两种不同体表标记方式对鼻咽癌患者颈椎摆位误差的影响

钟庆初, 黄家升, 林楚燕, 黄颖萍, 郭桂灿, 林立秀, 林承光

中山大学肿瘤防治中心、华南肿瘤学国家重点实验室、广东省鼻咽癌诊治研究重点实验室(广东广州 510060)

由于调强放疗的子野数量多，剂量梯度陡峭，放疗摆位引起的误差不仅会导致靶区得不到足够的剂量，同时也可能使危及器官进入高剂量区，从而降低肿瘤的局部控制率和诱发各种相关并发症。因此，精确的体位固定技术、定位技术和重复摆位对提高鼻咽癌调强放射治疗的疗效显得尤为重要。图像引导是精确放疗的重要保证之一，摆位误差的监测与分析纠正更是放疗质控中的重要环节[1]。在目前现有的体位固定技术[2]和体表标记方式下，实际治疗中鼻咽癌患者颈部的摆位重复性存在一些差异，患者在摆位的过程中，肩膀经常左右不对称，上下高低不一致，容易造成颈椎的左右偏移和旋转，随着放疗的进展，患者治疗过程中的摆位误差在放疗后期尤为明显，林承光等[3]报道鼻咽癌体位误差左右方向上颈部摆位误差为(2.44±2.24)mm，头部摆位误差为(1.05±0.87)mm。为了提高放疗的摆位精度，减少摆位过程中肩部的不对称带来的摆位误差，探讨其在鼻咽癌调强放射治疗中颈椎椎体的摆位误差，本研究选取了2019年4月至2020年4月在我院放射治疗科收治的鼻咽癌患者32例为研究对象，平均分两组，B组患者的固定网膜上常规标记3个定位点，A组患者则在常规3个定位点的基础上增加1个定位点，位于患者的左右锁骨头中间，用于引导患者的颈部摆位。比较两组患者的摆位误差，并且对差异结果进行统计学分析，为临床的应用推广提供参考数据[4-5]。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2019年4月至2020年4月在我院经病理确诊为鼻咽癌的患者32例，均为首次就诊确诊，需进行根治性调强放疗，IMRT计划的治疗分次/处方剂量在30～33次/68～76 Gy，患者年龄19～68岁，中位年龄43岁。将32例患者按就诊时间先后分为A、B两组，每组16例，按不同的体表标记方式进行体位固定。其中A组患者男12例，女4例；B组患者男13例，女3例。所有患者KPS评分≥70分，在治疗期间均能生活自理。32例患者均为鼻咽未分化型非角化性癌或未分化型角化性癌(WHO Ⅱ/Ⅲ级)，按目前临床应用的鼻咽癌分期标准国际抗癌联盟(Union for International Cancer Control，UICC)/美国癌症联合会(American Joint Committee on Cancer，AJCC)发布的第八版临床分期[6]，A组患者Ⅰ期1例，Ⅱ期0例，Ⅲ期6例，Ⅳ期3例，ⅣA期6例；B组患者Ⅰ期0例，Ⅱ期1例，Ⅲ期7例，ⅣA期7例，ⅣB期1例。两组一般情况比较差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 体位固定和体表标记方式

1.2.1 体位固定方式 (1)患者采用仰卧位自然平躺于广州Klarity公司生产的碳纤维头颈肩体位固定架上，以患者的舒适体位为准，身体水平面平行于床面，矢状面垂直于床面，使头、颈和体部中线在一条直线上以保证体位正中对称，双臂自然平行放置于身体两侧，注意左右肩高度一致，双腿并拢伸直；采用头颈肩热塑料面罩+发泡胶(里面附加定位泡沫垫)固定，覆盖从头骨顶点到肩膀的范围，采用4～5点固定法(两侧头、两侧肩±头顶)固定在体架上。热塑面膜成型后均能显示出鼻子的外形露出鼻孔，显露颧骨、眼眶、下颌、耳孔等轮廓，其制作成型后需等15 min待面膜完全冷却时方可放开患者，此时体位固定完成；(2)体膜制作完成后，均在西门子16排大孔径螺旋模拟定位CT(SOMATOM Definition AS)进行体表标记和扫描。扫描中心选择在与治疗靶区中心接近的部位，体表标记点选择在平坦部位(避免选择鼻尖、颏下)以确保摆位重复性好[7]。

1.2.2 体表标记方式 B组(3点标记组)患者按常规标记方式，在面膜的左右两侧和中间位置标记3个定位点，3点均在同一横断面(图1)；A组(4点标记组)在B组的基础上增加一个定位标记点，位于患者的左右锁骨头之间胸骨头的皮肤表面增设一个定位点，用于引导患者的颈椎摆位，具体操作是在面膜锁下1 cm处剪掉一块面积大小2 cm×3 cm的长方形状体膜露出皮肤(图1)，在此处位置设一标记点于患者体表，该点与头部中间的CT标记点处于同一矢状面，并在面膜上画好CT标记线。

注：A：A组；B：B组图1 体表标记方式示意图

1.3 采集锥形束CT(CBCT)图像 所有患者在首次治疗前均在模拟定位机上进行模拟复位，确认后在瓦里安TRILOGY-SN5902直线加速器上进行治疗。A组患者在摆位时调整患者的颈部姿势，使得面膜居中标记点与锁骨部位标记点在同一纵向激光线上，然后移床摆位到治疗中心点进行治疗；B组患者按常规摆位方式，直接摆位到治疗中心点进行治疗。

首次治疗时使用瓦里安公司TRILOGY-SN5902直线加速器自带的CBCT进行KV级的图像扫描，扫描参数：工作电压为80 kV，扫描层厚2.5 mm，射野大小25 cm×25 cm，重建体积为384×384，选择型号B300883R01C_1252的头颈用滤线器，扫描时机架的旋转角度为178°至22°。

每个患者的整个疗程有6次CBCT扫描，每周1次，所得图像经网络传输至医科达MOSAIQ V2.64系统[8-9]。

1.4 图像配准 在医科达MOSAIQ 2.64系统中，以定位CT为基准，患者的CBCT图像与它进行配准，配准框为颈部6个椎体(C1～C6)的其中1个椎体，为了保证实验数据具有可比性，每例患者每个椎体每次匹配框大小的设置均一致，匹配框上下界为每个椎体上下缘，左右两侧与颈部外缘相切。由于人体颈椎自然弯曲，不能准确地选中某个椎体，在选中区域内会有2～3个椎体的组织，但大部分区域属于某一个椎体，配准得到的数据只代表这个区域的摆位误差。特别是C4～C6椎体，在MOSAIQ中配准框不能旋转，对于C4～C6椎体匹配框上下界的选择上界以椎体上缘最高点为边界，下界以椎体下缘最低点为边界，左右两侧与颈部外缘相切。MOSAIQ 2.64系统自带两种配准方法[10]：MMI和Chamfer，其中Chamfer是基于骨结构的配准方法，在所选区域内分割出骨组织进行配准。MMI方法是基于灰度的配准方法，以所选区域内的所有像素进行配准[11-12]。本实验采用MMI配准方法，配准时勾选旋转参数，参考图像和扫描图像的窗宽/窗位为-308 HU/116 HU，得到的配准结果为实验数据，每次配准后记录患者每个椎体左右方向上的误差值，由于实际治疗过程中观察到患者的治疗在左右方向上的差异比较直观，尤其治疗后期更加明显，所以只在左右方向上进行横向对比，其余两个方向的误差值未进行记录，不作对比。

1.5 统计学方法 应用SPSS 20.0统计软件，对两组的匹配结果进行t检验并采用单因素方差分析，以P<0.05时差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组颈椎摆位误差的比较 本研究中对A、B两组患者通过6周次的扫描所采集图像与定位CT图像融合配准后分别得到96个配准差值，单因素方差分析结果显示，组间C1～C3差值不明显，差异无统计学意义(P>0.05)；组间C4～C6差值明显，差异有统计学意义(P<0.05)。A组中左右方向的配准差值在0.2～2.2 mm，B组中左右方向的配准差值在0.3～5.5 mm，其中A组C4～C6差值在1.9～2.2 mm，B组C4～C6差值在3.3～5.5 mm，A、B两组在C4～C6上相差1.4～3.3 mm。见表1。

表1 两组CBCT图像与CT图像C1～C6 6个椎体左右方向的配准差值

2.2 不同放疗次数颈椎摆位误差的比较 A、B两组患者每例患者C1～C3随着放疗的进展差异不明显，摆位误差变化不大，均在1 mm左右波动。随着放疗的进展，C4～C6差异明显，A组患者在放疗前中后期的摆位误差在1 mm左右，摆位误差变化不大；B组患者在放疗前中期摆位误差变化在2～3 mm，后期摆位误差变化在3～4 mm，摆位误差增大，A组的体表标记方式优于B组的体表标记方式。见表2。

表2 两组CBCT图像与CT图像C1～C6 6个椎体左右方向分次间的配准差值

3 讨论

IMRT治疗是鼻咽癌治疗的主要手段，它能在肿瘤靶区进行高剂量照射的同时，使得靶区周围重要危及器官得到保护，它是一种高精度的放射治疗，靶区梯度变化大，因而对治疗的摆位精度要求更高。

调强放疗技术是一种三精放疗技术，除了临床靶区的精确性和各靶区剂量分布的精准度外，在放疗计划实施过程中的摆位和重复性显得尤为重要，摆位的准确性关系到患者在整个放疗中能否获益，治疗过程摆位误差越小，放疗实施越精准，治疗增益比就越高，正常组织以及危及器官可以得到更好的保护[13]。本研究治疗时对患者进行低伏级的CBCT图像扫描，得到的扫描数据与CT图像进行融合配准分析，根据配准结果进行移床治疗(当误差大于临床摆位要求3 mm)。从所得图像数据的分析中发现，A组患者颈部椎体的摆位误差较小，均在临床摆位要求内[2，6]，B组患者颈部摆位误差稍大，超出临床摆位要求。A、B两组患者数据比较，患者颈部椎体在左右方向上C1～C3差异不大，C4～C6差异较大，而B组患者C4～C6摆位误差较大比A组大1.4～3.3 mm。随着放疗的进展，B组患者C4～C6在放疗后期摆位误差增大，整个放疗疗程中与A组的摆位误差差异大，说明A组的体表标记方式优于B组，即鼻咽癌头颈肩联合固定在胸骨头处添加体表标记点可减少摆位误差，可以有效地降低摆位时肩部左右高低不一致带来的影响，提高摆位的重复性和准确性。

鼻咽癌患者的体位固定方式大多采用头颈肩热塑面膜+发泡胶的个体化固定，本研究A、B两组患者从体位固定到放疗结束的整个过程中，除了不可避免的机器误差外[14]，造成摆位误差的发生以及差异大的可能性与以下几点有密切的关系：(1)患者在体膜制作时由于紧张使肩部往头颈方向紧缩，造成肩部体膜往上提，在治疗阶段自然放松则肩部贴合度略差；(2)由于放疗或者化疗反应的影响，患者出现咽喉肿痛、口腔溃疡、呕吐等不良反应造成进食困难，体重下降，致使与面罩的贴合度下降；(3)患者在整个治疗的摆位过程中空间感知能力不同，不能主动与治疗师进行有效的配合。

本研究中A组的体表标记较之B组在锁骨处胸骨头位置增加1个摆位参考点，在摆位过程中对肩部以下的位置能够进行简单有效的纠正，从而提高摆位的重复性和准确性，在整个治疗过程中能更有效地保持其精准性，4点标记法提高了颈部的摆位误差，对提高颈部靶区照射和保护脊髓有积极意义，能够更大程度地减少对正常组织的照射。不同的单位，所采用的体位固定技术、体表标记方式、治疗师对摆位方法熟练掌握程度、设备精度也有所不同，均会导致实际摆位误差的结果有所不同，所以建议不同单位要根据实际条件对摆位误差进行测量分析，从而为鼻咽癌调强放疗的质量控制和质量管理提供保证[15]。

本研究通过对摆位标记点的增加来研究鼻咽癌患者调强放疗颈部椎体左右方向的摆位误差分析，还存在很多不足之处，没有从三维方向来探讨摆位误差具有片面性。在实际的鼻咽癌患者治疗中发现，锥形束CT扫描射野的大小存在局限性，对C6以下的部位不能获取扫描数据，未能对C7、T1和锁骨进行配准，为了观察该部位的摆位误差，我们从后续其他患者的治疗中对其颈部正侧位进行EPID验证拍片，从而分析C6以下C7、T1和锁骨的摆位误差。在头颈肩面膜未应用推广时，头颈部肿瘤患者的体位固定中对锁骨处摆位点的设置已经存在，并对颈部的摆位重复性起着关键作用，头颈肩面膜应用推广后由于头颈和肩部面膜一体化，在体膜表面设一CT摆位延长线，而取消了患者体表摆位点，不能有效减少肩部以下身体部位移动带来的误差[16]。

目前我院对部分头颈肿瘤患者应用增设摆位点的方法，从现有的研究结果中发现，A组的体表标记方式具有临床意义，4点标记方式能明显提高鼻咽癌患者的颈椎摆位精度，值得推广应用[17-18]。摆位点的增设对颈部椎体摆位误差带来的变化，后续我们会继续选取更多的病例进行CBCT扫描和EPID拍片进行验证，把患者放疗过程中体重的变化系数纳入参考，通过大量的数据从二维到三维甚至多维方向上，对目前的固定面膜进行优缺点分析，对摆位点的增设推广应用进行深入探讨，对患者放疗中后期体重下降导致与固定面膜贴合度下降的影响，是否考虑在放疗一定次数时，进行重新体位固定重新计划设计，都是值得大家去探索探讨的问题[19-20]。希望在后续的日常工作中通过不断地探索，对患者的体位固定进行改进或者固定面膜及体位进行纠正减少摆位误差以供临床应用，进而实现精确放疗。