楊 濤，金曉峰，胡 強(qiáng)，蘆 文，黃緒群，胡 柳

（1．鄂東醫(yī)療集團(tuán)黃石市中心醫(yī)院，湖北理工學(xué)院附屬醫(yī)院放療中心，湖北黃石435000；2.鄂東醫(yī)療集團(tuán)黃石市中心醫(yī)院，湖北理工學(xué)院附屬醫(yī)院胸部腫瘤內(nèi)科，湖北黃石435000；3.湖北省腫瘤醫(yī)院放療科，武漢430079）

0 引言

如何保證放療的精確性，是提高放療質(zhì)量的重中之重。通過從患者體位固定、模擬定位、放療計(jì)劃制訂、復(fù)位及治療等方面制訂質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格執(zhí)行，能夠有效地降低系統(tǒng)誤差，提高放療精度。在頭頸部放療時(shí)，頭枕是患者頸部的重要支撐工具，其在經(jīng)過長(zhǎng)期使用后是否會(huì)發(fā)生形變從而導(dǎo)致擺位誤差，這一點(diǎn)常被忽略。本研究采用CT掃描結(jié)合融合配準(zhǔn)方式對(duì)同一型號(hào)的患者放療用頭枕（長(zhǎng)期受到高輻照）和CT模擬定位頭枕進(jìn)行檢測(cè)，并分析長(zhǎng)期在2種不同環(huán)境中使用的2種頭枕的輪廓變化差異。

1 材料與方法

1.1 材料

選取2017年5月購(gòu)入且目前正在使用的多功能碳纖維頭體架（濟(jì)南華宇新HYX-UTS-CM）1套，B型頭枕（濟(jì)南華宇新HYX-TZ-6C）2個(gè)（已使用3 a），其中CT模擬定位頭枕標(biāo)記為1號(hào)、治療頭枕標(biāo)記為2號(hào)。專用定位鉛點(diǎn)1盒，25 cm×15 cm條形沙袋1條，質(zhì)量15 kg。

1.2 質(zhì)控方法

1.2.1 不同頭枕形變差異分析

將多功能碳纖維頭體架固定在GE RT5900大孔徑模擬定位CT床板上并分別安裝上1、2號(hào)頭枕。使矢狀位激光線與體架中部標(biāo)記線重合，橫斷面激光線穿過頭枕中央凹面處，冠狀面激光線定位于頭枕兩側(cè)外廓中央。在3個(gè)方位激光線十字交叉點(diǎn)分別貼上定位鉛點(diǎn)，如圖1所示。使用大孔徑模擬定位CT分別對(duì)1、2號(hào)頭枕進(jìn)行6次掃描，并將CT掃描影像上傳至Eclipse 11.0計(jì)劃系統(tǒng)，根據(jù)兩側(cè)定位鉛點(diǎn)分別進(jìn)行融合配準(zhǔn)，比較2個(gè)頭枕的中心輪廓。選取頭枕矢狀面患者頸部支撐部較大差異點(diǎn)和同層面橫斷面較大差異點(diǎn)，分別測(cè)量其距床板表面的垂直距離，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.2 頭枕負(fù)重分析

采用15 kg的條形沙袋模擬人體頭部質(zhì)量分別放置于1、2號(hào)頭枕上，使之與頭枕充分貼合，運(yùn)用大孔徑模擬定位CT多次掃描，并分析負(fù)重前后頭枕輪廓的變化，以相同位置的參考標(biāo)記測(cè)量AP（前后）方向高低位置誤差。

1.2.3 頭頸部腫瘤頸部復(fù)位差異值時(shí)間因子回顧分析

選取2017年6月至2020年4月采用1號(hào)頭枕定位、2號(hào)頭枕治療的頭頸部腫瘤患者。采用PASS軟件，容許誤差δ選擇0.5SD，以年份為抽樣單位，計(jì)算出回顧分析所需樣本量為2017年6—12月18例、2018年18例、2019年18例、2020年1—4月18例。根據(jù)實(shí)際情況（頭尾2 a未滿整年，2018年和2019年為整年）確定實(shí)際樣本數(shù)為2017年6—12月18例、2018年30例、2019年30例、2020年1—4月18例。回顧每例患者首次復(fù)位靶區(qū)配準(zhǔn)后錐形束CT（cone beam CT，CBCT）掃描下緣的第四頸椎處AP方向高度差異，分析不同時(shí)間段頭枕對(duì)患者頸椎圖像配準(zhǔn)差異值的影響，并比較2020年5—8月用同一定位頭枕作治療頭枕的18例樣本，看有無圖像配準(zhǔn)誤差。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 23.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，1號(hào)頭枕和2號(hào)頭枕橫斷面、矢狀面固定點(diǎn)到床板表面的垂直距離用±s表示。1號(hào)頭枕和2號(hào)頭枕之間AP方向誤差值采用獨(dú)立t檢驗(yàn)，各年度間頭枕AP方向差異采用非參數(shù)獨(dú)立樣本Kruskal-Wallis檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同頭枕形變差異比較

根據(jù)質(zhì)控方法，按照定位鉛點(diǎn)進(jìn)行配準(zhǔn)，通過Eclipse軟件獲取1號(hào)、2號(hào)頭枕橫斷面中心輪廓，結(jié)果清晰顯示1號(hào)頭枕整體弧面高于2號(hào)頭枕，兩側(cè)輪廓差異稍高于凹面中心，最大可達(dá)1.6 mm，如圖2所示。同一位置6次掃描配準(zhǔn)后，1號(hào)頭枕到床板表面的垂直距離為（55.28±0.34）mm，2號(hào)頭枕到床板表面的垂直距離為（53.98±0.33）mm，平均相差（1.30±0.24）mm，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=6.56，P＜0.05），詳見表1。

表1 2種頭枕橫斷面固定點(diǎn)6次測(cè)量值 單位：mm

圖2 1、2號(hào)頭枕橫斷面中心曲度輪廓

1、2號(hào)頭枕矢狀面上前半段弧線重合，在頸部支撐處AP方向1號(hào)頭枕弧線高于2號(hào)頭枕，差異最大處為1.5 mm，如圖3所示。同一位置6次掃描配準(zhǔn)后，1號(hào)頭枕到床板表面的垂直距離為（54.98±0.19）mm，2號(hào)頭枕到床板表面的垂直距離為（53.68±0.33）mm，平均相差（1.30±0.20）mm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=8.30，P＜0.05），詳見表2。

表2 2種頭枕矢狀面固定點(diǎn)6次測(cè)量值 單位：mm

圖3 1、2號(hào)頭枕矢狀面中心曲度輪廓

2.2 頭枕負(fù)重實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1、2號(hào)頭枕在負(fù)重前后頭枕橫斷面和矢狀面均未發(fā)現(xiàn)形變差異，如圖4所示。隨機(jī)測(cè)量6個(gè)點(diǎn)AP方向距床板的距離，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，詳見表3。因此排除患者頭部下壓導(dǎo)致頭枕發(fā)生形變的可能。

圖4 1、2號(hào)頭枕負(fù)重前后橫斷面和矢狀面輪廓變化

表3 1、2號(hào)頭枕負(fù)重前后各隨機(jī)6點(diǎn)AP方向距床板的距離單位：mm

2.3 頭頸部腫瘤頸部復(fù)位差異值時(shí)間因子回顧分析結(jié)果

回顧4個(gè)年份采用1號(hào)頭枕定位、2號(hào)頭枕治療的患者資料，統(tǒng)計(jì)靶區(qū)配準(zhǔn)后CBCT掃描下緣的第四頸椎處AP方向高度差異值，2017年6—12月、2018年、2019年及2020年1—4月平均誤差分別為（0.57±0.28）、（1.06±0.40）、（1.46±0.45）和（2.21±0.49）mm，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），且誤差呈現(xiàn)逐年增高的趨勢(shì)。2020年5—8月用1號(hào)頭枕定位并治療的18例頭頸放療患者第四頸椎處AP方向高度平均差異值降低到（0.59±0.25）mm，與2017年比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=1.00＞0.05），如圖5所示。

圖5 114例頭頸部腫瘤患者靶區(qū)配準(zhǔn)后第四頸椎處AP方向高度差異值

典型案例：2020年4月份1例采用1號(hào)頭枕定位、2號(hào)頭枕治療的鼻咽癌患者在完成靶區(qū)及頭部配準(zhǔn)后，第四頸椎處AP方向高度差異值達(dá)到了3 mm，如圖6（a）所示。多次復(fù)位均不能糾正這一誤差，改用1號(hào)頭枕治療（即定位和治療用同一頭枕）后，患者頸部差異消失，如圖6（b）所示。

3 討論

放療是癌癥治療的主要手段之一，作為一種物理治療手段，從患者選擇到放療定位、體位固定、放療計(jì)劃制訂直至治療重復(fù)擺位等，每一個(gè)環(huán)節(jié)都非常重要。這一切均有相應(yīng)的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)，而頭枕的使用和質(zhì)控常常被忽略[1-5]。

頭枕作為放療中體位固定的重要部件，如果定位頭枕與治療頭枕存在微小誤差，會(huì)直接導(dǎo)致擺位誤差，尤其在頭頸部放療患者中，放療醫(yī)師給予腫瘤區(qū)劑量普遍較高，當(dāng)危及器官鄰近治療靶區(qū)時(shí)，幾毫米的誤差都將導(dǎo)致腦干、脊髓等重要危及器官受到不必要的損傷[6-7]。因此，如何減少?gòu)?fù)位誤差成為制約頭頸部腫瘤患者放療質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。增加頭枕標(biāo)記刻度[8]，采用個(gè)性化發(fā)泡劑、真空墊、塑性墊制作一體化頭頸枕[9-14]，圖像引導(dǎo)及六位床等手段都能有效地減小患者的復(fù)位誤差[15]，但是頸部作為一個(gè)活動(dòng)余度較高的結(jié)構(gòu)[16]，頭枕的高低及弧度都會(huì)影響患者的頸部曲度，而這一柔性生理曲度的產(chǎn)生，采用圖像引導(dǎo)及六位床技術(shù)都不能有效地糾正[17]。

本文通過對(duì)B型頭枕多次掃描后采用CT融合配準(zhǔn)方式獲取不同頭枕橫斷面和矢狀面的中心弧度，顯示治療室使用的頭枕（2號(hào)）頸部重要支點(diǎn)的LR（左右）、CC（頭腳）方向枕部弧面與定位頭枕（1號(hào)）存在約1.3 mm的高度差異，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2號(hào)頭枕矢狀面AP方向整體曲度明顯低于1號(hào)頭枕，而這個(gè)偏差的發(fā)生會(huì)直接導(dǎo)致患者頸椎在AP方向發(fā)生1.3 mm以上的偏差，且偏差會(huì)沿著患者腳方向逐漸增大。橫斷面RL方向上2號(hào)頭枕與1號(hào)頭枕也存在一定差異，2號(hào)頭枕整體弧面低于1號(hào)頭枕，這一差異會(huì)導(dǎo)致頭枕所包裹的患者頸部肌肉貼合度改變，從而間接影響頸椎的復(fù)位高度。綜合以上兩方面的因素，2個(gè)頭枕的差異會(huì)直接導(dǎo)致患者頸椎在AP方向產(chǎn)生1.3 mm以上的系統(tǒng)誤差。

分析頭枕輪廓差異來源，通過15 kg沙袋負(fù)重實(shí)驗(yàn)首先排除了由于重力導(dǎo)致的形變差異。其次回顧了頭枕使用3 a以來的頭頸部病例配準(zhǔn)圖像，發(fā)現(xiàn)頸椎A(chǔ)P方向高度差異值隨使用時(shí)間增加存在較緩慢的增加，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但之前長(zhǎng)期被忽視。頭枕使用3 a后這個(gè)差異值更加顯著，在將定位頭枕用于治療后，差異值大幅降低。2017年頭枕使用初期頸椎A(chǔ)P方向高度差異值與2020年5月更換一致性頭枕后無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，表明頭枕使用初期同型號(hào)頭枕間不存在明顯個(gè)體差異。因此分析2個(gè)B型頭枕差異的來源，可能是2號(hào)頭枕在高輻照環(huán)境中長(zhǎng)期使用，頭枕部發(fā)生了緩慢形變。一直以來人們認(rèn)為由碳纖維制作的頭枕因硬度較高一般不會(huì)變形，但是本研究表明長(zhǎng)期使用后頭枕確實(shí)會(huì)發(fā)生形變，而這一形變是漸進(jìn)式的，非常緩慢，當(dāng)然這種改變是否由長(zhǎng)期處在高輻照環(huán)境中受輻射所致還不清楚；治療頭枕日均使用約為60人次，而定位頭枕日均使用小于6人次，使用頻率僅為治療頭枕的1/10，使用頻次的差異是否加速了這一形變過程也不明確，后續(xù)需要針對(duì)頭枕材料的輻照特性、耐疲勞特性進(jìn)行重點(diǎn)研究。根據(jù)頭頸部腫瘤頸部復(fù)位誤差時(shí)間因子回顧分析發(fā)現(xiàn)，治療頭枕高頻次使用1.5～2 a，頸部復(fù)位誤差顯著增大，建議每半年進(jìn)行一次頭枕一致性檢測(cè)，及時(shí)更換問題頭枕，確保放療的精確性，以提高放療的質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究通過質(zhì)控檢測(cè)發(fā)現(xiàn)使用3 a后的治療頭枕與定位頭枕存在AP方向高度差異?；仡欘^枕使用3 a來第四頸椎A(chǔ)P方向高度差異值變化，整體呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)。在更換形狀一致的頭枕治療后第四頸椎A(chǔ)P方向整體高度差異值顯著降低，隨后3個(gè)月新治療的頭頸腫瘤患者骨性標(biāo)志配準(zhǔn)均良好。希望本文的研究能為臨床實(shí)踐中出現(xiàn)患者放療頸椎A(chǔ)P方向高度不能有效配準(zhǔn)、多次擺位調(diào)整仍不能滿足治療要求的情況提供一種頭枕質(zhì)控檢測(cè)方法。同時(shí)放療單位應(yīng)定期對(duì)患者定位與治療頭枕進(jìn)行一致性檢測(cè)，避免因?yàn)轭^枕差異導(dǎo)致的放療差錯(cuò)事故的發(fā)生。