确保肿瘤放疗“三精”(高精度定位、计划设计、治疗)的实施，一定要保证从肿瘤定位到治疗计划设计、模拟、确认及每天重复治疗的整个定位、摆位过程中患者体位的一致性^[1]。头颈部肿瘤毗邻脊髓、脑干等多个危及器官(OAR)，放疗时对定位和摆位的精确度要求更高。为此，陈德路和李明利^[2]发明了头颈部肿瘤放疗精确定位摆位仪，提出了放射治疗质量管理新方法。前期研究显示，脊柱后凸畸形头颈部位肿瘤患者放疗摆位时，热塑头颈肩膜体位固定技术联合负压真空垫重复性优于联合普通软枕^[3-4]，但前者抽真空塑形耗时长、成本高、有漏气毁形风险。为此，本研究研制了省时实惠、简便耐用的可调角度楔形垫板，以期替代真空垫。

1. 临床资料：选取2014年6月至2016年4月在徐州市肿瘤医院行放射治疗的头颈部位肿瘤(含原发和继发)患者48例。入组标准：脊柱后凸畸形需垫高腰臀部仰卧于头托者；卡氏评分≥70，具有良好依从性和自控力；年龄≤75岁；男女不限；患者同意入组研究。其中，鼻咽癌8例、下咽癌5例、喉癌4例、口腔癌3例、 脑转移(食管癌、乳腺癌、肺癌)28例，男性25例，女性23例，年龄52～75岁(中位67岁)。排除标准：憋喘不能仰卧30 min。使用随机数字表法将患者均分为3组：楔形垫板组、负压真空垫组和普通软枕组，均联合热塑头颈肩膜行体位固定。本研究经徐州市肿瘤医院伦理委员会讨论批准，患者均签署知情同意书。

2. 设备与仪器：采用自制可调角度楔形垫板(楔形垫板)，结构如图 1所示^[5]。主要结构与工作原理：底板(下有防滑胶皮)与支撑板左右均有刻度，两者一端铰接；另一端两侧设有带中空弧形槽的弧形支架各一，支撑板能以铰接端为旋转中心旋转且能够在0至50°任意角度处通过紧固装置锁止在弧形支架。使用天津市莱皮诺瓦公司 Calergo 负压真空垫，日本东芝医疗公司 Activion 16 CT模拟机(CT-Sim)，德国 LAP 激光应用公司 DOR-00083 激光系统，广州科莱瑞迪公司 Klarity体位固定架，上海戈瑞医疗公司恒温水箱，上海冰衡公司热塑体膜。

图 1 自制可调角度楔形垫板 注：1. 底板；2. 支撑板；3. 铰接端；4. 长度刻度；5. 弧形支架；6. 弧形槽；7～8. 紧固装置；9. 角度刻度；10. 长度刻度 Figure 1 Self-made adjustable angle wedge plate

3. 体位固定和体膜制作：体位固定架置于CT-Sim床，患者仰卧其上，分别用楔形垫板、真空垫、软枕垫高腰臀部以枕于合适头托。楔形垫板组调节楔形垫板角度，以便腰臀下肢部抬升至头部舒适地枕于头托中的高度；负压真空垫组使真空垫与腰臀下肢部舒适贴合，抽真空后塑形为拟合体形的凹模；普通软枕组使用软枕垫高腰臀部以枕于合适头托。3组均常规热塑头颈肩膜体位固定，固定前在体膜左右中轴上画线，作为固定患者时左右偏差的参照线^[6-7]；塑形20 min后^[8]，常规画“十”放疗定位标记中心、贴1 mm铅点。楔形垫板、负压真空垫组分别需同时用激光线在楔形垫板、真空垫的左右两边，选择相对于患者、体位固定架的合适位置，在体部、真空垫上画标记线并记录对应的固定架标尺刻度，楔形垫板组的楔形垫板刻度及楔形角度，以便后续重复摆位治疗时在激光线引导下楔形垫板、真空垫摆放位置相对于患者、体位固定架而言保持与定位时一致，腰臀下肢部所垫高度一致。定位后每放疗5次原CT-Sim校位1次(楔形垫板、普通软枕组各校位83次，负压真空垫组校位82次)，用CT图像研究体位重复性和摆位误差。

4. CT图像采集和误差测量：CT-Sim定位扫描后1 mm层厚重建CT图像，着重分析了其中2 853幅图像。x、y、z轴表示患者左右、头足、腹背方向。将坐标尺原点置于图像中右茎突尖足方向末层中心点(图 2)，建立三维空间坐标系。寻找左茎突尖足方向末层中心点，测量该中心点在上述坐标系中到x、z轴距离，利用左右茎突尖横断面CT图像层差获得该中心点到y轴的距离。将坐标尺置于3个定位金属点所在横截面(坐标系转移参考面)且穿过3个金属点(坐标尺十字交叉点即是定、摆位坐标系转移的参考坐标系原点)，寻找右茎突尖足方向末层中心点，测得该点相对于参考坐标系原点x、z轴方向垂直距离，利用CT图像层差得出y轴的距离。定位时颅内固有骨性标记之间、参考坐标系原点与颅内固有骨性标记间x、y、z三维空间距离即获得。患者后续放疗、校位时均利用激光线及体表、体膜标记线进行摆位，楔形垫板组、负压真空垫组需分别增加楔形垫板刻度及楔形角度摆位、真空垫标记线摆位。常规方法校位，用上述方法获得患者每次校位时的上述数据。每次校位与定位时颅内固有骨性标记间x、y、z值分别相减取绝对值，可得固有骨性标记间摆位误差数据，反映患者后续重复放疗摆位时头颈部旋转、歪斜和俯仰的程度，提示摆位误差；同理可得定(摆)位坐标系原点与颅内固有骨性标记间摆位误差数据，提示后续摆位时坐标系转移误差。

图 2 误差测量 A. 坐标尺原点置右茎突尖足方向末层中心点；B. 测量左茎突尖足方向末层中心点到坐标尺x、z轴距离；C. 坐标尺置于3个定位金属点所在横截面且穿过金属点；D. 测量右茎突尖足方向末层中心点相对于参考坐标系原点x、z轴距离 Figure 2 Measurement of error A. Origin of the coordinatometer right styloid process of foot direction of terminal layer center；B. Measurement of left foot direction at the end of styloid process layer center to coordinate scale x,z axis distance；C. Coordinate ruler set at the cross section of the three positioning metal points and passes through the metal point；D. Measurement of right styloid process foot direction of terminal layer center relative to the origin reference coordinates of the x,z axis distance

1.固有骨性标记间三维方向上摆位误差比较：平均摆位误差结果列于表 1。3组临床资料差异无统计学意义(P>0.05)。由表 1可知，楔形垫板组和负压真空垫组的三维摆位误差分别为 0.65±0.30、0.95±0.69、0.81±0.36和0.68±0.31、1.00±0.65、0.78±0.54。与普通软枕组相比，楔形垫板组和负压真空垫组的三维摆位误差均差异有统计学意义(t=-3.43、-2.69、-6.65、-3.58、-2.82、-6.99，P＜0.05)；与负压真空垫组相比，楔形垫板组的摆位误差结果差异无统计学意义(P>0.05)。

表 1(Table 1)

表 1 3组固定技术在放疗摆位中固有骨性标记间三维方向的平均摆位误差(mm，x±s) Table 1 The mean position error of the three dimensional orientation of the intrinsic bony markers in 3 groups of fixation techniques in radiotherapy(mm，x±s) 组别 例数 x y z 普通软枕组 16 1.26±0.70 1.75±1.07 2.39±0.94 楔形垫板组 16 0.65±0.30a 0.95±0.69a 0.81±0.36a 负压真空垫组 16 0.68±0.31a 1.00±0.65a 0.78±0.54a 注：a与普通软枕组相比，t=-3.43、-2.69、-6.65、-3.58、-2.82、-6.99，P＜0.05

表 1 3组固定技术在放疗摆位中固有骨性标记间三维方向的平均摆位误差(mm，x±s) Table 1 The mean position error of the three dimensional orientation of the intrinsic bony markers in 3 groups of fixation techniques in radiotherapy(mm，x±s)

2. 坐标系原点与固有骨性标记间三维方向上坐标系转移误差比较：平均坐标系转移误差结果列于表 2。由表 2可知，楔形垫板组和负压真空垫组的三维方向坐标系转移误差分别为0.69±0.39、0.48±0.69、0.73±0.14和0.71±0.48、0.50±0.83、0.75±0.16。与普通软枕组相比，楔形垫板组和负压真空垫组的三维坐标系转移误差均差异有统计学意义(t=-2.71、-4.00、-5.13、-2.84、-4.21、-5.12，P＜0.05)；与负压真空垫组相比，楔形垫板组的坐标系转移误差结果差异无统计学意义(P>0.05)。

表 2(Table 2)

表 2 3组固定技术在放疗摆位中坐标系原点与固有骨性标记间三维方向坐标系转移误差(mm，x±s) Table 2 The three-dimensional coordinate system transfer error in the 3 groups of fixed technology in the radiation in the position of the coordinate system origin and natural bone markers(mm，x±s) 组别 例数 x y z 普通软枕组 16 1.25±0.77 1.80±1.20 1.33±0.49 楔形垫板组 16 0.69±0.39a 0.48±0.69a 0.73±0.14a 负压真空垫组 16 0.71±0.48a 0.50±0.83a 0.75±0.16a 注：a与普通软枕组相比，t=-2.71、-4.00、-5.13、-2.84、-4.21、-5.12，P＜0.05

表 2 3组固定技术在放疗摆位中坐标系原点与固有骨性标记间三维方向坐标系转移误差(mm，x±s) Table 2 The three-dimensional coordinate system transfer error in the 3 groups of fixed technology in the radiation in the position of the coordinate system origin and natural bone markers(mm，x±s)

放疗过程中，患者固定体位是影响放疗精度的重要因素之一^{[1, 9]}。在确定患者治疗体位时，要首先根据治疗技术的要求，借助治疗体位固定器让患者得到一个较舒适的、重复性好的体位^[1]。热塑头颈肩膜体位固定技术对一般头颈部位肿瘤患者有较好的体位固定、较高的放疗摆位重复性^[10]，但对脊柱后凸畸形头颈部位肿瘤患者效果如何，有待研究。前期研究发现，该部分患者侧卧位无法精确固定头颈肩而精确放疗；在借助体位固定器如真空垫、软枕垫高腰臀部以满足仰卧位、枕于头托、热塑头颈肩膜固定的治疗技术要求时，借助真空垫的摆位重复性优于软枕^[4]。但前者抽真空塑形耗时长，后续使用中需专人专柜摆放；每天要检查，漏气变形需及时处理；半软状态的真空袋，须重新制作及到模拟定位机下透视复位，方可供临床使用^[11]。使用过程繁琐耗时、成本较高。能否找到省时省钱、简便耐用的替代方法，为此做了进一步研究。

精确放疗中，CT-Sim定(校)位、治疗计划系统(TPS)制定计划、描述肿瘤中心的空间位置、每次治疗摆位、坐标系转移等，均以定位参考面上粘贴在热塑头颈肩(体)膜上的3个金属标记形成的同一坐标系即坐标系原点为基准进行的。但实际上坐标系原点因热塑头颈肩(体)膜的伸缩特性，自身也存在摆位误差。故从更严格意义讲，不宜以其为参考基准研究来描述体位重复性及肿瘤中心摆位误差^[12]。在使用锥形束CT(CBCT)进行头颈部肿瘤摆位误差研究时发现，与使用金点等肿瘤位置标记物相比，骨性结构基本不存在形变问题，所得结果具有更高的可靠性^[13]。患者坐标系可由CT等图像中可见的骨性结构决定。骨性标记的位置通常在治疗开始时例行校验，随后整个治疗过程中通常每周校验1次。脑肿瘤和上颈部病变的靶区相对于局部骨性结构保持一固定位置是可能的^[14]。

人体左、右茎突尖足方向末层中心点，相对于整个头颅的三维空间位置固定，可选为骨性标记参考点。每次校位时相对于定位时，以右茎突尖足方向末层中心点为原点而建立的三维坐标系中，左茎突尖足方向末层中心点在上述三维坐标系中的位置变化，则标志因颈椎的运动导致的头颅旋转、歪斜和俯仰体位的改变，提示摆位误差。参考面坐标系原点与右茎突尖足方向末层中心点在坐标系内的空间位置变化，则提示着坐标系转移误差。借助CT图像及系统软件，上述误差均可测得。理想的头颈部肿瘤放疗摆位误差为2 mm以下^[15]。研究显示，楔形垫板与真空垫联合热塑头颈肩膜体位固定技术在脊柱后凸畸形头颈部肿瘤患者放疗摆位中，无论摆位误差还是坐标系转移误差均在2 mm范围内；而普通软枕的上述两种误差则多次超过2 mm。统计结果亦表明前两者同等精确，均比后者重复性好。但真空垫抽真空塑形耗时长、成本高、有漏气毁形风险；楔形垫板则省时实惠、简便耐用。故脊柱后凸畸形头颈部肿瘤患者放疗摆位中楔形垫板可以替代真空垫。

究其原因，由于热塑头颈肩膜与头托之间存在一定间隙，加之人体颈椎的自由活动度较大，故每次摆位时颈椎弯曲程度、方向存在一定差异，脊柱后凸畸形患者尤甚。为满足仰卧位、枕于头托、热塑头颈肩膜固定头颈部的治疗技术要求，在借助靠垫垫高腰臀部时，垫得过高，头颈部往进床方向移动、颈椎后曲程度加大、下颌抬高；垫得过低，头颈部往出床方向移动、颈椎前曲、下颌内收。自制可调角度楔形垫板通过记录左右两边的(相对于患者、固定架)长度及楔形角度，患者每次重复摆位治疗时，在激光线引导下可以与负压真空垫一样，精确摆放于身体同一位置，使腰臀部垫高程度一致，减少患者每次摆位时因靠垫摆放位置、垫高程度不一致而牵引的头颈部位置变化，降低了摆位误差及坐标系转移误差。而使用普通软枕每次重复摆位治疗时，软枕摆放的位置相对于患者无法固定，致腰臀部所垫高度不一，且软枕长期反复使用自身压缩，从而牵引头颈部位置的变化，增加了摆位误差及坐标系转移误差。

当然，为避免CT-Sim床与加速器治疗床的精度误差、CT-Sim与加速器机载CBCT、电子射野影像系统(EPID)的等中心精度的误差以及不同扫描方式下的扫描层厚数据存在不一致的问题，撇除CT 与 CBCT、EPID 医学图像配准时的偏差^[16-18]，研究是在同一CT-Sim离线校位而非在线校位的方式进行的，研究结果理想于患者在加速器实际治疗时的摆位情况；同时本研究中掺杂了患者放疗过程中体重变化等因素产生的摆位误差，但考虑到该因素对3组患者产生误差的概率相同，故对研究结论影响不大。

综上，自制可调角度楔形垫板在脊柱后凸畸形头颈部位肿瘤患者放疗摆位中重复性好又省时省钱、简便耐用，值得临床推广应用。