发泡胶体位固定技术在鼻咽癌患者容积旋转调强放射治疗中的应用

吴章桂，黄家文（通信作者），张梅芳，傅万凯

福建省肿瘤医院·福建医科大学附属肿瘤医院放射治疗中心 （福建福州 350000）

鼻咽癌指发生于鼻咽腔顶部和侧壁的恶性肿瘤，是我国高发恶性肿瘤之一，且是头颈部最常见的恶性肿瘤，我国鼻咽癌高发地区主要集中在广东、广西、福建、湖南、江西等地。鼻咽癌以鳞状上皮细胞癌最常见，大致可分为低分化、高分化及未分化鳞状上皮细胞癌，其中低分化鳞状上皮细胞癌达95%[1-2]。由于鼻咽部位隐秘复杂，手术较困难，而放射治疗较敏感，因此放射治疗治疗成为治疗鼻咽癌患者的首选治疗方式[3]。放射治疗精确度是放射治疗成败的关键因素。近年来，随着CT、MRI技术的快速发展，CT模拟机与MRI图像融合技术的应用，使精确定位得以实现[4-5]，放射治疗过程中摆位误差也得到了极大的改善，但鼻咽癌体位固定依然普遍沿用标准化头枕联合记忆型热塑网膜固定技术，即不同的头型使用同一头枕，舒适性差，体位固定稳定性不足，这与因调强放射治疗技术的应用对放射治疗摆位误差提出了更高要求的现状不符。本研究着重比较发泡胶体位固定技术与标准化头枕，为头颈肿瘤放射治疗提供更加舒适稳定的体位固定方式，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2017年10月至2018年9月我院收治的鼻咽癌患者108例，患者均经病理证实，且采用容积旋转调强放射治疗（VMAT），按照放射治疗时所采用的固定方式将其分为对照组（68例）和试验组（40例）。对照组采用标准化头枕联合热塑网膜进行固定，其中男53例，女15例；年龄26～75岁，平均年龄47岁，中位年龄50.5岁；低分化鳞状上皮细胞癌61例，未分化鳞状上皮细胞癌5例，高分化鳞状上皮细胞癌1例，低分化腺癌1例。试验组采用个体化发泡胶垫联合执塑网膜进行固定，其中男33例，女7例；年龄31～83岁，平均年龄52岁，中位年龄57.5岁；低分化鳞状上皮细胞癌36例，未分化鳞状上皮细胞癌1例，低分化腺癌2例，未分化腺癌1例。两组一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。患者均为鼻咽癌首诊，卡氏评分（KPS）≥80分。

1.2 设备资料

ELEKTA AXESSETM直线加速器机载千伏级锥形束CT（cone beam computed tomography，CBCT），PHILIPS BRILLIANCE荷兰大孔径CT模拟机，放射治疗计划系统Monaco 5.00.02，MOSAIQ Version 2.41.01J0治疗验证系统，ForRad AB 混合型发泡胶（Polyurethane foam sealing agent），Klarity形状记忆热塑网膜、标准化头枕及配套头颈肩固定底板。

1.3 个体化发泡胶垫枕的制作

制作人员先戴好口罩、手套，取出塑料袋，根据放射治疗所需固定体位摆放于头颈肩固定底板上；将催化剂倒入量筒然后再倒入等量反应剂，用力搅拌摇匀，使两种物质充分混合并开始发泡，此时将混合剂倒入塑料袋，让患者按治疗体位躺下，制作人员充分挤压液体，使其与患者体形完全一致；待发泡胶开始凝固变硬时，剪去多余的塑料袋并适当调整边缘，静置10～15 min后，制作热塑网膜，待热塑网膜冷却定型后解除热塑网膜让患者起床离开，制作人员可用工具刀在多点刺破塑料袋，打开风扇加速发泡剂的硬化，直至完全硬后方可将发泡胶枕取下储存。

1.4 扫描参数及数据采集与处理

1.4.1 扫描参数

滤线器 F0、准直器 S20；管电压100 kV、曝光量10 mAs；扫描起始角度260°～100°，顺时针或逆时针旋转连续扫描；图像分辨力为512×512，3 mm高分辨重建。骨匹配区域（Clipbox）范围：上界包括眼眶上缘，前界包括上颌骨前缘或鼻尖，后界包括枕骨后缘，下界至第4颈椎下缘，左、右界至双侧乳突外缘。

1.4.2 数据采集与处理

108例患者共进行540次CBCT扫描，首次放射治疗时参与模拟定位的主管医师必须到治疗室参与摆位，并进行CBCT扫描，获取CBCT图像与参考图像配准，获得X（左右）、Y（头脚）、Z（前后）、Rx（绕X旋转）、Ry（绕Y轴旋转）、Rz（绕Z轴旋转）6组摆位误差数据；然后每周进行1次CBCT扫描，连续5周，共获得2 700组摆位误差数据；按照试验组（发泡胶组）与对照组（标准化组）进行分类，比较分析两组摆位误差与分次间摆位重复性的差异。

1.5 统计学处理

采用SPSS 19.0统计软件处理数据。根据Rosenthal等[6]推荐摆位误差分为系统误差和随机误差，系统误差用x-表示，随机误差用标准差s表示，试验组与对照组摆位误差采用独立样本均数t检验；摆位误差重复性采用贝赛尔实验标准差计算，称为重复性标准差[7]；根据van Herk[8]提供的扩边公式MPTV=2.5Σ+0.7δ得出MPTV，其中∑为系统误差的标准差，δ为随机误差的标准差，MPTV为肿瘤靶区内扩边。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组各轴向首次摆位误差均值比较

试验组与对照组误差结果显示，试验组摆位误差在X、Y、Z轴位上线性误差小于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；试验组摆位误差仅Rx轴方向上旋转误差小于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），而在Ry、Rz轴位上两组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表 1 两组各轴向首次摆位误差均值比较（）

表 1 两组各轴向首次摆位误差均值比较（）

注：与对照组比较，aP＜0.05

组别 例数 线性误差（mm） 旋转误差（°）X Y Z Rx Ry Rz试验组 40 1.17±0.79a 0.85±0.69a 0.76±0.56a 0.97±0.38a1.05±0.88 0.51±0.55对照组 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 两组分次间摆位误差及摆位误差重复性比较

两组分次间摆位误差结果显示，5个分次摆位误差试验组均小于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。两组摆位误差重复性结果显示，试验组残留差值均数及重复性标准差均小于对照组，见表3。

表2 两组分次间摆位误差比较（mm， ）

表2 两组分次间摆位误差比较（mm， ）

注：与对照组比较，aP＜0.05

分次 试验组（40例） 对照组（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 两组摆位误差重复性比较（mm）

2.3 两组在分次放射治疗中靶区内外扩边界比较

两组靶区内外扩边界结果比较显示，试验组靶区内外扩边界小于对照组，分别缩减了1.56 mm、2.18 mm、0.42 mm，见表4。

表4 两组在分次放射治疗中靶区内外扩边界比较（mm）

3 讨论

VMAT是在三维适形调强放射治疗（IMRT）基础上发展起来的，其必须满足照射野形状与病灶一致，且靶区内部与表面剂量处处相等，可根据需要进行调整，可以大幅提升靶区剂量，降低周边组织器官剂量，是“三精治疗”的必然产物，适用于全身绝大部分肿瘤放射治疗。为了达到“精确治疗”，我们必须严格控制摆位误差。随着放射治疗技术经验的累积，临床发现体位固定方式对摆位误差的影响较大，因此，近年来有大量的新型体位固定技术被应用于临床放射治疗中，发泡胶固定技术是其中的一种，且大量研究报道了该技术的应用成果。韩琤波等[9]研究显示，鼻咽癌患者三维方向误差值分别为：左右（-0.03±1.68）mm、前后（0.28±2.15）mm、上下（0.17±2.03）mm。黄家文等[10]研究报道，鼻咽癌3个方向首次摆位误差分别为（1.05±0.73）mm、（1.20±0.74）mm、（1.44±1.20）mm。张连胜等[11]统计发现，头颈部肿瘤3个方向的平移误差分别为（0.13±0.15）cm、（0.13±0.17）cm、（0.11±0.14）cm。由此可见，虽然头颈部体位固定相对于体部较好，但依然存在一定的波动，而鼻咽结构十分复杂，靶区周围有很多重要器官，鼻咽癌放射治疗并发症依然普遍存在，因此，提高头颈部放射治疗摆位精准度，减少摆位误差非常必要。临床多名放射工作者对发泡胶枕固定与以往的标准化枕进行了研究比较。许森奎等[12]研究发现，发泡胶固定技术可使3个方向的MPTV分别缩小1.2 mm、1.22 mm、0.15 mm，本研究结果与其研究结果相似，主要在X、Y轴方向上有明显缩小，其中Y轴最为显著。研究表明，X、Y轴方向摆位误差达3 mm时，对靶区剂量影响将超过3%，垂体、脑干、脊髓等受量将明显升高[13-14]。发泡胶固定技术可以有效控制头颈部肿瘤X、Y轴方向上的摆位误差，而在Z轴上影响较小。在长期的实践工作中我们发现，虽然有多个类型的标准化头枕，但每例患者的颈部长短不一，头型差异较大，或者存在颈椎变形、侧弯、强直等情况，则有限的标准头枕无法满足临床需求，使患者头颈部无法与枕完全贴合，该类患者往往处于强迫性体位，在放射治疗过程中会不自主移动，使放射治疗摆位误差明显加大，放射治疗精确度无法得到保证，甚至导致放射治疗失败。发泡胶制作完全以每例患者自身为模板，头部包裹范围大，颈部与患者颈椎曲度一致，一旦摆位时体位与制作发泡胶时不一致即可使患者感到明显不适，且热塑网膜将难以扣入，不仅可明显改善放射治疗摆位误差，而且使分次间放射治疗摆位重复性大幅改善。而Z轴方向上的摆位误差主要来源于患者的体重变化及旋转误的干扰影响，消瘦使颈部脂肪变薄，热塑网膜松动，而网膜上的射野中心并未因此而下沉，故在Z轴方向使用发泡胶固定技术虽有所改善，但并不显著。此外，发泡胶枕具有硬度高、不易变形、不发生漏气等特点，可有效避免因体位固定装置引起的误差增大，大幅提高放射治疗的摆位精确度。

总之，鼻咽癌放射治疗体位固定时，发泡胶比标准化头枕有明显优势，无论是首次摆位还是后续的分次治疗过程其摆位误差均显著缩小，摆位重复性有明显改善。但发泡胶头枕制作过程耗时较长，成本高，技术性强，建议有条件的放射治疗单位可推广应用。