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口含器与头颈部肿瘤放射治疗中摆位误差的相关性研究

陈培培 段诗苗 张雷 何泽来 江浩 方美芳 刘苗苗 林洁

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口含器与头颈部肿瘤放射治疗中摆位误差的相关性研究

    作者简介: 陈培培(1989-), 女, 技师
    通讯作者: 段诗苗, dsm20040418@163.com
  • 中图分类号: R815

Study on the correlation between mouthplate and positioning error in radiotherapy for head and neck tumor

    Corresponding author: DUAN Shi-miao, dsm20040418@163.com ;
  • CLC number: R815

  • 摘要: 目的利用螺旋断层放疗系统获取的摆位数据探讨口含器对头颈部肿瘤的摆位误差的影响,为预防及减少病人头颈部肿瘤放射治疗不良反应提供参考。方法选择放射治疗的头颈部肿瘤病人25例,分为观察组(13例)和对照组(12例)。观察组采用热塑膜+口含器固定,对照组采用热塑膜固定。利用MVCT影像分析2组病人在X轴、Y轴、Z轴和ROLL四个方向的摆位误差。结果观察组在X轴和ROLL方向的摆位误差明显小于对照组(P < 0.01),Z轴方向的摆位误差高于对照组(P < 0.05),2组Y轴方向的摆位误差差异无统计学意义(P>0.05)。在X轴和Y轴方向上摆位误差在0~2 mm,观察组在X轴和Y轴方向的低误差分布均高于对照组(P < 0.01和P < 0.05);Z轴摆位误差主要集中在>2.1 mm,观察组高误差分布明显高于对照组(P < 0.01);ROLL方向摆位误差主要集中在0~1.0 mm,观察组低误差分布明显高于对照组(P < 0.01)。结论口含器可在一定程度上减少摆位误差,对于无明显张口困难、耐受性较好的病人,可以考虑使用口含器,从而减少头颈部肿瘤放射治疗相关不良反应。
  • 表 1  2组摆位误差比较(x±s;mm)

    分组 n X Y Z ROLL
    观察组 367 1.16±0.95 1.29±0.89 3.11±1.17 0.71±0.82
    对照组 369 1.57±1.34 1.43±1.35 2.91±1.48 1.25±1.47
    t 4.79 1.66 2.03 6.15
    P < 0.01 > 0.05 < 0.05 < 0.01
    下载: 导出CSV

    表 2  2组不同方向摆位误差[mm/(°)]分布比较[n;百分率(%)]

    分组 n 0~1.0 1.1~2.0 2.1~3.0 > 3.0 χ2 P
    X
    观察组
    对照组
    367
    369
    201(54.8)
    164(44.4)
    105(28.6)
    108(29.3)
    41(11.2)
    43(11.7)
    20(5.4)
    54(14.6)
    19.56 < 0.01
    Y
    观察组
    对照组
    367
    369
    167(45.5)
    181(49.1)
    131(35.7)
    99(26.8)
    55(15.0)
    59(16.0)
    14(3.8)
    30(8.1)
    10.97 < 0.05
    Z
    观察组
    对照组
    367
    369
    16(4.4)
    46(12.5)
    44(12.0)
    56(15.2)
    127(34.6)
    101(27.4)
    180(49.0)
    166(45.0)
    19.48 < 0.01
    ROLL
    观察组
    对照组
    367
    369
    292(79.6)
    233(63.1)
    47(12.8)
    57(15.4)
    20(5.4)
    37(10.0)
    8(2.2)
    42(11.4)
    35.78 < 0.01
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-03
  • 录用日期:  2020-11-29
  • 刊出日期:  2021-11-15

口含器与头颈部肿瘤放射治疗中摆位误差的相关性研究

    通讯作者: 段诗苗, dsm20040418@163.com
    作者简介: 陈培培(1989-), 女, 技师
  • 蚌埠医学院第一附属医院 放疗科, 安徽 蚌埠 233004

摘要: 目的利用螺旋断层放疗系统获取的摆位数据探讨口含器对头颈部肿瘤的摆位误差的影响,为预防及减少病人头颈部肿瘤放射治疗不良反应提供参考。方法选择放射治疗的头颈部肿瘤病人25例,分为观察组(13例)和对照组(12例)。观察组采用热塑膜+口含器固定,对照组采用热塑膜固定。利用MVCT影像分析2组病人在X轴、Y轴、Z轴和ROLL四个方向的摆位误差。结果观察组在X轴和ROLL方向的摆位误差明显小于对照组(P < 0.01),Z轴方向的摆位误差高于对照组(P < 0.05),2组Y轴方向的摆位误差差异无统计学意义(P>0.05)。在X轴和Y轴方向上摆位误差在0~2 mm,观察组在X轴和Y轴方向的低误差分布均高于对照组(P < 0.01和P < 0.05);Z轴摆位误差主要集中在>2.1 mm,观察组高误差分布明显高于对照组(P < 0.01);ROLL方向摆位误差主要集中在0~1.0 mm,观察组低误差分布明显高于对照组(P < 0.01)。结论口含器可在一定程度上减少摆位误差,对于无明显张口困难、耐受性较好的病人,可以考虑使用口含器,从而减少头颈部肿瘤放射治疗相关不良反应。

English Abstract

  • 头颈部肿瘤的发病率在全身恶性肿瘤中占5%~8%[1],包括唇、口腔、鼻咽、口咽、下咽及喉癌。头颈部肿瘤的主要治疗方式之一是放射治疗(放疗),但这些治疗在杀伤肿瘤细胞的同时,也会对肿瘤周围正常组织如口腔黏膜、腮腺、下颌骨造成一定损伤, 口腔不良反应的发生率随之增高[2], 其中最常见的并发症是口腔黏膜炎、口干症、味觉改变等。据统计头颈部恶性肿瘤病人在接受放疗过程中,口腔黏膜炎、味觉改变发病率依次为91%、75%[3],这些不良反应加重病人的临床症状、影响营养食物的摄入,使局部正常组织对放疗的耐受性降低,影响临床放疗剂量的应用,从而影响了头颈部肿瘤病人放疗的效果。近年来随着头颈部恶性肿瘤治疗后病人生存率的提高,人们对放疗后生活质量的重视,对病人正常组织的保护引起更多关注。在以上背景下,如何减少摆位误差及减少不良反应的发生,迫切需要临床工作人员探讨及解决,国内外研究及临床实践发现口含器可能有助于减少头颈部肿瘤放疗中的摆位误差。因此,本研究利用螺旋断层放疗图像引导,通过数据分析口含器对头颈部肿瘤的摆位误差的影响,为预防及减少病人头颈部放疗不良反应提供参考。

    • 选择2017年12月至2019年9月接受我院放疗科行螺旋断层放射治疗(tomotherapy,TOMO)的头颈部肿瘤病人25例,分为观察组13例和对照组12例。观察组采取常规头颈肩热塑膜固定+口含器联合固定,其中男7例,女6例;年龄34~78岁;舌癌4例,腮腺癌1例,扁桃体癌2例,牙龈癌2例,上腭腺样囊性癌1例,上颌窦癌1例,口底癌1例,咽部肿物1例。对照组采用单独头颈肩热塑膜固定,其中男10例,女2例;年龄38~70岁;腮腺癌2例,下咽癌3例,硬腭癌1例,梨状窝1例,扁桃体癌1例,牙龈癌2例,口底癌2例。放射治疗剂量为每次1.8~2 Gy,平均5次/周,根据病人肿瘤类型及分期的个体差异,总剂量60~70 Gy。

    • 不同型号的固定枕、碳纤维一体架、大孔径CT(Big Bore Brilliance,Philips)、TOMO。(1)低温头颈肩热塑膜制作:将科莱瑞迪医疗科技有限公司生产的头颈部定位膜置于70 ℃左右的温水中软化,病人睡于碳纤维板摆好位后将热塑膜置于头颈部,按下定位扣后将病人的头颈部轮廓塑型,等待15 min左右热塑膜冷却以后即可。(2)个体化的口含器制作:将由高分子热塑弹性体粉末、液体石蜡以及透明聚乙烯薄膜组成的颗粒置于70 ℃左右温水中软化,根据病人张口的大小选择合适的量将软化好的胶状材料固定于一次性口咽通气道(根据咽部耐受性选择合适的深度)周围,置于病人口腔内牙齿咬合塑型好取出冷却即可。口含器交给病人保管,并嘱病人进行佩戴训练且保持每次佩戴口含器的位置相同。

    • 病人治疗前利用MVCT进行摆位影像的扫描,首先选择合适的靶区,扫描条件选择采用标准的影像质量,重建间隔为2.0 mm。放疗技师将病人移动到治疗计划出示的红色激光线形成的十字交叉线处即热塑膜上的十字交叉线与激光线十字交叉线重合即可行MVCT扫描,扫描结束后分别从横断面、冠状面和矢状面与定位图像进行配准,得出X轴(左右)、Y轴(头脚)、Z轴(腹背)和ROLL方向(沿横截面旋转)的摆位误差。

    • 采用t检验和χ2检验。

    • 观察组13例扫描367次,对照组12例扫描369次。观察组在X轴和ROLL方向的摆位误差均明显小于对照组(P < 0.01),Z轴方向的摆位误差高于对照组(P < 0.05),2组Y轴方向的摆位误差差异无统计学意义(P>0.05)(见表 1)。

      分组 n X Y Z ROLL
      观察组 367 1.16±0.95 1.29±0.89 3.11±1.17 0.71±0.82
      对照组 369 1.57±1.34 1.43±1.35 2.91±1.48 1.25±1.47
      t 4.79 1.66 2.03 6.15
      P < 0.01 > 0.05 < 0.05 < 0.01

      表 1  2组摆位误差比较(x±s;mm)

    • X轴和Y轴方向上摆位误差在0~2 mm,观察组在X轴和Y轴方向的低误差分布高于对照组(P < 0.01和P < 0.05);Z轴摆位误差主要集中在>2.1 mm,观察组高误差分布明显高于对照组(P < 0.01);ROLL方向摆位误差主要集中在0~1.0 mm,观察组低误差分布明显高于对照组(P < 0.01)(见表 2)。

      分组 n 0~1.0 1.1~2.0 2.1~3.0 > 3.0 χ2 P
      X
      观察组
      对照组
      367
      369
      201(54.8)
      164(44.4)
      105(28.6)
      108(29.3)
      41(11.2)
      43(11.7)
      20(5.4)
      54(14.6)
      19.56 < 0.01
      Y
      观察组
      对照组
      367
      369
      167(45.5)
      181(49.1)
      131(35.7)
      99(26.8)
      55(15.0)
      59(16.0)
      14(3.8)
      30(8.1)
      10.97 < 0.05
      Z
      观察组
      对照组
      367
      369
      16(4.4)
      46(12.5)
      44(12.0)
      56(15.2)
      127(34.6)
      101(27.4)
      180(49.0)
      166(45.0)
      19.48 < 0.01
      ROLL
      观察组
      对照组
      367
      369
      292(79.6)
      233(63.1)
      47(12.8)
      57(15.4)
      20(5.4)
      37(10.0)
      8(2.2)
      42(11.4)
      35.78 < 0.01

      表 2  2组不同方向摆位误差[mm/(°)]分布比较[n;百分率(%)]

    • 头颈部肿瘤是临床常见的肿瘤之一,由于其周围有脑干、脊髓、下颌、咽喉、腮腺等复杂的解剖结构,放疗或者以放疗为主的综合治疗是头颈部肿瘤的主要治疗方式,它是一种高精度的治疗方式,靶区梯度变化大,因而对治疗中摆位精度要求更高[4],多数病人术前或术后需要接受放疗,调强放疗对于复杂的靶区能够在提供较好的适形度的同时使正常组织受到更少的剂量照射, 而精确的体位固定可减少放疗过程中周围正常组织器官的损伤。本研究结果显示,是否佩戴口含器对摆位误差有影响,观察组在X轴、ROLL方向的摆位误差小于对照组,这与张涛等[5-6]的部分结果相似。分析原因可能为:(1)根据病人口腔及牙齿的特点制作出个体化的口含器,口含器与口腔内部牙齿形成明显的咬痕,在摆位过程中如果位置不准确会导致口腔的不舒服,病人会自动调整位置直至舒适,再加上口含器与热塑膜之间还多了一个除面部轮廓以外的凸型结构增加了识别度,从而减少摆位误差;(2)由于头颈部肿瘤病人治疗周期较长,随着治疗时间的延长病人出现消瘦,到治疗后期热塑膜与头面部轮廓会出现间隙,造成头部在热塑膜里移动而出现摆位误差;(3)口含器中间部分有中空的管道解决了呼吸阻塞的问题,不会因为憋闷的原因扭动头部从而造成误差。由于头颈部肿瘤毗邻脊髓、脑干等重要危及器官,相对于摆位误差在5 mm的胸部腹部盆部肿瘤,其精确度要求更为严格,一般要求控制在3 mm内,理想的头颈部肿瘤放疗摆位误差低于2 mm[7]。本研究结果显示, 摆位误差在 < 2 mm的频数范围内无论是X方向还是Y方向观察组所占的比例高于对照组,而在>3.0 mm的频数范围内对照组所占的比例高于观察组。在这种情况下,应用口含器即可有效提高热塑膜的重复性精度,提高了唇、舌及下颌的固定精度和重复性。另外,在减少ROLL方向旋转误差方面有优势。观察组旋转误差主要集中在0~2°,占比90%,而对照组为80%,在>3.0°的误差区间对照组高于观察组。卢子红等[8]研究显示, 不同固定方式对头颈部肿瘤的摆位误差有一定的影响,但没有对是否减少旋转误差进一步研究,而本研究对其进行进一步的分析,观察组的旋转误差小于对照组。造成这种误差的原因为常规热塑膜+碳纤维固定的病人头似球性易旋转,热塑膜与头面部轮廓只形成了相对稳定的外固定而没有内固定,再者由于颈椎弧度的存在头枕与头颅存在空隙,易引起热塑膜与病人体表相对位移,导致重复性差,所以在整个治疗过程中摆位的重复性不好,而口含器的使用弥补了这一不足之处,热塑膜表面除了鼻部、颧骨的轮廓之外,还有口含器上突出于口唇之外的凸型结构,口含器对病人起到了双重固定的作用。ASTREINIDOU等[9]认为 < 1°的旋转误差对靶区剂量的影响较小,GUTFELD等[10]研究表明>2°的旋转误差会使靶区剂量发生3%~5%的变化,认为大于>2°的旋转误差是需要校正的。也就是说,误差>2°就可能出现靶区漏照或者邻近组织器官误照,所以旋转误差>2°时应及时校正。校正旋转误差可以提高放疗摆位精确度,在适形调强放疗中出现平移误差偏大时,就有可能是由旋转误差引起,应先进行旋转角误差校正。本研究两种固定方法旋转误差>2°都有一定比例,观察组>2°的比例低于对照组,由此可见口含器在一定程度上可以减少旋转误差。理论上旋转误差对靶区剂量会有一定影响,但由于本研究所使用的放疗设备配有能沿横断面旋转的治疗床,能对ROLL方向进行校正弥补了这一缺点。

      目前的技术手段是无法消除误差的, 只能寻找尽量减少误差的办法,口含器的使用使头颈部肿瘤的病人在摆位误差方面,有助于病人获益, 从理论上分析能对正常组织起到了保护作用。秦文娟等[11]研究表明,佩戴口含器时口腔处于张开状态,从而使舌向下推,加大口腔黏膜与舌、靶区之间的距离,让舌及大部分口腔黏膜或硬腭、软腭、鼻腔底壁尽可能地远离靶区周边的高剂量范围,降低照射剂量及体积,从而减少相关并发症如减少放射性黏膜炎的发生。近年来,多项研究[12-13]证实口腔支架能提高靶区的适形度的均匀度,减少了靶区周围舌、口腔黏膜的受照剂量和体积,减少了腮腺的损伤和放射性中耳炎的发生概率。

      本研究不足之处就是对2组在放疗期间出现的不良反应如口腔黏膜炎程度及口干症没有作更进一步追踪及分析。研究对象偏少,样本含量不足,有待更大样本含量的研究支持。

      综上所述,因头颈部肿瘤的结构比较紧密很多重要器官包含其内,所以对其摆位误差的范围要求比较严格,不同固定方式对摆位误差有影响,基于口含器的固定方式,使摆位误差在一定程度上有所减少。因此,对于无明显张口困难、耐受性较好的病人可考虑使用口含器可在一定程度上减少摆位误差,从而减少放疗不良反应。

参考文献 (13)

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