發泡膠體位固定技術在鼻咽癌患者容積旋轉調強放射治療中的應用

吳章桂，黃家文（通信作者），張梅芳，傅萬凱

福建省腫瘤醫院·福建醫科大學附屬腫瘤醫院放射治療中心 （福建福州 350000）

鼻咽癌指發生于鼻咽腔頂部和側壁的惡性腫瘤，是我國高發惡性腫瘤之一，且是頭頸部最常見的惡性腫瘤，我國鼻咽癌高發地區主要集中在廣東、廣西、福建、湖南、江西等地。鼻咽癌以鱗狀上皮細胞癌最常見，大致可分為低分化、高分化及未分化鱗狀上皮細胞癌，其中低分化鱗狀上皮細胞癌達95%[1-2]。由于鼻咽部位隱秘復雜，手術較困難，而放射治療較敏感，因此放射治療治療成為治療鼻咽癌患者的首選治療方式[3]。放射治療精確度是放射治療成敗的關鍵因素。近年來，隨著CT、MRI技術的快速發展，CT模擬機與MRI圖像融合技術的應用，使精確定位得以實現[4-5]，放射治療過程中擺位誤差也得到了極大的改善，但鼻咽癌體位固定依然普遍沿用標準化頭枕聯合記憶型熱塑網膜固定技術，即不同的頭型使用同一頭枕，舒適性差，體位固定穩定性不足，這與因調強放射治療技術的應用對放射治療擺位誤差提出了更高要求的現狀不符。本研究著重比較發泡膠體位固定技術與標準化頭枕，為頭頸腫瘤放射治療提供更加舒適穩定的體位固定方式，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2017年10月至2018年9月我院收治的鼻咽癌患者108例，患者均經病理證實，且采用容積旋轉調強放射治療（VMAT），按照放射治療時所采用的固定方式將其分為對照組（68例）和試驗組（40例）。對照組采用標準化頭枕聯合熱塑網膜進行固定，其中男53例，女15例；年齡26～75歲，平均年齡47歲，中位年齡50.5歲；低分化鱗狀上皮細胞癌61例，未分化鱗狀上皮細胞癌5例，高分化鱗狀上皮細胞癌1例，低分化腺癌1例。試驗組采用個體化發泡膠墊聯合執塑網膜進行固定，其中男33例，女7例；年齡31～83歲，平均年齡52歲，中位年齡57.5歲；低分化鱗狀上皮細胞癌36例，未分化鱗狀上皮細胞癌1例，低分化腺癌2例，未分化腺癌1例。兩組一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。患者均為鼻咽癌首診，卡氏評分（KPS）≥80分。

1.2 設備資料

ELEKTA AXESSETM直線加速器機載千伏級錐形束CT（cone beam computed tomography，CBCT），PHILIPS BRILLIANCE荷蘭大孔徑CT模擬機，放射治療計劃系統Monaco 5.00.02，MOSAIQ Version 2.41.01J0治療驗證系統，ForRad AB 混合型發泡膠（Polyurethane foam sealing agent），Klarity形狀記憶熱塑網膜、標準化頭枕及配套頭頸肩固定底板。

1.3 個體化發泡膠墊枕的制作

制作人員先戴好口罩、手套，取出塑料袋，根據放射治療所需固定體位擺放于頭頸肩固定底板上；將催化劑倒入量筒然后再倒入等量反應劑，用力攪拌搖勻，使兩種物質充分混合并開始發泡，此時將混合劑倒入塑料袋，讓患者按治療體位躺下，制作人員充分擠壓液體，使其與患者體形完全一致；待發泡膠開始凝固變硬時，剪去多余的塑料袋并適當調整邊緣，靜置10～15 min后，制作熱塑網膜，待熱塑網膜冷卻定型后解除熱塑網膜讓患者起床離開，制作人員可用工具刀在多點刺破塑料袋，打開風扇加速發泡劑的硬化，直至完全硬后方可將發泡膠枕取下儲存。

1.4 掃描參數及數據采集與處理

1.4.1 掃描參數

濾線器 F0、準直器 S20；管電壓100 kV、曝光量10 mAs；掃描起始角度260°～100°，順時針或逆時針旋轉連續掃描；圖像分辨力為512×512，3 mm高分辨重建。骨匹配區域（Clipbox）范圍：上界包括眼眶上緣，前界包括上頜骨前緣或鼻尖，后界包括枕骨后緣，下界至第4頸椎下緣，左、右界至雙側乳突外緣。

1.4.2 數據采集與處理

108例患者共進行540次CBCT掃描，首次放射治療時參與模擬定位的主管醫師必須到治療室參與擺位，并進行CBCT掃描，獲取CBCT圖像與參考圖像配準，獲得X（左右）、Y（頭腳）、Z（前后）、Rx（繞X旋轉）、Ry（繞Y軸旋轉）、Rz（繞Z軸旋轉）6組擺位誤差數據；然后每周進行1次CBCT掃描，連續5周，共獲得2 700組擺位誤差數據；按照試驗組（發泡膠組）與對照組（標準化組）進行分類，比較分析兩組擺位誤差與分次間擺位重復性的差異。

1.5 統計學處理

采用SPSS 19.0統計軟件處理數據。根據Rosenthal等[6]推薦擺位誤差分為系統誤差和隨機誤差，系統誤差用x-表示，隨機誤差用標準差s表示，試驗組與對照組擺位誤差采用獨立樣本均數t檢驗；擺位誤差重復性采用貝賽爾實驗標準差計算，稱為重復性標準差[7]；根據van Herk[8]提供的擴邊公式MPTV=2.5Σ+0.7δ得出MPTV，其中∑為系統誤差的標準差，δ為隨機誤差的標準差，MPTV為腫瘤靶區內擴邊。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組各軸向首次擺位誤差均值比較

試驗組與對照組誤差結果顯示，試驗組擺位誤差在X、Y、Z軸位上線性誤差小于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）；試驗組擺位誤差僅Rx軸方向上旋轉誤差小于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），而在Ry、Rz軸位上兩組比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表 1 兩組各軸向首次擺位誤差均值比較（）

表 1 兩組各軸向首次擺位誤差均值比較（）

注：與對照組比較，aP＜0.05

組別 例數 線性誤差（mm） 旋轉誤差（°）X Y Z Rx Ry Rz試驗組 40 1.17±0.79a 0.85±0.69a 0.76±0.56a 0.97±0.38a1.05±0.88 0.51±0.55對照組 68 1.60±1.12 1.50±1.19 1.27±0.84 1.37±0.79 1.32±1.03 0.69±0.60

2.2 兩組分次間擺位誤差及擺位誤差重復性比較

兩組分次間擺位誤差結果顯示，5個分次擺位誤差試驗組均小于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。兩組擺位誤差重復性結果顯示，試驗組殘留差值均數及重復性標準差均小于對照組，見表3。

表2 兩組分次間擺位誤差比較（mm， ）

表2 兩組分次間擺位誤差比較（mm， ）

注：與對照組比較，aP＜0.05

分次 試驗組（40例） 對照組（68例）X Y Z 1 1.11±0.73a 0.83±0.72a 0.58±0.67a 1.48±0.88 1.56±0.85 1.19±0.76 2 1.12±0.80a 0.79±0.84a 0.72±0.51a 1.61±1.08 1.47±1.17 1.07±1.04 3 1.22±0.82a 0.80±0.82a 0.81±0.57a 1.53±1.20 1.29±1.25 1.33±0.75 4 1.19±0.82a 0.91±0.77a 0.79±0.68a 1.69±1.23 1.63±1.33 1.35±0.90 5 1.21±0.85a 0.93±0.58a 0.90±0.49a 1.69±1.19 1.57±1.41 1.41±0.83 X Y Z

表3 兩組擺位誤差重復性比較（mm）

2.3 兩組在分次放射治療中靶區內外擴邊界比較

兩組靶區內外擴邊界結果比較顯示，試驗組靶區內外擴邊界小于對照組，分別縮減了1.56 mm、2.18 mm、0.42 mm，見表4。

表4 兩組在分次放射治療中靶區內外擴邊界比較（mm）

3 討論

VMAT是在三維適形調強放射治療（IMRT）基礎上發展起來的，其必須滿足照射野形狀與病灶一致，且靶區內部與表面劑量處處相等，可根據需要進行調整，可以大幅提升靶區劑量，降低周邊組織器官劑量，是“三精治療”的必然產物，適用于全身絕大部分腫瘤放射治療。為了達到“精確治療”，我們必須嚴格控制擺位誤差。隨著放射治療技術經驗的累積，臨床發現體位固定方式對擺位誤差的影響較大，因此，近年來有大量的新型體位固定技術被應用于臨床放射治療中，發泡膠固定技術是其中的一種，且大量研究報道了該技術的應用成果。韓琤波等[9]研究顯示，鼻咽癌患者三維方向誤差值分別為：左右（-0.03±1.68）mm、前后（0.28±2.15）mm、上下（0.17±2.03）mm。黃家文等[10]研究報道，鼻咽癌3個方向首次擺位誤差分別為（1.05±0.73）mm、（1.20±0.74）mm、（1.44±1.20）mm。張連勝等[11]統計發現，頭頸部腫瘤3個方向的平移誤差分別為（0.13±0.15）cm、（0.13±0.17）cm、（0.11±0.14）cm。由此可見，雖然頭頸部體位固定相對于體部較好，但依然存在一定的波動，而鼻咽結構十分復雜，靶區周圍有很多重要器官，鼻咽癌放射治療并發癥依然普遍存在，因此，提高頭頸部放射治療擺位精準度，減少擺位誤差非常必要。臨床多名放射工作者對發泡膠枕固定與以往的標準化枕進行了研究比較。許森奎等[12]研究發現，發泡膠固定技術可使3個方向的MPTV分別縮小1.2 mm、1.22 mm、0.15 mm，本研究結果與其研究結果相似，主要在X、Y軸方向上有明顯縮小，其中Y軸最為顯著。研究表明，X、Y軸方向擺位誤差達3 mm時，對靶區劑量影響將超過3%，垂體、腦干、脊髓等受量將明顯升高[13-14]。發泡膠固定技術可以有效控制頭頸部腫瘤X、Y軸方向上的擺位誤差，而在Z軸上影響較小。在長期的實踐工作中我們發現，雖然有多個類型的標準化頭枕，但每例患者的頸部長短不一，頭型差異較大，或者存在頸椎變形、側彎、強直等情況，則有限的標準頭枕無法滿足臨床需求，使患者頭頸部無法與枕完全貼合，該類患者往往處于強迫性體位，在放射治療過程中會不自主移動，使放射治療擺位誤差明顯加大，放射治療精確度無法得到保證，甚至導致放射治療失敗。發泡膠制作完全以每例患者自身為模板，頭部包裹范圍大，頸部與患者頸椎曲度一致，一旦擺位時體位與制作發泡膠時不一致即可使患者感到明顯不適，且熱塑網膜將難以扣入，不僅可明顯改善放射治療擺位誤差，而且使分次間放射治療擺位重復性大幅改善。而Z軸方向上的擺位誤差主要來源于患者的體重變化及旋轉誤的干擾影響，消瘦使頸部脂肪變薄，熱塑網膜松動，而網膜上的射野中心并未因此而下沉，故在Z軸方向使用發泡膠固定技術雖有所改善，但并不顯著。此外，發泡膠枕具有硬度高、不易變形、不發生漏氣等特點，可有效避免因體位固定裝置引起的誤差增大，大幅提高放射治療的擺位精確度。

總之，鼻咽癌放射治療體位固定時，發泡膠比標準化頭枕有明顯優勢，無論是首次擺位還是后續的分次治療過程其擺位誤差均顯著縮小，擺位重復性有明顯改善。但發泡膠頭枕制作過程耗時較長，成本高，技術性強，建議有條件的放射治療單位可推廣應用。