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头颈部肿瘤为全球七大常见恶性肿瘤之一，国际流行病学研究机构的数据资料显示，近年来我国头颈部肿瘤的年发病率为15.22/10万，占全身恶性肿瘤的 4.45%[1]。放疗是头颈部肿瘤主要的治疗方式之一[2-5]。由于头颈部肿瘤组织来源丰富、解剖结构复杂，周边存在重要组织器官，因此，对放疗精确度要求更高。头颈部肿瘤调强适形放疗（intensity-modulated radiation therapy，IMRT）已经成为其常规放疗模式[6]，要求更精确的剂量分布，这对日常摆位和位置精确度提出了更高的要求，摆位误差的大小直接影响到肿瘤控制效果和不良并发症的发生率[7]，合适的体位固定方式可以提高摆位的准确率。本研究采用2种体位固定方式，探讨其对头颈部肿瘤放疗患者的摆位精确度和舒适度的影响。
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收集2021年2月至2021年12月于山西医科大学第一医院治疗的50例头颈部肿瘤放疗患者的临床资料，男性40例、女性10例，年龄（58.0±8.2）岁。所有患者中，包括腮腺癌3例、下咽癌2例、喉癌9例、上颌骨癌5例、下颌骨癌5例、鼻咽癌10例、腭肿瘤3例、口咽癌7例、上颌窦癌1例、鼻腔恶性肿瘤2例、舌下腺癌1例、嗅神经母细胞瘤1例、舌根癌1例。按照不同固定方式分为2组：对照组采用标准化塑料头枕结合头颈肩热塑膜固定，患者30例，男性24例、女性6例，年龄（57.2±8.6）岁，范围20~74岁；观察组采用塑形垫结合头颈肩热塑膜固定，患者20例，男性16例、女性4例，年龄（59.1±7.2）岁，范围21~83岁。2组患者在年龄（t=−0.80，P=0.43）、性别（χ2=0.00，P=1.00）、身体质量指数（t=−1.89，P=0.07）的差异无统计学意义。纳入标准：经组织病理学检查结果确诊为头颈部肿瘤，并接受IMRT，无精神疾患史和意识障碍者。排除标准：无放疗指征，有沟通障碍者，无法配合体位摆放，中途转院或病情加重。本研究符合《赫尔辛基宣言》的原则，所有患者于放疗前均签署了知情同意书。
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患者均采用仰卧位，双手自然置于身体两侧，颈部患者在保证舒适的前提下尽量使头部后仰。对照组患者采用标准化塑料头枕结合头颈肩热塑膜进行体位固定，具体方法：将标准化塑料头枕置于R612碳纤维一体式固定架（广州科莱瑞迪公司生产）上，让患者选取舒适姿势仰卧，热塑膜放入恒温烤箱（广州科莱瑞迪公司生产）75℃加热5 min，使其软化置于患者头颈部，按照面部轮廓塑形，冷却15 min。观察组患者采用塑形垫与头颈肩热塑膜上下结合的个体化固定方式，具体方法：首先将适配条、限位器放置在R612固定架上，头颈肩塑形垫放入恒温烤箱85℃加热10 min后，放置在R612固定架上，让患者选取舒适姿势仰卧于塑形垫上，进行底部塑形冷却，约6 min后将软化后的头颈肩热塑膜从上面放置于患者的头颈部，并用手在患者面部轻压使热塑膜与鼻翼、唇部、下颌等轮廓贴合，等待15 min，使其一起冷却硬化。体位固定前向患者交代注意事项，整个过程需要保持体位不移动及平静呼吸。选择合适的定位点，根据LAP激光灯（德国LAP激光应用有限公司生产）指示，贴好医用胶带，用放疗专用记号笔在胶带上画线，并在十字交叉处贴上CT定位专用铅点。
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采用山东新华医疗器械股份有限公司生产的XHCT-16大孔径模拟定位CT仪对2组患者定位扫描，扫描参数：管电压140 keV、管电流250 mA、扫描层厚2.5 mm。扫描范围从头顶到主动脉弓分叉处，扫描后得到平扫和增强的CT定位图像。扫描图像传至美国Varian公司的Eclipse三维治疗计划系统（treatment plan system，TPS），由2名10年以上工作经验的放疗医师勾画靶区和危及器官，并给予50~70 Gy处方剂量。
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在TPS中，将CT图像上3个铅点标记位置作为坐标“0”位点，物理师根据放疗医师给的处方剂量和危及器官限值制定IMRT计划。尽量减少危及器官剂量的同时使靶区达到处方剂量。IMRT计划完成审核后，将TPS计划传输至美国Varian公司的clinic IX直线加速器进行剂量验证，并且在TPS上将定位时采集的“0”位点CT图像重建成正侧位二维验证图像，并传入MV级电子射野影像系统（electronic portal imaging device，EPID）（苏州雷泰医疗科技有限公司生产）。放疗前需要将机架置于0°和90°拍摄正侧位验证图像，并与TPS重建的定位验证图像进行对比。
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不同操作者由于知识背景和配准主观标准不一样，可能导致在图像配准中产生误差，因此本研究特别规范了统一的配准标准。（1）确定骨性标志点：正位片以颅骨外轮廓为基准，辅以眼眶轮廓和鼻中隔，侧位片以受颅骨旋转影响最小的外耳道和垂体窝为基准，辅以额窦、下颌骨、枕骨轮廓和第二颈椎。（2）配准的优先级：靶区结构>基准结构>辅助结构。在正位片上出现颅骨轮廓与颈椎轮廓发生矛盾不能兼顾时，优先以颅骨轮廓作为标准进行配准，在侧位片上先以外耳道和垂体窝进行初配，然后看靶区的位置，若靶区位于鼻咽部，则主要在额窦、下颌骨、外耳道和垂体窝这4个标志点之间进行微调，配准优先级高于枕骨和锥体；若靶区位于颅脑部，则优先在外耳道、垂体窝、枕骨轮廓和第二颈椎这4个标志点之间进行微调，然后再考虑额窦、下颌骨，这样就保证了靶区的位置永远是最先考虑到的，配准完成即可获得靶区的摆位误差数据。
为避免由于患者颈部和头部在配准中出现不一致导致数据误差，本研究中的患者以头部和颈部在腹背、头脚、左右3个方向的摆位误差进行单独比较（头部指以头部中心为ROI进行匹配，颈部指以颈部中心为ROI进行匹配）。每例患者进行了每周1次的MV级EPID位置验证。
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采用SPSS16.0软件进行统计学分析。符合正态分布的计量资料以
$ \bar{x}\pm s $ 表示，对2种固定方法得出的摆位误差采用独立样本 t 检验（方差齐）。P<0.05为差异有统计学意义。 -
50例患者完成了258次EPID验证，其中对照组验证157次，观察组验证101次。由表1可知，以靶区为ROI，观察组患者的左右、头脚和腹背方向的摆位误差均小于对照组，且2组在腹背、左右方向的差异均有统计学意义（t=−2.435，P=0.016；t=2.289，P=0.023）。
组别 腹背方向（mm） 头脚方向（mm） 左右方向（mm） 对照组（n=157） −0.599±2.531 0.637±2.239 0.780±1.957 观察组（n=101） 0.057±1.805 0.569±1.611 0.020±2.946 t值 −2.435 0.282 2.289 P值 0.016 0.778 0.023 注：对照组为标准化塑料头枕结合头颈肩热塑膜固定；观察组为塑形垫结合头颈肩热塑膜固定 表 1 2组头颈部肿瘤放疗患者靶区不同方向摆位误差的 比较（
$ \bar{x}\pm s $ Table 1. Comparison of the setup errors in different directions of target area in 2 group of radiotherapy patients with head and neck neoplasms (
$ \bar{x}\pm s $ -
由表2可知，2组患者以头部中心为ROI，观察组患者腹背、头脚、左右方向的摆位误差均小于对照组，且2组在腹背方向的差异有统计学意义（t=5.320，P<0.001），头脚、左右方向的差异无统计学意义（均P>0.05）。
组别 腹背方向（mm） 头脚方向（mm） 左右方向（mm） 对照组（n=157） 0.975±1.950 0.917±2.245 1.070±1.912 观察组（n=101） −0.327±1.898 0.594±2.089 0.891±1.944 t值 5.320 1.178 0.727 P值 <0.001 0.240 0.468 注：对照组为标准化塑料头枕结合头颈肩热塑膜固定；观察组为塑形垫结合头颈肩热塑膜固定 表 2 2组头颈部肿瘤放疗患者以头部中心为感兴趣区不同方向摆位误差的比较（
$ \bar{x}\pm s $ Table 2. Comparison of the setup errors in different directions of the head center as region of interest in 2 groups of radiotherapy patients with head and neck neoplasms (
$ \bar{x}\pm s $ -
由表3可知，2组患者以颈部中心为ROI，观察组患者腹背、头脚、左右方向的摆位误差均小于对照组，且2组在腹背、左右方向的差异均有统计学意义（t=−3.947，P<0.001；t=3.431，P=0.001），头脚方向的差异无统计学意义（P>0.05）。
组别 腹背方向 （mm） 头脚方向（mm） 左右方向（mm） 对照组（n=157） 1.217±2.663 0.639±2.397 −0.764±2.600 观察组（n=101） 0.010±2.278 0.554±2.095 −0.574±2.321 t值 −3.947 0.292 3.431 P值 <0.001 0.77 0.001 注：对照组为标准化塑料头枕结合头颈肩热塑膜固定；观察组为塑形垫结合头颈肩热塑膜固定 表 3 2组头颈部肿瘤放疗患者以颈部中心为感兴趣区不同方向摆位误差的比较（
$ \bar{x}\pm s $ Table 3. Comparison of the setup errors in different directions in the neck center as region of interest in 2 groups of radiotherapy patients with head and neck neoplasms (
$ \bar{x}\pm s $ -
放疗在头颈部肿瘤的临床治疗中具有不可替代的作用[8]。头颈部肿瘤由于涉及脑干、晶体、腮腺、脊髓等敏感器官，其耐受剂量远低于肿瘤致死剂量，剂量梯度大，IMRT技术有着靶区高剂量和边缘剂量跌落迅速的特点，可以满足患者治疗的要求。IMRT要注重提高患者摆位误差的精度。摆位误差超过外扩范围，就有可能导致靶区无法达到足够的放射剂量，从而降低了肿瘤控制率或危及器官过量照射，导致并发症加重[9]。Tachibana等[10]的研究结果表明，肩部变形>6 mm，会引起头颈部肿瘤靶组织剂量（D99%、D98%和D95%）的变化超过3%。Contesini等[11]报道，肩部向下、脊柱侧凸和后凸是影响头颈部肿瘤IMRT摆位误差的危险因素。Li等[12]的研究结果表明，在鼻咽癌患者放疗中，颈部轮廓的变化和摆位误差可能会引起患者脊髓剂量增加。Alabedi[13]认为，准确计算摆位误差是确保患者接受放疗质量保证的关键，使用EPID可减少摆位误差的不确定性。Bell等[14]指出，在头颈部肿瘤放疗中治疗成功的先决条件是保证患者体位固定精确且可重复，并要求定期进行摆位误差的验证。因此，寻找更好的放疗体位固定方式，确保摆位准确和保证良好的重复性对于提高放疗效果有重要意义[15-16]。
目前，临床放疗中常规使用标准化头枕结合头颈肩热塑膜固定头颈部、真空垫结合头颈肩膜、或者发泡胶结合头颈肩膜的固定方式[17]。标准化头枕结合头颈肩热塑膜固定方式方便快捷，在临床中使用范围最为广泛，已达到较好的固定效果。韩琤波等[18]的研究报道，鼻咽癌患者采用标准化头枕和热塑膜固定方式，在左右、上下、前后3个方向的摆位误差分别为（−0.03±1.68）、（0.17±2.03）、（0.28±2.15） mm，在维持或提高肿瘤局控率的同时，使肿瘤周围正常组织以及危及器官，如晶体、视神经、耳蜗、腮腺、口腔等受照体积和剂量大大降低，提高了患者的耐受性和生活质量。在放疗体位固定中，许森奎等[19]发现，每个患者的头颅形状、脖子长短、颈椎弯曲程度都不相同，使用标准化头枕时会在颈肩部留有空隙，不利于固定，标准化头枕并不适合每例患者，尤其是患者由于疼痛、紧张或咳嗽引起不自主的活动时，更容易引起位置的不确定性。因此，研究者采用真空垫结合头颈肩膜固定方式来减小摆位误差。惠华等[20]研究发现，脊柱后凸头颈部肿瘤患者采用真空垫结合热塑膜的方法固定在左右、头足、腹背方向的摆位误差分别为（0.68±0.14）、（0.48±0.23）、（0.76±0.54） mm，优于普通软枕组的（1.15±0.77）、（1.49±1.24）、（2.11±1.02） mm，且2组的差异有统计学意义。但是真空垫存放要求严格，每例患者真空垫需专柜摆放，每日要检查是否漏气变形，不适合放疗较长周期使用。发泡胶结合头颈肩热塑膜的固定方式，实现了个性化塑形并使塑形面积得到了较大程度的提高，特别在颈肩部固定效果明显，极大地提高了头颈部肿瘤患者体位固定的重复性和舒适度。段巧[21]报道，采用发泡胶结合头颈肩热塑膜在靶区左右、头脚、背部方向的摆位误差分别为（1.26±0.20）、（1.28±0.21）、（1.31±0.22） mm，小于标准头枕结合头颈肩固定方式的摆位误差[（1.82±0.25）、（1.98±0.23）、（1.98±0.27） mm]。然而发泡胶制作比较复杂，发泡时间要掌握好，操作者在制作过程中可能受到发泡胶所含化学成分对手部微小刺激，稍有不慎，混合溶液会喷出，制作临近结束时，边缘需要修剪，表面可能粗糙不平，容易和头颈肩热塑膜之间留有空隙，发泡胶的发泡温度较高，有的患者可能不易接受。
本研究先统一匹配标准，再获取摆位误差数据，结果表明，与标准化塑料头枕结合热塑膜相比，塑形垫结合头颈肩热塑膜固定法在腹背和左右方向上可以明显降低摆位误差。同时分别对比以头部中心和颈部中心为ROI的摆位误差，我们发现塑形垫固定的具体优势在肩颈部。在头部只有腹背方向观察组具有优势，在颈部腹背和左右方向都有优势。其可能的原因有以下3点：（1）头脚方向上，标准化头枕以患者舒适为目的选取型号，在颈部弯曲处头脚方向受约束，头颈肩膜在头顶、鼻尖、唇痕等突出位置都包裹性较好，从而没有明显差异。（2）左右方向上，除了头颈肩面罩靠正面器官轮廓固定外，标准化头枕固定只有后脑勺及颈部小部分贴在常规头枕上，塑性垫可以根据后脑勺形状塑形，包裹住颈椎两侧，所以头部刚性结构摆位误差差异不明显，颈肩部活动度大，可明显降低摆位误差。（3）腹背方向上，由于患者颈部长度不一，颈椎弯曲程度不同，标准化头枕和患者颈部之间存在间隙，甚至颈部是悬空的，塑形垫可以根据患者颈椎走行个性化制作，确保患者仰卧时颈椎受到大面积包裹支撑，减少患者在治疗中因疲劳产生的不自主位移从而导致摆位误差减小，放疗精确度提高。随着摆位误差的减小，计划靶区外扩范围也可以减小，那么正常组织的照射剂量也减少，不良反应小。
综上所述，塑形垫有着重量轻、表面平滑、硬度好、热比值小、不易变形、不漏气以及患者在制作过程中易于放松等优点。当然也存在制作过程复杂，时间和费用增加等制约因素。总体来说，塑形垫在头颈部放疗患者体位固定中有着明显优势，特别是对颈部的精确度控制比标准化头枕更具优势。塑形垫个性化固定，吻合度高，患者受众广，值得临床推广。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
作者贡献声明 孟瑞娟负责研究命题的提出与设计、研究过程的实施、数据的分析、论文的撰写与修改；郝晶晶、王聪睿、傅炜负责数据的收集、统计与分析；刘明君负责文献的整理与分析；王雄伟、张佳妮负责研究过程的实施、论文的修改；李险峰负责研究命题的审核与论文的审阅
塑形垫结合热塑膜在头颈部肿瘤放疗患者体位固定中的应用
Application of shaping pad combined with thermoplastic membrane in postural fixation for radiotherapy patients of head and neck neoplasms
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摘要:
目的 探讨塑形垫结合热塑膜在头颈部肿瘤放疗患者体位固定中的优势。 方法 收集2021年2月至2021年12月于山西医科大学第一医院治疗的50例头颈部肿瘤放疗患者的临床资料，其中男性40例、女性10例，年龄（58.0±8.2）岁。按照不同固定方式将患者分为观察组（30例）和对照组（20例）。观察组采用塑形垫结合头颈肩热塑膜个性化定位方式；对照组采用标准化头枕结合头颈肩热塑膜常规定位方式对头颈部肿瘤患者进行体位固定。患者在治疗过程中每周1次采用MV级电子射野影像系统（EPID）进行摆位验证，对2组头颈部肿瘤患者腹背、头脚、左右方向的摆位误差进行比较。组间比较采用独立样本t检验。 结果 50例患者完成了258次EPID验证，其中观察组验证101次，对照组验证157次。以靶区为感兴趣区（ROI），观察组患者在腹背、头脚、左右方向的摆位误差分别为（0.057±1.805）、（0.569±1.611）、（0.020±2.946） mm，小于对照组的（−0.599±2.531）、（0.637±2.239）、（0.780±1.957） mm，且2组在腹背和左右方向的差异有统计学意义（t=−2.435，P=0.016；t=2.289，P=0.023）。以头部中心为ROI，观察组患者在腹背、头脚、左右方向的摆位误差分别为（−0.327±1.898）、（0.594±2.089）、（0.891±1.944） mm，小于对照组的（0.975±1.950）、（0.917±2.245）、（1.070±1.912） mm，且2组在腹背方向的差异有统计学意义（t=5.320，P<0.001）。以颈部中心为ROI，观察组在腹背、头脚、左右方向的摆位误差分别为（0.010±2.278）、（0.554±2.095）、（−0.574±2.321） mm，小于对照组的（1.217±2.663）、（0.637±2.397）、（−0.764±2.600） mm，且2组在腹背和左右方向的差异有统计学意义（t=−3.947，P<0.001；t=3.431，P=0.001）。 结论 塑形垫结合热塑膜应用于头颈部肿瘤放疗患者的体位固定，可明显提高摆位精确度和患者的舒适度，具有临床推广价值。 Abstract:Objective To investigate the advantages of shaping pad combined with thermoplastic membrane in postural fixation for radiotherapy patients of head and neck neoplasms. Methods The clinical data of 50 patients with head and neck neoplasms treated by radiotherapy the First Hospital of Shanxi Medical University from February 2021 to December 2021 were collected, including 40 males and 10 females, aged (58.0±8.2) years. The selected patients were divided into the control group (20 cases) and the observation group (30 cases). The observation group was immobilized using individualized shaping pad with thermoplastic membrane, and the control group was fixed with standard plastics pillow with the thermoplastic membrane. The MV electronic portal imaging device (EPID) was carried out for postioning verification once a week, and the setup errors were compared in a vertical (abdominal and dorsal), longitudinal (head and foot), and lateral (left and right) direction. The setup errors were analyzed by independent sample t-test. Results A total of 50 patients completed 258 EPID validations, including 101 validations in the observation group and 157 validations in the control group. With the target area as ROI, the setup errors in a vertical, longitudinal, and lateral direction of the observation group were lower than those of the control group ((0.057±1.805) mm vs. (0.599±2.531) mm, (0.569±1.611) mm vs. (0.637±2.239) mm; (0.020±2.946) mm vs. (0.780±1.957) mm, respectively), and the differences were statistically significant in a vertical and lateral direction (t=−2.435, P=0.016; t=2.289, P=0.023). With the head center as ROI, the setup errors in a vertical, longitudinal, and lateral direction of the observation group were lower than those of the control group ((−0.327±1.898) mm vs. (0.975±1.950) mm, (0.594±2.089) mm vs. (0.917±2.245) mm, (0.891±1.944) mm vs. (1.070±1.912) mm, respectively), and the difference was statistically significant in a vertical direction (t=5.320, P<0.001). With the neck center as ROI, the setup errors in a vertical, longitudinal, and lateral direction of the observation group were lower than those of the control group ((0.010±2.278) mm vs. (1.217±2.663) mm, (0.554±2.095) mm vs. (0.637±2.397) mm, (−0.574±2.321) vs. (−0.764±2.600) mm, respectively). Furthermore, and the differences were statistically significant in a vertical and lateral direction (t=−3.947, P<0.001; t=3.431, P=0.001). Conclusions The application of shaping pad and thermoplastic membrane in postural fixation of head and neck neoplasms during radiotherapy can improve positioning accuracy and patients' comfort, indicating their clinical promotion value. -
表 1 2组头颈部肿瘤放疗患者靶区不同方向摆位误差的 比较（
$ \bar{x}\pm s $ Table 1. Comparison of the setup errors in different directions of target area in 2 group of radiotherapy patients with head and neck neoplasms (
$ \bar{x}\pm s $ 组别 腹背方向（mm） 头脚方向（mm） 左右方向（mm） 对照组（n=157） −0.599±2.531 0.637±2.239 0.780±1.957 观察组（n=101） 0.057±1.805 0.569±1.611 0.020±2.946 t值 −2.435 0.282 2.289 P值 0.016 0.778 0.023 注：对照组为标准化塑料头枕结合头颈肩热塑膜固定；观察组为塑形垫结合头颈肩热塑膜固定 
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表 2 2组头颈部肿瘤放疗患者以头部中心为感兴趣区不同方向摆位误差的比较（
$ \bar{x}\pm s $ Table 2. Comparison of the setup errors in different directions of the head center as region of interest in 2 groups of radiotherapy patients with head and neck neoplasms (
$ \bar{x}\pm s $ 组别 腹背方向（mm） 头脚方向（mm） 左右方向（mm） 对照组（n=157） 0.975±1.950 0.917±2.245 1.070±1.912 观察组（n=101） −0.327±1.898 0.594±2.089 0.891±1.944 t值 5.320 1.178 0.727 P值 <0.001 0.240 0.468 注：对照组为标准化塑料头枕结合头颈肩热塑膜固定；观察组为塑形垫结合头颈肩热塑膜固定
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表 3 2组头颈部肿瘤放疗患者以颈部中心为感兴趣区不同方向摆位误差的比较（
$ \bar{x}\pm s $ Table 3. Comparison of the setup errors in different directions in the neck center as region of interest in 2 groups of radiotherapy patients with head and neck neoplasms (
$ \bar{x}\pm s $ 组别 腹背方向 （mm） 头脚方向（mm） 左右方向（mm） 对照组（n=157） 1.217±2.663 0.639±2.397 −0.764±2.600 观察组（n=101） 0.010±2.278 0.554±2.095 −0.574±2.321 t值 −3.947 0.292 3.431 P值 <0.001 0.77 0.001 注：对照组为标准化塑料头枕结合头颈肩热塑膜固定；观察组为塑形垫结合头颈肩热塑膜固定
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