腫瘤放療中塑形墊結(jié)合熱塑網(wǎng)膜體位固定方式的擺位誤差研究

劉禮東 楊振 鐘美佐 李軍烽 秦勤 唐杜 張校銘

體位固定裝置為放射治療過(guò)程中不可或缺的設(shè)備，對(duì)于患者體位精確固定、減少擺位誤差[1-3]均有不可替代的作用。塑形墊作為輔助體位固定裝置已在臨床廣泛使用，但對(duì)于其聯(lián)合熱塑網(wǎng)膜進(jìn)行固定的效果及臨床擺位精度的研究較少，本研究通過(guò)收集不同腫瘤部位患者治療前的擺位誤差進(jìn)行回顧性分析，比較塑形墊結(jié)合熱塑網(wǎng)膜的體位固定方式相比于其他單一體位固定方式在放療過(guò)程中的擺位精度影響，為實(shí)際工作中針對(duì)不同腫瘤位置選擇合適體位固定裝置提供參考支持。

1 材料與方法

1.1 病例資料

分析2018年1月至2019年12月于湘雅常德醫(yī)院接受放射治療的66例患者所有的錐形束CT影像資料，其中頭頸部腫瘤患者27例，男性23例，女性4例，中位年齡51（28～74）歲，平均年齡（53±12）歲，15例使用頭頸肩熱塑面罩進(jìn)行體位固定（A組），12例使用塑形墊結(jié)合頭頸肩熱塑面罩進(jìn)行體位固定（B組）。胸腹部腫瘤患者39例，男性13例，女性26例，中位年齡54（38～78）歲，平均年齡（54±10）歲，其中19例使用真空墊進(jìn)行體位固定（A組），20例使用塑形墊結(jié)合熱塑體膜進(jìn)行體位固定（B組），所有患者在年齡、性別差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

1.2 體位固定及掃描

頭頸部腫瘤患者：在定位前先將塑形墊和頭頸肩熱塑面罩分別置于烤箱和恒溫水箱中加熱15 分鐘，所有患者均采用仰臥位方式，A組患者雙手置體側(cè)平躺在碳纖維板上，選取最舒適的體位進(jìn)行固定，保證患者顴骨、鼻尖、眼眶等輪廓顯現(xiàn)。B組患者先使用頭頸肩塑形墊進(jìn)行塑形保證患者頭部與塑形墊之間緊密貼合、不留縫隙，再佩戴頭頸肩面罩進(jìn)行固定，固定要求與A組一致。胸腹部腫瘤患者：同樣均采用仰臥位方式，雙手交叉置于頭部，A組患者平躺至真空墊內(nèi)，根據(jù)患者體位進(jìn)行固定，真空墊與患者體位需緊密貼合、不留縫隙。B組患者則平躺至塑形墊內(nèi)先進(jìn)行體位塑形，同樣保證體位與塑形墊之間緊密貼合、不留縫隙，再佩戴熱塑體膜進(jìn)行固定。所有患者經(jīng)過(guò)體位固定后，使用Discovery CT590RT（購(gòu)于美國(guó)GE 公司）的32 層大孔徑定位CT 進(jìn)行螺旋掃描，掃描層厚和層距都為2.5 mm，掃描方式為平掃加增強(qiáng)，圖像掃描重建完成后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至Varian Eclipse計(jì)劃系統(tǒng)工作站中進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)。

1.3 錐形束CT圖像獲取及配準(zhǔn)

所有治療均在Varian Trilogy 加速器上進(jìn)行。根據(jù)腫瘤部位的不同選取合適的掃描方式每周進(jìn)行1次錐形束CT 掃描，其中頭頸部患者選擇頭部掃描方式，全扇獲取模式；胸腹部患者選擇腹部掃描方式，半扇獲取模式，掃描中心均為計(jì)劃等中心，圖像分辨率為512×512，重建圖像層厚為2.5 mm。每次圖像采集重建獲取后，在線將錐形束CT圖像和計(jì)劃CT圖像進(jìn)行融合配準(zhǔn)，配準(zhǔn)方式為骨性配準(zhǔn)，配準(zhǔn)完成之后記錄頭頸部和胸腹部腫瘤患者A、B兩組不同體位固定方式的左右（left-right，LR）、頭腳（superior-inferior，SI）和腹背（anterior-posterior，AP）3個(gè)方向的擺位誤差值以及旋轉(zhuǎn)角度誤差值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。66例患者共行378 次錐形束CT 掃描，其中頭頸部腫瘤A、B 兩組各65 次，胸腹部腫瘤A、B 兩組各124 次。統(tǒng)計(jì)結(jié)果以形式表示，并采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

對(duì)于頭頸部腫瘤患者，B組擺位誤差在LR 方向和SI方向以及旋轉(zhuǎn)角度誤差分別為（0.06±0.06）cm、（0.08±0.07）cm、（0.12±0.17）°，小于A組的擺位誤差（0.10±0.11）cm、（0.13±0.14）cm、（0.25±0.47）°，兩組擺位誤差差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.7，P＜0.05；t=2.63，P＜0.05；t=2.01，P＜0.05），AP 方向兩組擺位誤差差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.82，P＞0.05）。對(duì)于胸腹部腫瘤患者，B組在LR 方向和旋轉(zhuǎn)角度誤差分別為（0.10±0.08）cm、（0.09±0.18）°，小于A組的擺位誤差（0.14±0.12）cm、（0.22±0.39）°，兩組擺位誤差差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-3.51，P＜0.05；t=-3.28，P＜0.05），而在SI 方向和AP方向兩組擺位誤差差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-0.07，P＞0.05；t=-0.85，P＞0.05），具體結(jié)果見(jiàn)表1。對(duì)于頭頸部腫瘤患者和胸腹部腫瘤患者使用塑形墊結(jié)合熱塑網(wǎng)膜的固定組在LR、SI、AP 3個(gè)方向擺位誤差絕對(duì)值＜0.3 cm 以及旋轉(zhuǎn)角度誤差絕對(duì)值＜0.5°的發(fā)生比例都要好于其他固定方式組，具體結(jié)果見(jiàn)表2。各固定方式擺位誤差發(fā)生頻率分布結(jié)果，見(jiàn)圖1，2。

表1 頭頸部腫瘤和胸腹部腫瘤患者采用不同體位固定方式在3個(gè)方向以及旋轉(zhuǎn)角度的擺位誤差值比較 ±s（cm）

表1 頭頸部腫瘤和胸腹部腫瘤患者采用不同體位固定方式在3個(gè)方向以及旋轉(zhuǎn)角度的擺位誤差值比較 ±s（cm）

組別左右（LR）頭腳（SI）頭頸部腫瘤患者A組0.10±0.11 0.13±0.14 B組0.06±0.06 0.08±0.07 t 2.70 2.63 P 0.01 0.01胸腹部腫瘤患者A組0.14±0.12 0.12±0.10 B組0.10±0.08 0.12±0.08 t-3.51-0.07 P＜0.01 0.95

表1 頭頸部腫瘤和胸腹部腫瘤患者采用不同體位固定方式在3個(gè)方向以及旋轉(zhuǎn)角度的擺位誤差值比較±s（cm）（續(xù)表1）

表1 頭頸部腫瘤和胸腹部腫瘤患者采用不同體位固定方式在3個(gè)方向以及旋轉(zhuǎn)角度的擺位誤差值比較±s（cm）（續(xù)表1）

組別腹背（AP）旋轉(zhuǎn)（度）頭頸部腫瘤患者A組0.07±0.07 0.25±0.47 B組0.06±0.06 0.12±0.17 t 0.82 2.01 P 0.41 0.04胸腹部腫瘤患者A組0.12±0.09 0.22±0.39 B組0.11±0.09 0.09±0.18 t-0.85-3.28 P 0.40＜0.01

表2 使用不同體位固定方式在3個(gè)方向擺位誤差值＜0.3 cm和旋轉(zhuǎn)誤差值＜0.5°的發(fā)生比例 （%）

圖1 頭頸部腫瘤患者使用不同體位固定裝置在3個(gè)方向及旋轉(zhuǎn)角度的擺位誤差發(fā)生頻率分布圖

圖2 胸腹部腫瘤患者使用不同體位固定裝置在3個(gè)方向及旋轉(zhuǎn)角度的擺位誤差發(fā)生頻概率分布圖

3 討論

目前，患者不同腫瘤放療主要為精確體位固定、精準(zhǔn)計(jì)劃設(shè)計(jì)和精確放療，體位固定作為精確放療的首要環(huán)節(jié)[4]。國(guó)際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)（ICRU）24號(hào)報(bào)告指出[5]，計(jì)劃靶區(qū)的計(jì)算劑量與實(shí)際劑量偏差超過(guò)5%會(huì)造成腫瘤控制率下降，同時(shí)導(dǎo)致正常組織并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)增加，近幾年隨著放療技術(shù)諸如三維調(diào)強(qiáng)（intensity modulated radiation therapy，IMRT）以及容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)（volumetric modulated arc therapy，VMAT）等技術(shù)的不斷興起，腫瘤位置高劑量和周圍重要器官迅速劑量跌落的特點(diǎn)對(duì)于擺位精確性又提出了更高的要求[6-7]，在實(shí)際治療過(guò)程中如何選取合適的體位固定裝置，保證患者治療體位的重復(fù)性、舒適性以及穩(wěn)定性仍為研究重點(diǎn)[8]。頭頸部腫瘤患者，由于其掃描輪廓較大，剛性好等特點(diǎn)，通常使用頭頸肩熱塑面罩進(jìn)行體位固定。但是由于患者的頭顱形狀、頸椎彎曲弧度以及胖瘦程度等個(gè)體化差異，會(huì)導(dǎo)致臨床工作中出現(xiàn)頭枕與患者頭顱之間貼合不緊、存在縫隙，從而導(dǎo)致面罩和患者體表之間活動(dòng)度加大，引起相對(duì)位移，影響體位重復(fù)性[9-11]。在治療過(guò)程中若出現(xiàn)咳嗽，易引起不自主的活動(dòng)導(dǎo)致照射偏差。對(duì)于治療周期較長(zhǎng)的頭頸腫瘤患者，發(fā)生放射性皮炎幾率極大，面罩與皮膚接觸容易引起疼痛，導(dǎo)致患者產(chǎn)生不自主的體位移動(dòng)，從而出現(xiàn)擺位偏差。有研究[12-13]建議使用頭頸肩熱敷面罩配合發(fā)泡膠進(jìn)行體位固定，雖然可以解決上述問(wèn)題，但是發(fā)泡膠制作較為復(fù)雜、制作時(shí)間較難把握，且材料具有刺激性，患者接觸后可能會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)。此外，發(fā)泡膠的發(fā)泡溫度也較高，影響患者舒適程度[14-15]。本研究結(jié)果表明使用塑形墊結(jié)合頭頸肩熱塑面罩在LR、SI和AP以及旋轉(zhuǎn)角度擺位誤差值均小于單獨(dú)使用頭頸肩熱塑面罩固定方式，塑形墊除了能夠個(gè)體化塑形，使患者頭頂和頸部能與塑形墊緊密貼合固定之外，還能降低頸部移動(dòng)程度，令頭頸以及雙肩在雙重的固定方式下形成高度適形的全方位固定，進(jìn)一步減小患者在擺位過(guò)程中LR、SI以及旋轉(zhuǎn)角度上的誤差，提高舒適程度。本研究由于放療定位時(shí)均記錄定位高度原始數(shù)值，治療時(shí)會(huì)根據(jù)原始數(shù)值進(jìn)行擺位，因此在AP方向上兩者擺位誤差數(shù)值之間差異較小。對(duì)于胸腹部腫瘤患者，如肺癌患者，在實(shí)際工作中通常使用真空墊進(jìn)行體位固定。真空墊雖然舒適程度高，擺位時(shí)間短，但長(zhǎng)時(shí)間使用存在漏氣風(fēng)險(xiǎn)擠壓變形。有研究[16-17]提出使用熱塑體膜代替真空墊進(jìn)行固定，但其在舒適程度上不如真空墊，特別是寒冷環(huán)境下，患者應(yīng)激反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致不自主的移動(dòng)，從而引起位置偏差。本研究結(jié)果提示，使用塑形墊結(jié)合熱塑體膜較真空墊，不但可以減少患者的LR移動(dòng)，改善患者背部適形度，降低呼吸運(yùn)動(dòng)和腸胃器官運(yùn)動(dòng)[18]，同時(shí)雙重固定方式還能防止患者不自主的旋轉(zhuǎn)，提高舒適程度，因此在LR方向和旋轉(zhuǎn)角度上兩者擺位數(shù)據(jù)會(huì)存在較大差異。而在SI方向上塑形墊和真空墊都能對(duì)患者個(gè)體化塑形，以及AP方向上由于定位原始高度數(shù)值的記錄都使得兩者擺位誤差數(shù)值之間差異較小。不同放療中心的設(shè)備和精度以及體位固定裝置廠家型號(hào)均不同，患者之間的個(gè)體化差異、技術(shù)人員的擺位標(biāo)準(zhǔn)和熟練程度均不同，上述情況可能導(dǎo)致不同程度的擺位誤差。由于不同腫瘤部位、不同患者間的治療次數(shù)不盡相同，錐形束CT掃描的頻率也各有不同，因此在后續(xù)研究中將繼續(xù)增補(bǔ)樣本量，規(guī)范掃描次數(shù)，對(duì)特定腫瘤進(jìn)行專項(xiàng)分析。本研究?jī)H在治療前實(shí)施錐形束CT掃描，未在校正誤差后再行錐形束CT掃描分析，這也將在后續(xù)研究中進(jìn)一步探討。

綜上所述，頭頸部和胸腹部腫瘤患者使用塑形墊結(jié)合熱塑網(wǎng)膜的體位固定方式均可提高患者體位的重復(fù)性、穩(wěn)定性，提升舒適程度，限制固定部位的轉(zhuǎn)動(dòng)，減少擺位誤差。本研究可為頭頸腫瘤和胸腹部患者選擇合適的體位固定裝置提供數(shù)據(jù)支持。