起的地方需要进行修剪，使其不能更好地与头颈肩膜相接触；同时由于发泡胶的长短大致到达患者的背部，其与碳素纤维板中断处对于体型较瘦的患者来说硬度较大，使患者的舒适度降低。

另外，本研究发现A组和B组Z轴误差范围以及误差值较大，与相关研究结果相似[16]，分析其原因：可能由于TOMO治疗机床板的支撑点在其孔径外，床板本身具有重量，患者体重较大时在治疗过程中床板存在下沉现象，且治疗床载重越大、进床的长度越大下沉的程度越大[17]；可能由于在放疗过程中患者颈部肿大的淋巴结消退或者口腔黏膜受损食欲下降导致身体消瘦，Hou 等[18]通过MVCT发现，患者体质量减轻时会出现Z轴方向大于3mm误差的现象，本研究中A组和B组Z轴大于3mm的误差分别为79.0%、26.1%，因此治疗师应对患者体型变化提高重视；可能由于头颈部肿瘤利用TOMO治疗时，每次治疗前需要进行MVCT图像与KVCT图像配准，治疗时间较长，一些耐受性较差的患者会产生不自主的运动；头枕及发泡胶在长期使用过程中可能有不同程度的磨损，导致其厚度变薄，从而使Z轴误差值较大；可能患者在第一次制作体膜定位时处于高度紧张状态身体紧绷，在日常治疗过程中处于放松状态，从而产生腹背方向的误差。

综上所述，在头颈部肿瘤放疗中相对于常规头枕联合头颈肩热塑膜而言，发泡胶联合头颈肩热塑膜在一定程度上可提高患者的舒适性以及体位固定的稳定性和可重复性，减少摆位误差，提高放疗精确性与有效性。在头颈部肿瘤放疗中常规头枕联合头颈肩热塑膜与发泡胶联合头颈肩热塑膜两种体位固定方式各有优势和不足，应根据患者实际情况选择合适的体位固定方式，从而达到较好的治疗效果。