MR guided uncertainty quantification of tumour motion in open face masks versus closed face masks in head and neck radiotherapy.

最新一項採用 1.5 T MR Linac 設備的影像追蹤研究指出，在總劑量達 60-66 Gy 的頭頸癌放射線治療中，為患者換上開放式面罩雖會增加局部旋轉位移，但整體誤差全數落在機構的標準容許範圍內。這項涵蓋 4 名測試者的量化分析，直接釐清了固定裝置結構改變對腫瘤位移的實際影響。研究團隊藉此證實了在維持空間精準度的前提下，改善患者幽閉恐懼感受的硬體可行性。

1.5 T MR Linac 視角下常規與開放式面罩比較

在執行高精確度的頭頸部放射線治療時，抑制患者的非自主性移動是確保輻射劑量準確投遞的首要條件。臨床上主要採用的 SoC（Standard of Care，目前臨床的標準照護程序）為全覆蓋式的熱塑性封閉面罩，這類裝置雖然能提供極高的固定力，卻容易導致患者產生強烈的空間壓迫與焦慮感。為了解決這項問題，去除了眼、鼻、口區域包覆材料的開放式面罩應運而生，然而減少面罩覆蓋面積是否會導致腫瘤定位的精準度下降，必須透過高度敏銳的影像系統進行嚴格驗證。

這項研究透過引進 MR Linac（結合磁振造影與直線加速器的設備）來執行即時的空間不確定性量化。傳統的放射線治療多半依賴治療前拍攝的錐狀束電腦斷層掃描來對齊骨骼結構，難以在照射過程中持續追蹤軟組織的動態變化。相較之下，高階設備能利用強大的磁場強度，在治療進行的同時獲取連續性的高解析度解剖影像。

研究團隊藉由追蹤患者配戴兩種不同面罩時的動態特徵，建立了一套具備時間與空間維度的測量模型。這個模型不僅能夠捕捉巨觀的身體位移，還能偵測到因呼吸、吞嚥或肌肉微小放鬆所引起的細微變化。透過這種即時的影像引導技術，物理與技術團隊得以針對開放式面罩的力學穩定性，進行前所未有的精細度評估，進而判斷其是否足以替代傳統的封閉式設計。

4 名頭頸癌患者與 60-66 Gy 治療參數的實證設定

為了取得真實的動態位移數據，研究團隊招募了 4 名正在接受放射線治療的頭頸癌患者參與這項符合醫學倫理規範的影像測試。這組測試名單涵蓋了不同解剖位置的病患，其中包含 1 名口腔癌（oral cavity）患者以及 3 名口咽癌（oropharynx）患者。這些區域不僅包含了豐富的軟組織，同時也是人類吞嚥與呼吸道活動最為頻繁的構造，因此對於任何固定面罩的限制能力都是極為嚴苛的考驗。

針對這批患者，治療計畫設定了 60-66 Gy 的總輻射劑量，並將其分割為 20-30 #（即 20 至 30 次的分次治療）。在如此高劑量且密集的治療期程中，確保每一天的患者擺位都能與初始計畫影像完全吻合，是避免損害周邊健康組織並確保腫瘤靶區獲得足夠劑量的關鍵。分次治療的次數越多，硬體裝置在重複使用下的穩定度表現就越具決定性。

在影像擷取流程方面，這項研究採用了由 Elekta（瑞典醫療設備製造商）所開發的 1.5 T 磁振造影直線加速器。每位患者在此高階設備上共接受了 3 次的磁振造影掃描行程，過程中系統會記錄動態的空間數據。這套參數設定構成了整份研究的實證框架，確保所收集到的每一筆定位數據，都是在最貼近實際高強度放射線治療的物理條件下所產生。

開放式面罩在 X 軸與 Z 軸旋轉的腫瘤位移數據

取得連續影像後，數據分析的核心集中於 Intra-fraction tumour motion（單次治療過程中腫瘤發生的位移）。這項指標反映了當治療射束正在啟動時，腫瘤是否能夠穩定停留在預期的三維空間座標內。根據研究的量化對比結果，當患者配戴開放式面罩時，腫瘤在特定旋轉軸上的動態位移程度確實高於常規的封閉式面罩。

具體而言，位移的增加主要發生在空間的 X 軸與 Z 軸旋轉動作上。X 軸旋轉對應的是 Pitch（X 軸旋轉，即上下點頭的動作），而 Z 軸旋轉則對應了 Yaw（Z 軸旋轉，即左右搖頭的動作）。由於開放式面罩在眼部與口鼻區域缺乏實體熱塑性材料的支撐與壓迫，患者的下顎與鼻樑周圍獲得了極小幅度的活動空間，這直接導致了頭部在這兩個旋轉軸上出現了可被儀器測量到的微小晃動。

相對地，在三維空間的平移數據表現上，兩種面罩卻呈現出高度的相似性。所謂的平移指的是 Translations（平移，即上下左右前後的直線移動）。這意味著開放式面罩雖然在局部旋轉的限制力上略有妥協，但其基礎的頭顱後側、頸部以及下巴底層的固定機制，依然有效地防止了頭部在空間中發生大範圍的滑動或偏移。這種旋轉位移增加但平移維持穩定的物理現象，精確描繪了面罩結構改變後所引發的力學特徵。

位移符合機構標準與 Elekta 設備後續應用評估

面對量化數據顯示的局部微幅晃動，研究人員進一步將這些誤差數值與臨床容許閾值進行了交叉比對。結果證實，儘管開放式面罩引發了小幅度的分次內腫瘤移動增加，但所有被記錄下來的空間位移數據，全數落在該醫療機構設定的容許誤差範圍內。這項結論在物理層面上確認了開放式面罩的安全性，證明其結構妥協並未突破防線而損及射束投遞品質。

醫療機構在制定計畫靶區時，通常已經將這類微小的機械誤差與生理解剖變異計算在內。只要實際的空間位移沒有超越這層安全邊界，靶區內的腫瘤就能夠穩定接收到預定的輻射劑量。這項發現為未來改善患者治療體驗提供了強而有力的量化評估基準，顯示在不破壞治療有效性的前提下，導入更具人性化設計的醫療固定配件是具備可行性的。

然而，研究團隊在結論中也明確指出，目前的測試規模仍有其侷限性。為了進一步提升這項空間不確定性量化工作的統計強度，未來必須投入更大規模的世代研究。透過擴大受測樣本數並納入更多元的頭頸部解剖特徵，才能將這項基於 4 名患者的初期成果，轉化為普遍適用的標準硬體指引。

採用開放式面罩雖會造成頭部 X 軸與 Z 軸的微小旋轉位移，但在 1.5 T MR Linac 驗證下仍處於安全容許範圍內，證實了在不犧牲定位精度的前提下提升患者舒適度的可行性。