胸部不均質(zhì)組織校正對(duì)肺癌患者劑量學(xué)影響的探討

周莉鈞 徐志勇 傅小龍 常熙 胡偉剛 李龍根

復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科，復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系，上海 200032

國內(nèi)各放療中心由于放療設(shè)備和工作人員理念的不同，有些放療中心仍在進(jìn)行模擬機(jī)下常規(guī)定位及設(shè)野，不校正計(jì)算，即直接進(jìn)行治療；而有些中心則已經(jīng)應(yīng)用放療計(jì)劃系統(tǒng)開展了三維適形放療（3-dimentional conformal radiation therapy，3D-CRT）或適形調(diào)強(qiáng)放療（intensity modulated radiotherapy，IMRT）等先進(jìn)技術(shù)，且隨著調(diào)強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展，以及靶區(qū)劑量提升的要求，應(yīng)用處方劑量給在包圍95%計(jì)劃靶體積（planning target volume，PTV）的等劑量面上的嘗試越來越多。以往常規(guī)不校正計(jì)劃且處方給在等中心處的計(jì)劃方式，下靶區(qū)和周圍正常組織實(shí)際受量如何，以及在此計(jì)劃方式下得到的臨床治療經(jīng)驗(yàn)是否能應(yīng)用在如今3D-CRT、IMRT等治療方式上的問題值得關(guān)注，本研究對(duì)此進(jìn)行了研究。

1 資料和方法

1.1 病例計(jì)劃資料 選取2004年1月—2006年12月間，臨床已經(jīng)治療的肺癌患者14例；其中男性11例，女性3例，年齡55～80歲，中位年齡72歲，平均年齡69歲；臨床分期：T11例，T210例，T33例。腫瘤分別位于左右肺的上、中、下各部位，PTV體積平均為294 cm3，中位體積為262.5 cm3（表1）。

表1 14例靶區(qū)情況Tab.1 Tumor characteristics of 14 cases

1.2 計(jì)劃設(shè)計(jì)方法 患者采用仰臥位真空負(fù)壓墊固定，采用Philip大孔徑放療專用螺旋CT（computer tomography）模擬機(jī)以5 mm層厚掃描，圖像經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸至ADAC Pinnacle3計(jì)劃系統(tǒng)。依次勾畫出臨床靶體積（clinical target volume，CTV）、計(jì)劃靶體積（plan target volume，PTV），以及肺、脊髓、心臟和食管等重要器官。以PTV幾何中心為照射野等中心，每個(gè)病例用6 MV光子線做3套計(jì)劃：計(jì)劃⑴常規(guī)不校正計(jì)劃，模擬常規(guī)放療計(jì)劃，先前后對(duì)穿2∶1照射40 Gy后避開脊髓斜野對(duì)穿1∶1照射20 Gy（圖1），進(jìn)行不均質(zhì)組織不校正計(jì)算，處方給在等中心處；計(jì)劃⑵常規(guī)不校正計(jì)劃校正計(jì)算，保持與計(jì)劃⑴相同射野參數(shù)及MU再進(jìn)行校正計(jì)算，最后得到計(jì)劃結(jié)果表示常規(guī)不校正計(jì)劃在體內(nèi)實(shí)際情況；計(jì)劃⑶三維適形校正計(jì)劃，根據(jù)物理師經(jīng)驗(yàn)確定射野方向（圖2）、權(quán)重和楔形角度等，計(jì)劃進(jìn)行不均質(zhì)組織校正計(jì)算，處方給在能包繞95%PTV劑量面上，要求≥95%的PTV體積接受處方劑量；99%的PTV體積接受＞95%的處方劑量，脊髓最大劑量≤45 Gy，全肺接受≥20 Gy照射的體積百分比（V20）≤30%及平均劑量盡量小，心臟平均劑量≤30 Gy，食管平均劑量≤32 Gy。

圖1 常規(guī)計(jì)劃Fig.1 Traditional plan

1.3 計(jì)劃比較方法 比對(duì)3套計(jì)劃的橫截面劑量分布和PTV、周圍危及器官的劑量體積直方圖（dose-volume histogram，DVH）,并且進(jìn)行比對(duì)。PTV的分析指標(biāo)是95%體積受量（D95%）、平均劑量和適形指數(shù)（comformity index，CI）；肺分析指標(biāo)是全肺接受≥20 Gy照射的體積百分比和平均劑量；心臟和食管的分析指標(biāo)是平均劑量；脊髓分析指標(biāo)是最大劑量。CI計(jì)算公式可表示為：CI=(Vt,ref/Vt)×(Vt,ref/Vref)［1］，其中Vt,ref為參考劑量所包繞的PTV體積，Vt為PTV體積，Vref為參考劑量所包繞的所有區(qū)域的體積。CI為0～1,數(shù)值越大，適形性越好。

圖2 三維適形計(jì)劃Fig.2 3D conformal plan

1.4 統(tǒng)計(jì)處理 采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料用表示，組間比較采用配對(duì) t 檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 PTV分析 計(jì)劃⑶PTV平均受量及D95%均>6 000；計(jì)劃⑶全肺V20為（20±6）%,全肺平均劑量高于計(jì)劃⑴與計(jì)劃⑵，但滿足雙肺V20≤30%及平均劑量盡量小的計(jì)劃要求。心臟平均劑量、食管平均劑量、脊髓最大劑量也高于計(jì)劃⑴與計(jì)劃⑵，但都在限制條件內(nèi)，其他具體結(jié)果見表2。

2.2 綜合比較3種計(jì)劃方式時(shí)PTV及周圍正常組織劑量差異 綜合比較結(jié)果顯示，計(jì)劃⑶中PTV包容與受量明顯高于其他2個(gè)計(jì)劃，雖然周圍正常組織受量有所增加，但仍都在限制條件之內(nèi)。計(jì)劃⑵與計(jì)劃⑴PTV及周圍正常組織受量差異均在10%以內(nèi)（表3）。

表2 不同計(jì)劃方式PTV劑量Tab.2 Comparison of dose for PTV and critical organ in 3 plans

表3 不同計(jì)劃方式下PTV及周圍正常組織受量差異Tab.3 Difference of three plans for PTV and critical organ dose[% (P value)]

3 討 論

放射治療為治療肺癌的重要方法之一，很多研究人員試圖提高治療劑量來提高療效，并進(jìn)行了各項(xiàng)研究［2-3］，近年來計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、3D-CRT及IMRT的開展，使得既能提高腫瘤治療效果又能很好的保護(hù)周圍組織治療方法成為可能。肺癌以往的治療方式多以常規(guī)定位后不經(jīng)過不均質(zhì)組織校正進(jìn)行治療，而且處方給在等中心處。然而，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，不均質(zhì)校正方法已逐漸成熟［4-5］，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?D-CRT治療，處方給在能包繞95%PTV體積的劑量面，且應(yīng)進(jìn)行不均質(zhì)組織均校正［6］。

但是，處方劑量值的給予是否還能沿用以往的常規(guī)治療時(shí)得出的經(jīng)驗(yàn)值成為討論的焦點(diǎn)。首先，本研究比較了治療計(jì)劃⑴和計(jì)劃⑵，即對(duì)在同一處方值的情況下，將以往計(jì)劃方式與在患者體內(nèi)的實(shí)際情況進(jìn)行比較，比較腫瘤以及周圍正常組織的受量差異。如果應(yīng)用常規(guī)不校正計(jì)劃治療患者，PTV和周圍正常組織的實(shí)際受量比常規(guī)校正計(jì)劃時(shí)高，這是在常規(guī)不校正計(jì)劃時(shí)，計(jì)劃系統(tǒng)視所有組織的密度都為1.0 g/cm3，而在實(shí)際患者體內(nèi)，由于肺組織密度較低，射線路徑上衰減的劑量較少，使得PTV及周圍正常組織劑量增加。其次，本研究比較了計(jì)劃⑶和計(jì)劃⑴、計(jì)劃⑵的劑量差異。在進(jìn)行常規(guī)二維計(jì)劃時(shí)，不管PTV前后徑和左右徑的大小都先采取前后對(duì)穿進(jìn)行40 Gy總劑量的照射，然后在避開脊髓照射，并未進(jìn)行計(jì)劃優(yōu)化。然而行三維治療計(jì)劃時(shí)，很大程度上依靠物理師的經(jīng)驗(yàn)，通過調(diào)整射野方向、射野權(quán)重及楔形角度等，達(dá)到靶區(qū)受量與正常組織劑量分布都能滿足臨床需要。從本研究結(jié)果可以看出，計(jì)劃⑶中PTV平均劑量及95%PTV受量明顯增高，適形性得到改善，PTV劑量得到保證。但同時(shí)一部分肺、心臟、食管和脊髓等周圍正常組織所受劑量有所增加，這是否一定會(huì)增加發(fā)生放射性肺炎等不良反應(yīng)，尚需結(jié)合臨床資料進(jìn)一步研究確定［7］。

因此，如果用常規(guī)治療所得經(jīng)驗(yàn)處方值來定義當(dāng)今適形計(jì)劃的處方量，腫瘤受量能得到很好的保證，但應(yīng)該注意適形計(jì)劃中正常組織受量的增加情況。

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