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鼻咽癌是一种发生于鼻咽部黏膜上皮的恶性肿瘤，在耳鼻咽喉恶性肿瘤中发病率最高，我国南方地区高发[1]。调强放疗(IMRT)是高精度的放疗技术，可使肿瘤靶区得到更高更准确的剂量，有效提高肿瘤局部控制率，已经成为鼻咽癌首选治疗手段[2]。随着放疗技术的不断改进，螺旋断层放射治疗(TOMO)是目前较为领先的肿瘤放射治疗技术，集调强放疗、影像引导放疗、剂量引导于一体，系统自带的兆伏级CT图像引导可每日在线指导摆位，校准摆位误差，能够更好地保证肿瘤靶区高剂量、更精准照射的同时，降低周围正常组织的照射剂量，从而减少不良反应的发生[3]。有研究[4]指出，体位固定方式会对放疗时的摆位误差产生较大的影响，是放疗安全、有效实施的一个重要环节。本文应用机载的高能X线计算机体层摄影(MVCT)分析发泡胶制作的个体化头颈肩枕对鼻咽癌病人的固定效果，并与标准化头枕进行对比，分析两种固定方式的摆位误差结果，为临床上鼻咽癌病人选择合适的固定方式提供参考。
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选择我院2018年8月至2019年9月接受TOMO治疗的鼻咽癌病人20例，病理组织类型均为鳞癌。男14例，女6例；年龄29~83岁，中位年龄52岁。随机分为常规头枕+头颈肩热塑体膜组(对照组)10例，发泡胶+头颈肩热塑膜固定组(观察组)10例。
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TOMO，Philips 4维CT模拟定位机，不同型号的固定枕，碳纤维一体架，头颈肩热塑膜，发泡胶等。
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2组病人都取仰卧位，对照组选择病人舒适的不同型号头枕，将头颈肩热塑膜经恒温水箱加热软化至透明，取出覆盖于病人头颈部，并用卡扣固定于碳纤维一体架上，注意在骨性标志明显位置如鼻梁、鼻尖、下颌骨等处塑出形状。观察组使用发泡胶泡沫垫作为底垫，其中发泡胶在AB两种液体的作用下发热膨胀，然后塑形，最后冷却，固化，定型，然后用软化后的热塑头颈肩膜将病人进行体位固定。
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先由放疗医师勾画正常组织与靶区，再由物理师设计调强治疗计划，对整个放疗计划进行优化，调强放疗计划最终由物理师及副主任级别以上医师共同审核，确定。最后将确认计划交给治疗师进行TOMO治疗。每次病人治疗前均行MVCT扫描，扫描条件选择Normal，扫描层厚为2 mm，选择合适的部分靶区作为扫描范围，利用病人每日扫描的MVCT图像与模拟定位CT图像进行配比，选用自动骨配准(BoneTechnique)作为配准方式，自动配准后治疗师可进行手动微调，直至吻合度最高为止。分别得出病人X轴、Y轴、Z轴及ROLL(沿横截面旋转)四个方向的摆位误差。
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采用t(或t′)检验。
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20例鼻咽癌病人共进行574次MVCT图像采集，其中对照组10例，MVCT图像采集296次；观察组10例，MVCT图像采集278次，从X、Y、Z、ROLL轴四个方向进行比较。观察组在X、Y、Z轴方向的摆位误差均小于对照组，差异均有统计学意义(P < 0.01)，2组在ROLL轴方向的摆位误差比较，差异无统计学意义(P>0.05)(见表 1)。
分组 n X轴/mm Y轴/mm Z轴/mm ROLL/(°) 对照组 296 1.58±1.14 1.44±1.29 3.19±1.26 1.16±1.09 观察组 278 1.06±0.89 1.02±0.73 2.71±1.37 1.31±1.12 t — 6.11* 4.38* 4.37 1.63 P — < 0.01 < 0.01 < 0.01 >0.05 *示t′值 表 1 2种不同固定方式的摆位误差分析(x±s)
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通过分析不同方向的摆位误差频数分布发现，观察组鼻咽癌病人≤2 mm的摆位误差在X、Y和Z轴的发生比例高于对照组鼻咽癌病人，摆位误差明显减小(见表 2、3)。观察组横断面旋转误差分布在区间0°~、1.1°~和2.1°~的频数分别为134(48.2%)、89(32.0%)和55(19.8%)；对照组横断面旋转误差分布在区间0°~、1.1°~和2.1°~的频数分别为177(59.8%)、60(20.3%)和59(19.9%)。
误差区间/mm X轴 Y轴 Z轴 0 ~ 215(72.6) 228(77.0) 50(16.9) 2.1~ 68(23.0) 50(16.9) 176(59.5) 4.1~ 12(4.1) 16(5.4) 62(20.9) 6.1~ 1(0.3) 2(0.7) 8(2.7) 表 2 对照组不同方向的摆位误差频数分布[n; 构成比(%)]
误差区间/mm X轴 Y轴 Z轴 0 ~ 240(86.3) 246(88.5) 96(34.5) 2.1~ 34(12.3) 32(11.5) 132(47.5) 4.1~ 4(1.4) 0(0.0) 50(18) 6.1~ 0(0.0) 0(0.0) 0(0.0) 表 3 观察组不同方向的摆位误差频数分布[n; 构成比(%)]
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鼻咽癌为临床多发恶性肿瘤，对居民生命健康及生活质量造成了极大的影响，鼻咽癌肿瘤靶区较大且解剖结构特殊，周围与许多重要组织器官毗邻，对于鼻咽癌的治疗首选放射治疗。IMRT是临床常用的放疗技术，能够形成于肿瘤靶区相适应的高剂量分布，在确保靶区放射治疗剂量的前提下，避免周围器官的超量照射[5]。螺旋断层放射治疗系统是加速器与螺旋CT技术的完美结合，能够根据病人每次放疗前的MVCT影像指导摆位，进行在线校正摆位误差，为鼻咽癌精准的放射治疗提供更高的治疗保证。精确的体位固定对放疗技师的摆位精度提出了更高的要求。降低摆位误差是更好地实现精准放疗的关键因素[6]。
本研究显示，不同的固定方式对于鼻咽癌病人放射治疗的摆位误差存在较大影响。使用发泡胶制作的个体化头枕的鼻咽癌病人在X轴、Y轴、Z轴的摆位误差均小于使用标准化头枕固定的病人，差异有统计学意义(P < 0.01)，由此可说明发泡胶固定技术在鼻咽癌放疗中的运用效果更好，能够显著降低摆位误差，这与许森奎等[7]报道的结果相似。分析造成误差的原因如下：标准化头枕结合头颈肩面膜固定病人头颈部不能很好地与标准化头枕相贴合，每位病人在定位过程中由于颈椎弯曲程度以及长短的不同都会存在由形状不吻合产生的空隙，这些空隙的存在会导致Y轴的摆位误差变大，从而影响放射治疗过程中体位的重复性与稳定性。而发泡胶技术制作的个体化头枕根据病人头颅大小，颈椎曲度以及双肩位置专门制作，可包裹头顶，能够有效限制移动范围，从而更好地对病人进行固定。而且发泡胶结构硬度较好，抗压强度高，病人进行体位固定时感觉舒适，能够减少病人头颈部放射治疗过程中不自主的运动。固定装置的舒适度和适形性对体位固定的准确性，重复性有很大的影响[8]。鼻咽癌病人常规剂量放射治疗是一个较长的过程，通常需要6~7周，放疗体位的重复性和一致性是保证病人精确治疗的基础[9]。
本研究显示无论是使用发泡胶固定还是标准化头枕固定的鼻咽癌病人在Z轴方向的误差在3 mm左右，相对较大。分析其原因：(1)可能与鼻咽癌病人头颈部解剖结构有关，鼻咽部骨性标记相对稳定，但在放射治疗过程中随着肿瘤的消退以及病人体重的变化都会对图像配准产生影响。THONDYKANDY等[10]研究发现体质量减轻，肿瘤明显缩小的病人出现Z轴方向>3 mm摆位误差概率大大增加；对于体质量明显变化，面罩明显松动的病人应及时重新制作发泡胶及头颈肩热塑膜，并且重新制定放疗计划，方可继续放疗。(2)可能与TOMO自身特点有关，治疗过程中，治疗床以恒定速度向前进床，由于人体和床板的重力影响，会导致床面下沉，这样就会影响图像配准，在Z轴方向上产生误差，这与文献[11]结果一致。
本研究对摆位误差发生比例进行统计，发现使用发泡胶制作的个体化头枕的鼻咽癌病人≤2 mm的摆位误差在X、Y和Z轴的发生比例分别为86.3%、88.5%和43.5%，相对于使用标准化头枕固定的鼻咽癌病人摆位误差明显减小，而>4 mm的摆位误差在X、Y和Z轴的发生比例分别为1.4%、0和18%，发生率少于对照组，说明发泡胶制作的个体化头枕运用效果更好，提高了摆位重复性。这与付秀根等[11]的研究结果相似。
本研究所选鼻咽癌病人均使用头颈肩热塑膜固定，研究结果显示头颈肩热塑膜体位固定技术大大提高了鼻咽癌病人体位的重复性与稳定性，从本研究摆位误差分析来看，X、Y及ROLL轴方向的摆位误差均在1 mm左右，分次间误差较小，头颈肩热塑膜固定技术是固定头颈部体位首选的放疗固定技术[12]，使用头颈肩热塑网能够提高鼻咽癌病人放疗过程中体位的精确性与重复性。
综上所述，发泡胶+头颈肩热塑膜技术的应用在鼻咽癌放疗体位固定中有着明显的优势，使用发泡胶制作的个体化头枕的鼻咽癌病人在X轴Y轴Z轴的摆位误差均小于使用标准化头枕固定的病人，能够降低摆位误差，更好地保证鼻咽癌病人在放疗过程中体位固定的准确性和良好的重复性，从而减少周围重要组织器官的照射剂量，具有重要的临床应用价值。
发泡胶+头颈肩热塑膜在鼻咽癌螺旋断层调强放射治疗体位固定中的应用价值
Application value of styrofoam combined with head and neck shoulder thermoplastic film in position fixation of nasopharyngeal carcinoma treated with helical tomography intensity modulated radiotherapy
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摘要:
目的探讨发泡胶+头颈肩热塑膜在鼻咽癌螺旋断层放射治疗体位固定中的应用价值。 方法收集行螺旋断层放射治疗的鼻咽癌病人20例，随机分为对照组10例和观察组10例，对照组的固定方式是常规头枕+头颈肩热塑膜；观察组的固定方式是发泡胶+头颈肩热塑膜固定。将治疗前行MVCT扫描获取的图像与模拟CT的图像进行配准，记录X（左右）、Y（头脚）、Z（腹背）以及ROLL（沿横截面旋转）轴方向的摆位误差并对其分析。 结果对照组在X轴、Y轴、Z轴及ROLL轴方向的摆位误差分别为（1.58±1.14）mm、（1.44±1.29）mm、（3.19±1.26）mm、（1.16±1.09）°，观察组分别为（1.06±0.89）mm、（1.02±0.73）mm、（2.71±1.37）mm、（1.31±1.12）°；2组在X、Y、Z轴方向的摆位误差比较，差异均有统计学意义（P < 0.01），在ROLL轴方向的摆位误差差异无统计学意义（P>0.05）。不同方向的摆位误差显示，对照组X轴、Y轴和Z轴方向的摆位误差主要集中在0~6 mm；观察组X轴、Y轴和Z轴方向的摆位误差主要集中在0~4 mm；观察组横断面旋转误差分布在区间0°~、1.1°~和2.1°~的频数分别为134（48.2%）、89（32.0%）和55（19.8%）；对照组横断面旋转误差分布在区间0°~、1.1°~和2.1°~的频数分别为177（59.8%）、60（20.3%）和59（19.9%）。 结论鼻咽癌病人进行螺旋断层放射治疗时，为降低摆位误差，建议采用发泡胶+头颈肩热塑膜作为体位固定方式。 -
关键词:
- 螺旋断层放射放疗 /
- 发泡胶固定技术 /
- 鼻咽癌 /
- 在线高能X线计算机体层摄影术
Abstract:ObjectiveTo investigate the application value of styrofoam combined with head and neck shoulder thermoplastic film in position fixation of nasopharyngeal carcinoma treated with helical tomography intensity modulated radiotherapy. MethodsTwenty nasopharyngeal carcinoma patients treated with CT radiotherapy were randomly divided into the control group and observation group(10 cases in each group).The control group was fixed with regular headrest combined with head and neck shoulder thermoplstic film, and the observation group was fixed with styrofoam combined with head and neck shoulder thermoplastic film.The image was obtained by MVCT scan before treatment, and registered with the image of simulated CT, the pendulum errors of X(left and right), Y(corner), Z(ventral dorsal) and ROLL(rotation along cross section) axis were recorded and analyzed. ResultsThe pendulum errors of the direction of X, Y, Z and ROLL axises in the control group were(1.58±1.14)mm, (1.44±1.29)mm, (3.19±1.26)mm and(1.16±1.09)°, respectively.The pendulum errors of the direction of X, Y, Z and ROLL axises were(1.06±0.89)mm, (1.02±0.73)mm, (2.71±1.37) mm and(1.31±1.12)°, respectively.The differences of pendulum errors in X, Y and Z axis directions between the two groups were statistically significant(P < 0.01), and the difference of the pendulum error in ROLL axis direction between the two groups was not statistically significant(P>0.05).The pendulum error in the direction of X, Y and Z axis in the control group and observation group mainly concentrated in 0-6 mm and 0-4 mm, respectively.The cross-sectional rotation error distribution at the interval of 0°~, 1.1°~and 2.1°~in observation group was 134(48.2%), 89(32.0%) and 55(19.8%), respectively.The cross-sectional rotation error distribution at the interval of 0°~, 1.1°~and 2.1°~in control group was 177(59.8%), 60(20.3%), and 59(19.9%), respectively. ConclusionsIn order to reduce the pendulum error, it is recommended to use styrofoam combined with thermoplastic film for the fixation of nasopharyngeal carcinoma patients. -
表 1 2种不同固定方式的摆位误差分析(x±s)
分组 n X轴/mm Y轴/mm Z轴/mm ROLL/(°) 对照组 296 1.58±1.14 1.44±1.29 3.19±1.26 1.16±1.09 观察组 278 1.06±0.89 1.02±0.73 2.71±1.37 1.31±1.12 t — 6.11* 4.38* 4.37 1.63 P — < 0.01 < 0.01 < 0.01 >0.05 *示t′值 
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表 2 对照组不同方向的摆位误差频数分布[n; 构成比(%)]
误差区间/mm X轴 Y轴 Z轴 0 ~ 215(72.6) 228(77.0) 50(16.9) 2.1~ 68(23.0) 50(16.9) 176(59.5) 4.1~ 12(4.1) 16(5.4) 62(20.9) 6.1~ 1(0.3) 2(0.7) 8(2.7)
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表 3 观察组不同方向的摆位误差频数分布[n; 构成比(%)]
误差区间/mm X轴 Y轴 Z轴 0 ~ 240(86.3) 246(88.5) 96(34.5) 2.1~ 34(12.3) 32(11.5) 132(47.5) 4.1~ 4(1.4) 0(0.0) 50(18) 6.1~ 0(0.0) 0(0.0) 0(0.0)
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