發泡膠墊聯合頭頸肩面罩應用于全中樞放療的可行性分析

劉慧 張梓賢 陳炫光 何匯朗

中山大學腫瘤防治中心 華南國家腫瘤實驗室，廣州 510060

全中樞放療（craniospinal irradiation，CSI）是腦髓母細胞瘤、分化差的室管膜母細胞瘤、生殖細胞瘤等具有隨腦脊液轉移能力或中樞神經系統播散傾向的腫瘤的重要治療手段［1-2］。國 內 外 研 究 表 明，螺 旋 斷 層 放 療（helical tomotherapy，HT）有 效 解 決 了 傳 統 三 維 放 療（three dimensional conformal radiation therapy，3D-CRT）和調強放療（intensity-modulated radiotherapy，IMRT）存在的射野銜接劑量冷、熱點等問題，具有更好的劑量分布和更低的正常組織損傷［3-5］。在臨床應用中，治療的精確性是影響預后的重要因素［6］，由于HT系統可一次性完成全中樞的照射，對靶區誤差一致性、體位舒適度等提出了更高的要求。本研究通過比較分析發泡膠墊聯合頭頸肩面罩應用于全中樞放療時，靶區頭部、胸部和腹部的擺位誤差數據，分析其固定效果。

資料與方法

1.臨床資料

回顧性分析2020年10月至2021年5月在中山大學腫瘤防治中心采用螺旋斷層系統行全中樞放療的患者18例。其中男13例，女5例，年齡5～22歲，中位數年齡11.5歲；卡氏功能狀態評分（KPS評分）＞80分，其中髓母細胞瘤12例，生殖細胞瘤6例，均經病理確診。

2.體位固定

全部患者均予以同步綜合治療。患者放療均取仰臥位，通過發泡膠墊聯合頭頸肩面罩的一體化固定裝置固定，要求覆蓋患者頭部及包括骨盆在內的整個軀干，保證頭部及脊柱位置的相對固定，見圖1。

圖1 發泡膠墊聯合頭頸肩面罩固定

3.計劃設計及實施

采用PHILIPS Big Bore Brilliance CT行增強定位掃描，頭先進，掃描范圍為顱頂上1 cm至坐骨結節下3 cm，掃描層厚為5 mm。將掃描所得的定位圖像傳輸至靶區勾畫系統上，由醫生勾畫靶區及危及器官后由物理師按處方劑量及危及器官限制劑量要求完成治療計劃的設計，最后傳輸至治療機實施治療。放療選用6MV-X線照射，處方劑量全中樞PTV 24～36 Gy/12～18 F，同時要求處方劑量至少覆蓋98%的靶體積。根據RTOG標準限制危及器官劑量：晶狀體最大劑量＜5 Gy；腮腺V30＜50%；視神經及視交叉＜54 Gy；顳頜關節＜60 Gy；肺V5＜50%，V10＜20%，V20＜5%；肝最大劑量＜26 Gy，V10＜10%；腎V5＜50%，V10＜20%。

4.數據收集

放療實施前根據外置三維激光系統和患者面罩及體表的擺位標記點，由2位放射治療師進行精確擺位。運用HT系統自帶的兆伏級扇形束CT（megavoltage CT，MVCT）進行3次獨立掃描，掃描范圍分別為腦部（原發灶）、胸部（第一胸椎到隆突）和腹部（第三腰椎到尾椎）。掃描完成后利用系統圖像工作站對MVCT所得圖像與計劃CT圖像進行自動配準，配準條件選擇骨配準，精度選擇超精細分辨率。自動配準后視需要進行手動微調，使掃描圖像與計劃圖像完全匹配。分別記錄腦部、胸部和腹部的三維線性誤差（X，Y，Z）及橫斷面的旋轉誤差Roll，分別定義為（Xb，Yb，Zb，Rollb）；（Xc，Yc，Zc，Rollc）；（Xa，Ya，Za，Rolla）。選取第1、6、11次放療前3個部位的擺位誤差數據，分別定義為W1、W2和W3。

5.統計學方法

利用IBM SPSS 20.0統計學軟件進行統計分析。擺位誤差值采用均值±標準差（±s）進行表示。組間比較采用單因素方差分析，P＜0.05為差異有統計學意義。應用公式MPTV=2.5Σ+0.7σ分別計算各部位CTV到PTV的外擴邊界［7］。

結 果

1.發泡膠墊聯合頭頸肩面罩對全中樞靶區固定的準確性

18例患者共采集218組數據。腦部、胸部和腹部的三維誤差，見表1。進一步分析可知，腦部組三維誤差大于3 mm的頻次為X軸4（1.83%），Y軸12（5.5%），Z軸41（18.81%）；胸部組和腹部組三維誤差大于5 mm的頻次分別為X軸2（0.92%）、5（2.29%）；Y軸3（1.38%）、3（1.38%）；Z軸22（10.09%）、11（5.05%）。

表1 18例行全中樞放療患者不同部位的擺位誤差（mm，±s）

表1 18例行全中樞放療患者不同部位的擺位誤差（mm，±s）

2.發泡膠墊聯合頭頸肩面罩的時間穩定性

在全療程中，腦部、胸部和腹部的三維擺位誤差相近（均P＞0.05），見表2。

表2 行全中樞放療患者發泡膠墊聯合頭頸肩面罩的時間穩定性（mm，±s）

表2 行全中樞放療患者發泡膠墊聯合頭頸肩面罩的時間穩定性（mm，±s）

3.應用發泡膠墊聯合頭頸肩面罩行全中樞放療各部位的外擴邊界

應用發泡膠墊聯合頭頸肩面罩固定時，腦部、胸部和腹部三維方向的CTV-PTV外擴邊界，見表3。

表3 18例行全中樞放療患者各部位的外擴邊界（mm）

討 論

HT系統的治療范圍不受腫瘤大小、腫瘤位置、復雜程度的限制，并且可同時照射多靶區。與三維適形和普通調強相比，HT系統治療CSI的優勢體現為良好的劑量適形度及均勻性，實施圖像引導，一次完成全部靶區治療無需接野等［8-10］。精確擺位是精確放療實施的前提，傳統的CSI采用俯臥位，使用船型枕聯合熱塑膜固定頭部，體板固定體部的分體式固定方法，此固定方法舒適性差，兒童及不自主運動的患者難以配合；擺位重復性低，療程中的固定精度難以保證［11］。發泡膠墊聯合頭頸肩面罩已廣泛用于鼻咽癌放療的體位固定，且效果良好［12］。但由于CSI靶區范圍大，兒童保持相對固定的體位較困難，且療程中可能因消瘦導致固定精度下降等因素，需進一步驗證此固定方式的效果。

本研究回顧性分析了18例使用發泡膠墊聯合頭頸肩面罩固定的CSI患者。由表1可知，腦部、胸部和腹部在X軸方向上的固定精度相似；在Y軸方向上，胸部的固定精度最優，腦部和腹部精度接近；在Z軸方向，腦部和腹部的精度接近，且均優于胸部。由此可見，整個全腦全脊髓靶區固定的一體化程度較高，不存在某個部位精度明顯下降，因此，能實現一次定位，進而實現HT系統一次照射無需接野的要求。

隨著治療的推進，由于血象降低、胃腸道反應、放射性水腫等因素，患者身體形態往往發生變化［13］。若因固定裝置的精度下降導致重新固定，會引起一系列的連鎖反應，包括重新定位、重做計劃等，會增大患者的時間成本和經濟成本，甚至會影響療效。因此，固定裝置的時間穩定性十分重要。由表2可知，在全療程中，腦部、胸部和腹部的三維擺位誤差相近（均P＞0.05），固定效果不會隨時間推進變差，可見發泡膠墊聯合頭頸肩面罩的時間穩定性良好，固定效果不受形態變化影響。合適的固定裝置是精確放療的基礎，此外，我們還需要積極做好患者的飲食宣傳工作，囑其合理搭配飲食，少食多餐，盡可能保持體重穩定。

若按常見的放療CTV-PTV外擴原則（頭頸部3 mm，胸腹部5 mm），腦部靶區三維方向上有（1.83%、5.5%、18.81%）概率超出外擴邊界，胸部和腹部靶區三維方向上超出外擴邊界的概率分別有0.92%、1.38%、10.09%和2.29%、1.38%、5.05%［14-15］。因此，應用發泡膠墊聯合頭勁肩面罩固定行全中樞放療時，需要個體化的外擴邊界。

總的來說，發泡膠墊聯合頭勁肩面罩一體化程度較高，應用于全中樞放療時，能有效提高固定精度，且固定精度不因治療時間推進下降，需設置個體化的CTV-PTV外擴邊界：腦部三維方向的外擴邊界分別為3.67 mm、4.04 mm、4.59 mm，胸部分別為5.64 mm、5.24 mm、5.76 mm，腹部分別為5.68 mm、5.74 mm、5.88 mm。