三種頭部固定技術在顱內腫瘤放射治療中擺位誤差的比較研究

羅日順 戴 鵬 張 平 周巧敏 金 健 蔡林波*

近年來，隨著醫療技術的迅猛發展，腫瘤的放射治療已經進入“精確定位、精確計劃、精確照射”的三精時代[1-2]。體位固定貫穿放射治療始末， 也是最基本的環節，治療期間需要多次擺位，其準確性和重復性直接影響到治療的擺位誤差，以及治療效果的優劣[3-4]。

由于頭部結構相對復雜，腫瘤往往臨近重要的正常器官(如腦干、視神經、視交叉等)，如何保證給予腫瘤區域足夠且精確的治療劑量，并降低周圍正常組織和器官的受照劑量成為治療成功的關鍵。臨床研究發現，3%～5%的劑量誤差就有可能使原發灶失控或并發癥增加，因此體位固定技術對于保證擺位精度尤顯重要[5-6]。本研究將對顱內腫瘤放射治療的固定效果進行回顧性分析，比較3種固定技術的精確性。

1 資料與方法

1.1 病例資料

隨機抽取2015年5月至2017年5月廣東三九腦科醫院94例經影像學和病理學證實的行放射治療的顱內腫瘤患者，其中男性51例，女性43例，年齡3～80歲，中位年齡為35.5歲。94例患者按照體位固定技術的不同將其分為三組:采用頭頸肩板+真空袋+頭頸肩熱塑膜固定的患者為頭頸肩組(34例)[7-9]；采用Brainlab頭架+熱塑頭膜固定的患者為無鼻托組(30例)；采用Brainlab頭架+鼻托+熱塑頭膜固定的患者為鼻托組(30例)。三組患者在年齡、性別等方面相比無差異，具有可比性。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器設備

大孔徑模擬定位CT(德國西門子公司)，Eclipse TPS 11.0、Varian Unique直線加速器(美國瓦里安公司)，一體式頭架、頭枕(德國博醫來公司)，頭頸肩板、頭頸肩熱塑膜及熱塑頭模(廣州科萊瑞迪公司)，真空袋，LAP激光系統，數字電熱恒溫水箱(如圖1所示)。

圖1 體位固定裝置示圖

1.3 定位方法

制膜前對患者進行宣教，囑自然放松，保持固定體位。

(1)頭頸肩組。①將真空墊放氣均勻平抹，對齊置于頭頸肩定位板上；②患者脫掉上衣仰臥正躺于真空墊，雙手自然置于體側，塑形真空墊；③將頭頸肩膜放置水溫為65～70 ℃的數字電熱恒溫水箱中2～3 min，待透明軟化后取出，迅速將膜覆于患者頭頸部，均勻拉伸并固定于定位板上，輕微按壓面膜表面，塑形患者額、鼻、外耳孔等體表標記，等待30 min冷卻成型；④貼標簽并注明患者姓名和定位日期。

(2)無鼻托組。①患者平躺，頭部置于Brainlab頭架專用枕上，調整位置使其舒適并保持身體在一條線上；②囑患者坐起并不再挪動位置，取出提前浸泡熱水浴的底膜，對齊兩側板孔并覆蓋在頭枕上，在膜上放置一層塑料薄膜后讓患者平躺，將其頭部擺正后覆蓋中間膜，兩邊卡孔對齊固定，取出第三塊膜均勻拉伸一定寬度后放置患者頭面部，將三層膜的邊條用卡扣固定，按壓面膜表面， 塑形患者額、鼻、外耳孔等體表標記，待30 min后自然冷卻成型[10]。

(3)鼻托組。制作方法同無鼻托組，唯一不同的是在中間膜放置好后，將透明軟化的顆粒塑成倒“T”字型放置于鼻翼端至兩側眉弓連線中間區域，使其與鼻部適型。

1.4 定位圖像采集

面膜制作好后，安排患者至模擬定位CT室掃描。設置各項掃描參數，掃描和重建層厚為2 mm，掃描方式為平掃，掃描范圍為顱頂至第二頸椎；CT掃描圖像傳輸至Varian Eclipse TPS 11.0計劃系統，由醫生勾畫靶區和危及器官，物理師制做放射治療計劃，最后將患者治療計劃及數字重建圖像(digitally reconstructed radiograph，DRR)傳輸至Varian Unique直線加速器。

1.5 治療驗證

(1)治療擺位。核對患者資料，按照患者定位時所用的底板和面膜固定患者于治療床上，按CT定位時確定的“十”字線擺位，依據計劃給出的移床值正確復位至治療中心。標記好新的治療“十”字中心，供每次治療擺位時使用。

(2)拍片驗證。采用直線加速器自帶的電子射野影像系統(electronic portal imaging device，EPID)拍攝0°野和90°野驗證片，范圍匹配為整個頭顱到第二頸椎，通過骨性匹配方式和2D/2D模式自動獲取驗證片與DRR圖的誤差，得到腹背方向(VRT)、頭腳方向(LNG)及左右方向(LAT)的誤差值，由醫生確認匹配結果，主要以顱骨、硬腭、鼻中隔、眼眶等骨性解剖結構為參照，誤差在允許范圍內(≤2 mm)方可給予治療。

表1 三組各方向誤差分布情況[%(例)]

1.6 數據收集

從Eclipse11.0(VARIAN 美國)計劃系統中調取患者的首次治療驗證片，通過骨性配準自動匹配獲取驗證片與DRR圖的誤差值，得到VRT、LNG及LAT的誤差值共94例282個。

1.7 統計學方法

所有數據均采用SPSS 17.0軟件進行統計學分析，數據用均數±標準差(x-±s)表示。數據符合正態分布，采用單因素方差分析；數據不符合正態分布時，采用非參數檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各方向誤差分布情況

每組在各方向誤差分布情況顯示，無鼻托組在LAT方向上誤差均≤1 mm，優于其他兩組；三組所有的誤差中95%的誤差值≤2 mm和5%的誤差≥3 mm，見表1，如圖2所示。

表2 三組各方向誤差比較(±s，cm)

表2 三組各方向誤差比較(±s，cm)

注：表中VRT為腹背方向、LNG為頭腳方向、LAT為左右方向；a為頭頸肩組與無鼻托組比較P=0.000；b為鼻托組與無鼻托組比較P=0.033；c為鼻托組與頭頸肩組比較P=0.140。

組別 例數 VRT LNG LAT無鼻托組 30 0.06±0.08 0.08±0.10 0.03±0.05頭頸肩組 34 0.07±0.09 0.11±0.12 0.10±0.09a鼻托組 30 0.07±0.08 0.12±0.10 0.07±0.07bc F值 0.267 0.966 6.968 P值 0.477 0.329 0.002

圖2 三組誤差程度分布情況餅狀圖

2.2 組間比較結果

結果顯示，3組間在VRT和LNG方向上的誤差無明顯差異(F=0.267，F=0.966；P＞0.05)；在LAT方向上無鼻托組誤差小于其他兩組，差異有統計學意義(F=6.968，P＜0.05)，其中鼻托組誤差相較頭頸肩組有減小的趨勢，但尚無統計學差異，見表2。

3 討論

擺位誤差由多種因素造成，包括系統誤差和隨機誤差。體位固定方式是其中重要的影響因素之一，本研究采用EPID對患者放射治療前擺位誤差進行校正。

EPID是一種二維放射治療影像引導技術，可以獲得射野圖像，空間和組織分辨力均較好，可在線矯正、驗證射野的大小、形狀、位置和患者的擺位，有效減少因擺位對放射治療帶來的誤差，提高放射治療的精確度[11]；同時具有操作簡便、快速及經濟的優勢。唯一不足是精度只能達到毫米級。

有關文獻報道，在頭頸部腫瘤平移擺位誤差研究中，自動配準(骨性配準和灰度值配準)與手動配準3種配準方式下差異無統計學意義，旋轉對靶區劑量改變很小，可以忽略，由此造成的影響也很小[12-13]。因此，本研究未討論旋轉誤差，只比較三種固定技術在3個方向上的平移誤差，所有匹配誤差值均在0度床角下自動匹配所得，其結果顯示，所有方向中有95%的誤差值≤2 mm，這與一些關于頭頸部腫瘤的放療擺位誤差研究的文獻報道基本吻合，表明本研究中3種固定技術都起到了良好的固定效果[14-15]。然而，仍有5%的誤差值達到3～4 mm，分析原因可能為:①制模時均通過肉眼判斷患者體位是否在一直線上，由此可能個別患者是在被動體位下完成的；②膜的冷卻塑形時間為30 min，而有報道稱個別熱朔膜在24 h內還會有一定程度收縮，若情況允許，建議CT定位在面膜制作24 h后進行[16]；③不同技術員在標記“+”線時粗細、筆直程度與激光“+”線重合的判斷存在個體差異，因此可能引起個別方向出現較大誤差；④本科室所用的標準頭枕只有一個規格，但不同患者之間存在體格差異，因而造成舒適性有所降低，增加患者不自主移動的機率；⑤患者自身心理因素，部分患者制模和擺位時過度緊張引起肌肉收縮僵硬等造成身體不協調；⑥部分女性患者留有長發，這可能會引起頭發盤起時不均勻造成重復性不好的原因[17]。

本研究組間比較分析顯示，無鼻托組在LAT上固定效果優于頭頸肩組，可能原因為:①頭頸肩組所使用的真空墊存在漏氣的風險[18]；②個別真空墊在塑形過程中抽氣不夠，導致患者再次躺下變形；③頭頸肩組所用的頭頸肩膜為單層，而無鼻托組所用的頭膜為三層，固定更穩固；④無鼻托組所用底板為Brainlab頭架，該定位架為一體式長板，中間無需加真空墊，固定患者體位成一直線更具優勢[19]。鼻托組同樣運用Brainlab板固定，然而增加鼻托并未比無鼻托組具有更好的固定效果，分析原因，可能制作的鼻托厚度較大，30 min不足以使其完全冷卻成型，存在變形可能，造成擺位時舒適性和重復性下降。

當發現擺位誤差超出允許范圍時，一定要查找并分析原因，如在治療過程發現膜體變形，患者體重明顯變化時，經影像驗證誤差超出臨床可接受范圍，需重新制膜、定位及設計計劃，以保證治療的精確性。

4 結語

隨著“三精”時代的到來和放射治療技術不斷發展，應不斷地提高體位固定技術，將擺位誤差的影響降至最低。本研究顯示，3種體位固定技術均可達到臨床要求的固定效果，其中Brainlab頭架+熱塑頭膜固定技術效果最佳，臨床上對治療精度有嚴格要求的推薦使用。本研究將進一步探討鼻托的不同厚度及冷卻時間對擺位誤差的影響，探索更佳的固定技術。