脑转移瘤伽玛刀放疗两种体位固定方式的摆位误差比较

高文超，王军良，林鸿宇，曹井丽，解传滨，戴相昆，王超，张征召，张冰

中国人民解放军总医院 a. 第五医学中心放疗科；b. 第一医学中心放疗科，北京 100071

引言

脑转移瘤是颅内一种常见的恶性肿瘤，大约有20%～40%的癌症患者会发生脑转移[1-2]。研究表明，伽玛刀立体定向放疗治疗脑转移瘤可获得较好的局部控制率，延长生存期[3-4]。脑转移瘤患者在接受伽玛刀治疗时，摆位的准确性和重复性直接影响患者的放疗疗效，准确的摆位可以减少患者在放疗过程中的靶区位移，使靶区接受更精确的照射剂量，提高患者控制率。近年来，随着放疗技术的发展，定位装置也日益完善，发泡胶固定技术是一种新型技术，能够个体化塑形，适形度高。本研究是对分次伽玛刀放疗的脑转移瘤患者的体位固定进行分析，采用常规体位固定（热塑膜联合负压垫）和发泡胶固定（热塑膜联合发泡胶）两种方式，探讨两种体位固定方式对脑转移瘤伽玛刀放疗摆位误差的影响。

1 材料与方法

1.1 临床资料

选择2019年11月至2020年6月我院收治的20例分次脑转移瘤伽玛刀放疗患者，年龄46～72岁，中位年龄59岁，采用随机数字表法分为两组，各10例。A组采用发泡胶固定技术，接受热塑膜联合发泡胶固定；B组采用常规体位固定技术，接受热塑膜联合负压垫固定。

1.2 体位固定

常规体位固定技术：负压垫置于伽玛刀治疗床头架上，患者平躺于治疗床，头部放置在负压垫上，通过激光灯摆正头部后，负压垫抽真空塑形，再把热塑膜（U型头模）置于恒温水箱中（水温65～70℃），软化后迅速取出置于患者头部合适位置，适度按压热塑膜使其与患者轮廓充分接触并塑形，待热塑膜完全冷却后取下，见图1。

图1 热塑膜联合负压垫

发泡胶固定技术：发泡胶由A液（异氰酸酯）、B液（复合聚醚类多元醇）及PE（聚乙烯）袋构成。PE袋置于伽玛刀治疗床头架上，使用时，将B液（75 mL）倒入A液（150 mL）中，A、B液充分混合后，倒入PE袋中，之后患者头部放置在PE袋上，按压PE袋，使A、B混合液包裹头部，尽量减少间隙，待混合液冷却成型后，用软化后的热塑膜（U型头模）将患者头部包裹于网模中，见图2。

图2 热塑膜联合发泡胶

1.3 CT图像采集误差测量

患者在完成MRI定位后，通过Philips大孔径CT进行扫描，扫描方法如下：患者固定在适当位置，使用与MRI定位相同的姿势，根据患者体表标记进行摆位，摆位完成后，将CT图框安装在伽玛刀头架两侧，CT图框带有定位标志点，用于建立患者坐标系，其结构见图3。CT图框固定完成后，行CT扫描采集图像，扫描层厚3 mm，扫描完成后传入大图医疗软件中，并以此图像作为参考图像。待患者完成第一次伽玛刀治疗后，再次通过Philips大孔径CT进行扫描，扫描方法同上，扫描完成后传入大图医疗软件中，并以此图像作为复位图像。

图3 CT图框

1.4 误差测量

将2次扫描得到的图像通过大图医疗软件中的“融合视图”模块进行图像配准，“融合视图”界面见图4。具体配准方法如下：先通过工具栏中的“自动配准”“平移”“旋转”功能进行CT图框定位标志点的配准，“变换信息”中会分别得到x（左右）、y（前后）、z（头脚）、Rx（前后旋转）、Ry（头脚旋转）、Rz（左右旋转）6个方向上的误差数值，以此误差数值作为基准值Δ0；再按照头颅骨性标志进行2次扫描图像的配准，“变换信息”中分别得到6个方向上的误差数值Δ1；得到两次配准误差数值Δ0、Δ1后，再对各个方向上的配准误差数值相减取绝对值，得到摆位误差Δ，即Δ=|Δ0-Δ1|。

图4 “融合视图”界面

1.5 统计学分析

采用SPSS20.0软件对测量数据进行统计学分析，用(±s)形式表示计量资料，并行t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 线性摆位误差

2种不同固定技术线性摆位误差见表1，由表得，在y方向上，二者摆位误差无明显差异（P＞0.05） ；在x、z方向上，热塑膜联合发泡胶固定技术的摆位误差要小于热塑膜联合负压垫固定技术，且差异有统计学意义（P＜0.05）。

表1 不同固定技术线性摆位误差对比（cm，±s）

表1 不同固定技术线性摆位误差对比（cm，±s）

固定技术 x (左右) y (前后) z (头脚)热塑膜联合发泡胶 0.07±0.04 0.08±0.05 0.08±0.04热塑膜联合负压垫 0.13±0.07 0.09±0.07 0.27±0.16 t值 2.443 0.328 3.569 P值 0.025 0.746 0.005

2.2 旋转摆位误差

2种不同固定技术旋转摆位误差见表2，由表得，在Rz方向上，二者摆位误差无明显差异（P＞0.05）；在Rx、Ry方向上，热塑膜联合发泡胶固定技术的摆位误差要小于热塑膜联合负压垫固定技术，且差异有统计学意义（P＜0.05）。

表2 不同固定技术旋转摆位误差对比（°，±s）

表2 不同固定技术旋转摆位误差对比（°，±s）

固定技术 Rx (前后旋转)Ry( 头脚旋转)Rz (左右旋转)热塑膜联合发泡胶 0.46±0.39 0.36±0.39 0.42±0.50热塑膜联合负压垫 1.40±1.11 0.91±0.34 0.83±1.14 t值 2.525 3.398 1.039 P值 0.028 0.003 0.313

3 结论

伽玛刀立体定向放疗在脑转移瘤治疗中占有重要作用，众多研究表明，伽玛刀分次治疗脑转移瘤是一种安全、有效的治疗方式，在达到较为理想肿瘤控制率的同时避免放疗副损伤的出现[5-8]。我院采用的是LUNA-260伽玛刀，它是头体合一的立体定向放疗设备，头部治疗定位精度≤1 mm，能够保证放疗的精确度，不足之处在于LUNA-260伽玛刀不能采用图像引导放疗和图像融合等技术，患者在治疗摆位过程中，因摆位造成的肿瘤位移，不能通过图像引导技术进行控制。LUNA-260伽玛刀采用多束聚焦原理，其形成的剂量分布特点是中心剂量高，边缘剂量低，边缘剂量跌落快。由此可见，如何保证患者精确的体位固定、降低摆位误差，是脑转移瘤伽玛刀放疗成功的关键。目前对于分次伽玛刀放疗的脑转移瘤患者，其常规体位固定方法是热塑膜联合负压垫固定。发泡胶作为一种新型固定装置，已在加速器调强放疗中得到广泛应用[9-16]，然而在伽玛刀立体定向放疗中应用较少，本研究比较常规体位固定技术和发泡胶固定技对摆位误差的影响，探讨发泡胶在伽玛刀立体定向放疗中的应用价值。

本研究从摆位误差方面对两种固定技术进行对比，结果显示两种固定技术对脑转移瘤摆位均具有较高的精度，而两者相比，使用热塑膜联合发泡胶固定比使用热塑膜联合负压垫固定的患者误差更小。热塑膜联合发泡胶固定技术中x（左右）、z（头脚）、Rx（前后旋转）、Ry（头脚旋转）四个方向的摆位误差明显小于热塑膜联合负压垫固定方式（P＜0.05），x、z、Rx、Ry四个方向摆位误差分别减小了0.08 cm、0.19 cm、0.94°、0.55°；另外y（前后）、Rz（左右旋转）两个方向摆位误差差异虽然无统计学意义，但仍是发泡胶优于负压垫。分析原因如下：对于负压垫，受伽玛刀头架结构限制，头部负压垫设计尺寸小，患者平躺在伽玛刀治疗床时，只能保证头颅底部与负压垫贴合，对于颈部负压垫作用微乎其微，因此下颌主要通过U型头模塑形固定；相对于负压垫，发泡胶是根据每位患者的头颅形状来个体化制作，制作过程中头颈部完全嵌入其中，使头颅两侧、头颅顶部及颈部都有固定，有效解决颈部悬空、下颌不由自主移动等问题[17]，提高了摆位精度。

综上所述，对于分次伽玛刀放疗的脑转移瘤患者，采用热塑膜联合发泡胶固定技术可以减少头部放疗靶区体位及放疗颈椎区域线性误差及旋转误差，提高治疗准确度，临床上值得应用和推广。但发泡胶头枕制作过程复杂，且受伽玛刀头架结构限制，技术员需在有限操作空间内保证发泡胶头枕形状、尺寸合适，以防止影响热塑膜的制作及CT图框的安装固定，这对技术员提出了更高的操作技术要求。本研究的局限性在于样本量少，下一步将扩大样本量并研究发泡胶体位固定技术在体部伽玛刀放疗中的应用。