發(fā)泡膠在鼻咽癌放療中對劑量分布的影響

覃仕瑞，王宏，李秀粉，聶文勝，符貴山

100021 北京，國家癌癥中心/國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心/中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院腫瘤醫(yī)院 放療科

隨著放療技術(shù)的發(fā)展，放射治療已進(jìn)入個體化精準(zhǔn)放療的階段。發(fā)泡膠采用發(fā)泡劑發(fā)泡膨脹并冷卻固化塑形，能夠很好地按照人體結(jié)構(gòu)主動塑型，具有質(zhì)量輕、持久耐用、免維護(hù)、無毒、適形度高、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地運(yùn)用在各個部位的放療過程中[1]。其應(yīng)用對于體位固定的精準(zhǔn)性，治療的重復(fù)性以及患者舒適度上的提升已經(jīng)被廣泛地認(rèn)可[2-4]。發(fā)泡膠在放療過程中對于劑量分布的影響目前尚無報道。通常認(rèn)為發(fā)泡膠密度小，CT值低，其對劑量的影響可以忽略不計[5]。本研究旨在探究分析發(fā)泡膠在鼻咽癌頭頸肩體位固定放療計劃中對劑量分布的影響。

1 材料和方法

1.1 臨床資料

隨機(jī)選取醫(yī)科院腫瘤醫(yī)院放射治療科2017年7月至2018年1月間使用頭頸肩熱塑膜聯(lián)合發(fā)泡膠為固定方式治療的鼻咽癌患者11例。所有患者均為原發(fā)性鼻咽癌，且未有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，其中男性7例，女性4例，平均年齡為(46±14.5)歲，最大年齡66歲，最小年齡25歲。臨床分期T1N1M0～T4N2M0，其中T12例，T22例，T34例，T43例。

1.2 發(fā)泡膠制作

個體化定位墊發(fā)泡膠采用發(fā)泡劑發(fā)泡膨脹并冷卻固化塑形，塑造一個與頭頸部和雙肩背部高度和弧度相吻合的頭頸肩泡沫墊，結(jié)合頭頸肩熱塑膜面罩固定。發(fā)泡膠的制作過程為將防水布袋上放置頭頸肩“凸”形制模框架內(nèi)，按比例在容器中倒入A、B液，快速搖勻兩液后將其倒入到防水布袋中，操作人員隔著防水布袋對袋內(nèi)液體進(jìn)行移動，均勻鋪開混合液體，待袋中液體稍發(fā)泡后，輔助患者平躺至適當(dāng)位置，確?；颊哳^頸部位處于完全陷入包裹的狀態(tài)中，盡量減少防水布袋與身體間存在的間隙，待 A、B 混合液經(jīng)過發(fā)泡、發(fā)熱、膨脹、冷卻，最后固定成型[6-9]。

1.3 模擬計劃及評價指標(biāo)

本研究所用計劃系統(tǒng)為Philips Pinnacle。經(jīng)測量，發(fā)泡膠的CT值范圍在30～50。常規(guī)劑量計算中會將發(fā)泡膠的密度當(dāng)做空氣進(jìn)行計算。本研究將體外空氣閾值(outside-patient air threshold)改為發(fā)泡膠CT值以下(本研究設(shè)定該值為10)，使發(fā)泡膠以其實(shí)際CT值參與整個計劃的劑量計算[10]，所得計劃為Plan_F。之后再復(fù)制計劃，勾畫出發(fā)泡膠，并設(shè)定其CT值為0，以模擬去除發(fā)泡膠的狀態(tài)。然后在保持射野分布、權(quán)重及計劃跳數(shù)不變的情況下重新計算劑量分布，所得計劃為Plan_N。選取鼻咽癌計劃中的靶區(qū)：原發(fā)腫瘤(GTVnx)、頸部淋巴結(jié)(GTVnd)、咽后淋巴結(jié)(GTVrpn)、原發(fā)腫瘤計劃靶區(qū)(PGTVnx)、高危臨床靶區(qū)(CTV1)、高危臨床計劃靶區(qū)(PTV1)、預(yù)防照射區(qū)(CTV2)、預(yù)防照射計劃靶區(qū)(PTV2)和需要關(guān)注的周圍危及器官(腦干、脊髓、雙側(cè)晶體、雙側(cè)視神經(jīng)、視交叉)作劑量分布的對比分析。靶區(qū)的分析指標(biāo)為最小劑量(Dmin)，最大劑量(Dmax)，平均劑量(Dmean)，危及器官分析指標(biāo)為最大劑量(Dmax)和平均劑量(Dmean)，其中腮腺比較平均劑量(Dmean)。劑量變化度的計算公式為(Plan_N指標(biāo)劑量-Plan_F指標(biāo)劑量)/Plan_F指標(biāo)劑量×100%。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

統(tǒng)計處理采用IBM SPSS Statistics 22.0軟件包，數(shù)據(jù)用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。對評估指標(biāo)進(jìn)行配對t檢驗(yàn)，分析數(shù)據(jù)的顯著性差異，P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 靶區(qū)劑量分布比較

對于靶區(qū)，發(fā)泡膠參與計算的計劃(Plan_F)和去除發(fā)泡膠的計劃(Plan_N)的最大劑量(Dmax)、最小劑量(Dmin)、平均劑量(Dmean)中，Plan_F中各項(xiàng)評估指標(biāo)劑量大多小于Plan_N中相應(yīng)指標(biāo)。GTVrpn的Dmin(P=0.727)和Dmax(P=0.142)，PGTVnx的Dmin(P=0.623)，CTV1 Dmin(P=0.713)，CTV2 Dmax(P=0.066)其他評估指標(biāo)皆顯示Plan_F劑量低于Plan_N，且兩組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(表1～3)。

表1 靶區(qū)最小劑量(Dmin)比較(cGy)Table 1. Minimum Dose of Target(cGy)

表2 靶區(qū)最大劑量(Dmax)比較(cGy)Table 2. Maximum Dose of Target(cGy)

表3 靶區(qū)平均劑量(Dmean)比較(cGy)Table 3. Mean Dose of Target(cGy)

2.2 周圍危及器官劑量分布比較

對于周圍正常組織，相關(guān)指標(biāo)皆顯示Plan_F劑量低于Plan_N，除了左、右晶體的平均劑量Dmean，Plan_F和Plan_N之間不存在顯著性差異，P值分別為0.123和0.06，其余各項(xiàng)指標(biāo)兩組之間差異均存在統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。雙側(cè)腮腺的平均劑量Dmean在兩組計劃間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(表4～5)。

表4 周圍危及器官最大劑量(Dmax)劑量比較(cGy)Table 4. Maximum Dose of Organs at Risk (cGy)

表5 周圍危及器官平均劑量(Dmean)劑量比較(cGy)Table 5. Mean Dose of Organs at Risk (cGy)

2.3 靶區(qū)及周圍危及器官劑量變化度

3 討 論

由于發(fā)泡膠具有易塑性、穩(wěn)定性好、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用到各個部位的放療定位過程中。放射治療是根治鼻咽癌的主要手段，而鼻咽周邊組織重要且緊密，故對放療的精度要求很高[11]，劑量的準(zhǔn)確性和位置的重復(fù)性非常重要。固定裝置的適形性和舒適度對體位的重復(fù)性都有很大的影響[12]。目前對于發(fā)泡膠的研究主要是從擺位誤差出發(fā)。發(fā)泡膠個體定位墊的應(yīng)用在頭頸部位的放療固定方式中能克服傳統(tǒng)固定型號的頭枕因個體差異所造成的頸部與頭枕之間的間隙，從而降低頸部動度，減小擺位誤差[13]。發(fā)泡膠結(jié)合頭頸肩熱塑膜可以很好地解決患者頸部懸空問題，患者頭頸部下面的發(fā)泡膠墊根據(jù)患者體型而制作，患者頭部、頸部和體部與發(fā)泡膠墊都是緊密接觸的，因此患者頭仰的角度可以很好地控制[14]。

發(fā)泡膠作為引入的一種物理材料，在常規(guī)計劃中以空氣形式參與劑量的計算，實(shí)際上是忽略了它的影響，從而得到了一個近似的劑量分布，而體位固定裝置等輔助治療設(shè)備材料與空氣并不等效，在放療計劃實(shí)施時對放療劑量會產(chǎn)生影響[15]。通過本研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)際放療過程中由于發(fā)泡膠的引入，靶區(qū)和危及器官的受量會有變化，絕大多數(shù)情況是引起實(shí)際受照劑量的降低(除了GTVrpn,PGTVnx和CTV1出現(xiàn)了發(fā)泡膠組劑量高于去除發(fā)泡膠組，且差異并不具備統(tǒng)計學(xué)意義，P>0.05，其余各指標(biāo)皆顯示發(fā)泡膠組劑量低于去除發(fā)泡膠組)。有研究提出劑量差異達(dá)到3%～5%時會導(dǎo)致靶區(qū)欠量或者并發(fā)癥的發(fā)生概率增加[1]，所以雖然本研究絕大多數(shù)數(shù)據(jù)顯示使用發(fā)泡膠的引入會降低組織受量，但無論是靶區(qū)還是正常組織，單純考慮使用發(fā)泡膠與否對劑量分布的影響很小，不足以影響計劃的臨床效果[16]。但是這3%～5%的劑量容差是一個總體累積百分比，它包括治療計劃系統(tǒng)(treatment planning system，TPS)算法誤差、擺位誤差、系統(tǒng)誤差等因素的共同形式的貢獻(xiàn)。系統(tǒng)誤差是一種非隨機(jī)性誤差，采用發(fā)泡膠時，如果不考慮其效果，實(shí)際上是增加了一個系統(tǒng)誤差因素。本研究實(shí)際是對由于發(fā)泡膠的使用而引入的誤差做一個估計。

隨著放療和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，放射治療早已進(jìn)入了精準(zhǔn)放療時代，對劑量分布精準(zhǔn)度的要求會越來越高，發(fā)泡膠所帶來的劑量衰減在未來或許會需要有加入常規(guī)計劃計算的考量。所以在今后的臨床使用中，可能會需要進(jìn)一步審視發(fā)泡膠使用的收益比，為患者帶來更精準(zhǔn)的治療，進(jìn)一步提高患者放射治療之后的生活質(zhì)量。

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