鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放射治療前后腮腺照射劑量變化研究

張 瑜，費(fèi)召東 (通訊作者)，林興福

(1福建省腫瘤醫(yī)院 放療科，福建福州350014;2福建省廈門市第二醫(yī)院 放療科，福建廈門361021)

鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放射治療前后腮腺照射劑量變化研究

張 瑜1，費(fèi)召東 (通訊作者)1，林興福2

(1福建省腫瘤醫(yī)院 放療科，福建福州350014;2福建省廈門市第二醫(yī)院 放療科，福建廈門361021)

目的:研究調(diào)強(qiáng)放射治療前后腮腺的實(shí)際照射劑量變化。方法:入組18例進(jìn)行調(diào)強(qiáng)放射治療的鼻咽癌患者。治療前后各掃描一組CT圖像。臨床醫(yī)生在這兩組圖像中分別勾畫出腮腺及外輪廓。通過圖像配準(zhǔn)技術(shù)，把治療結(jié)束時的腮腺及外輪廓映射至治療前的計(jì)劃CT圖像上。經(jīng)過外輪廓進(jìn)行修正后，使用治療前計(jì)劃計(jì)算出治療后劑量。分析腮腺治療前后在體積和空間位置變化時引起的劑量學(xué)的變化。結(jié)果:左右腮腺治療前后體積，D50，V42數(shù)值均有較大的變化。前后配對t檢驗(yàn)結(jié)果，左右體積為t=7.29(P＜0.01)，t=7.65(P＜0.01);左右D50為t=4.09(P＜0.01)，t=4.54(P＜0.01);左右V42為t=4.95(P＜0.01)，t=4.36(P＜0.01)。均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論:放射治療前后腮腺體積與空間位置變化的條件下，腮腺的劑量與治療前的計(jì)劃劑量有很大差異。而且劑量基本呈現(xiàn)增大的趨勢，需要正確的評估其劑量，才能對于腮腺的功能給出合理的估計(jì)。

鼻咽癌;腮腺;照射劑量

調(diào)強(qiáng)放射治療 (Intensity－modulated radiotherapy，IMRT)在鼻咽癌治療中是其三精治療的突出體現(xiàn)，包括精確定位，精確計(jì)劃，精確治療。但這是默認(rèn)鼻咽部腫瘤及危及器官在整個治療過程中都是剛性組織。只有在此條件下才可以基于治療前的CT圖像的腫瘤和危及器官的空間位置設(shè)計(jì)的治療計(jì)劃代表治療過程中的實(shí)際治療劑量。然而在本研究組此前的一些研究中［1，2］，可看到腮腺在治療前后有很大的空間位置和體積的變化，而且患者的體重改變也與腮腺的體積有一定的相關(guān)性。本研究小組利用治療前后的CT圖像勾畫的腮腺及體外輪廓映射，更客觀的評價腮腺的實(shí)際劑量。

1 材料與方法

1.1 病例基本資料

選取2011年12月～2013年11月，本院收治的鼻咽癌初診患者18例。其中在第一程放療大約30次，發(fā)現(xiàn)還有影像學(xué)殘留，因而進(jìn)行二程調(diào)強(qiáng)增量照射。患者為仰臥位加熱塑型頭頸肩面罩固定，進(jìn)行CT模擬定位掃描 (掃描層厚3mm);將CT圖像通傳輸至Pinnacle放射治療計(jì)劃系統(tǒng) (版本8.0m)，參考相關(guān)影像資料進(jìn)行靶區(qū)及危及器官勾畫，然后采用7野方案對患者進(jìn)行治療計(jì)劃設(shè)計(jì)。二程CT掃描時盡量保持相同的固定體位。

1.2 腮腺及體外輪廓的映射

在計(jì)劃系統(tǒng)中，以治療后的CT圖像為基準(zhǔn)，與治療前的CT圖像配準(zhǔn)。配準(zhǔn)方法采用交互信息法。配準(zhǔn)結(jié)果經(jīng)專業(yè)的高年資醫(yī)生獨(dú)立評價后，把腮腺及體外輪廓映射至第一次的CT圖像上，導(dǎo)出映射數(shù)據(jù)，然后在一程CT圖像中導(dǎo)入二程映射來的腮腺及體外輪廓。

1.3 數(shù)據(jù)獲取

在一程CT設(shè)計(jì)的計(jì)劃中，統(tǒng)計(jì)治療前的腮腺劑量。使用治療后的體外輪廓，對一程CT的體外輪廓縮小部分 (一程體外輪廓減去二程的體外輪廓部分)CT組織密度為0，然后使用原始計(jì)劃重新計(jì)算腮腺受照射劑量。統(tǒng)計(jì)腮腺的前后的50%體積的照射劑量 (D50)和42Gy劑量的腮腺體積百分比 (V42)。采用配對t檢驗(yàn)分析前后的變化。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS17.0軟件包，選用配對t檢驗(yàn)對治療前后的腮腺體積及治療前后的患者體重進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

2.1 腮腺治療前后體積數(shù)據(jù)

左右腮腺的一二程體積如圖1所示。其中1_ PG－R，2_PG－R分別為一程和二程的右腮腺，1_PG－L，2_PG－L分別為一程和二程的左腮腺，之后的圖中均用此種方式表示。

左腮腺一二程體積的平均為 (26.8±9.4)cm3; (17.6±6.0)cm3。右腮腺一二程體積的平均為 (28.2 ±9.5)cm3; (17.9±5.1)cm3。一二程左腮腺配對t檢驗(yàn)結(jié)果:t=7.29(P＜0.01)，右腮腺為t=7.65(P＜0.01)。兩側(cè)腮腺各自對比均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 腮腺治療前后劑量數(shù)據(jù)

D50劑量如圖2所示。平均劑量為左腮腺一二程分別為 (2751±213)cGy; (3373±607)cGy。右腮腺一二程分別為 (2720±173)cGy;(3354± 689)cGy。一二程左腮腺配對 t檢驗(yàn)結(jié)果:t= 4.09(P＜0.01)，右腮腺為t=4.54(P＜0.01)。兩側(cè)腮腺各自對比均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖1 左右腮腺的前后體積

圖2 腮腺一二程D50劑量

圖3 腮腺一二程V42體積百分?jǐn)?shù)

V42體積百分比如圖3所示。平均體積百分比為左腮腺一二程分別為 (24.69±3.81)%; (36.44±10.38)%。右腮腺一二程為 (24.54± 4.35)%;(35.07±12.95)%。一二程左腮腺配對t檢驗(yàn)結(jié)果:t=4.95(P＜0.01)，右腮腺為t= 4.36(P＜0.01)。兩側(cè)腮腺各自對比均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討論

在目前的鼻咽癌IMRT放射治療中，基本是使用治療前的CT圖像來進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)。對于腮腺的實(shí)際照射劑量的評估也僅僅基于此基礎(chǔ)上來進(jìn)行評價。而許多研究腮腺功能變化的研究也是基于這一劑量水平之上的。從本研究中可以看到，在治療的后期，腮腺的劑量明顯高于治療前的計(jì)劃水平。這樣遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低估了腮腺的實(shí)際劑量。其中從圖2中可以看到，在18例患者的36個腮腺中，僅第16例患者的兩側(cè)腮腺在治療后期D50的劑量是降低的，而且降低的幅度也是比較小。而還有另外5例患者僅有單側(cè)劑量降低，而對側(cè)劑量升高。那么由此可以獲知，對于腮腺功能的評估是基于錯誤的數(shù)據(jù)來分析的。那么可能對于腮腺的功能的恢復(fù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低估了。因?yàn)閷?shí)際腮腺的劑量升高了，還能很好的恢復(fù)。本研究與丁妍妍等［3］的研究結(jié)果比較接近，但是，關(guān)于有些患者劑量會降低的結(jié)果又與其有不同。

另外，可以從圖中得出腮腺治療前和治療后期的配對t檢驗(yàn)的結(jié)果，幾組數(shù)據(jù)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在本研究小組以往的研究中，通過DICE參數(shù)［4］獲得了腮腺的空間位置的變化情況，再加上腮腺體積的變化，這兩者是造成腮腺劑量變化的主要因素。在后期的研究中，本研究小組將會對之進(jìn)行相關(guān)性的進(jìn)一步研究。

在本研究中使用了治療后體表的外輪廓對于計(jì)算的矯正。與張利文等［5］使用的方法有不同，其主要用在二次CT圖像中計(jì)算計(jì)劃，主要有兩方面的原因:(1)再次擺位的中心的尋找會引入了新的誤差進(jìn)入其中;(2)是發(fā)現(xiàn)如果單純使用治療前的計(jì)劃CT圖像進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)闆]有考慮到患者的消瘦 (而患者的消瘦對于腮腺解剖有明顯的影響)將造成對計(jì)算結(jié)果的顯著的影響。而實(shí)際臨床中患者治療后一般會消瘦，使用非矯正的CT圖像因有考慮建成區(qū)的原因會造成劑量的評估偏低。

總之，目前主要采用單程計(jì)劃對于鼻咽癌的治療，其對于腮腺的劑量的評估與實(shí)際照射劑量有比較大差異。治療前后腮腺體積與空間位置變化的條件下，大多數(shù)情況下會對腮腺的劑量估值較低。因此需要進(jìn)一步使用自適應(yīng)治療的技術(shù)來獲得腮腺的實(shí)際劑量，才能對于腮腺的功能給出合理的估計(jì)。

［參考文獻(xiàn)］

［1］潘宇輝，陳榕欽，柏朋剛，等.鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放射治療前后腮腺體積及空間幾何位置變化量化研究［J］.中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2014，31(5):5120－5123，5131.

［2］陳榕欽，柏朋剛，林興福，等.鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放射治療前后患者體重與腮腺變化相關(guān)性研究［J］.醫(yī)療裝備，2014，27(9):39－41.

［3］丁妍妍，陸雪官，周鋼，等.鼻咽癌IMRT中OAR實(shí)際受量與計(jì)劃劑量差異研究［J］.中華放射腫瘤學(xué)雜志，2014，23(1):60－63.

［4］Richard Sims，Aurelie Isambert，Vincent Gregoire，et al.A pre－clinical assessment of an atlas－based automatic segmentation tool for the head and neck［J］.Radiotherapy and Oncology，2009，93:474－478.

［5］張利文，石錦平，謝秋英，等.鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放療中解剖結(jié)構(gòu)改變對劑量學(xué)的影響［J］.醫(yī)療裝備，2014，9:8－9.

To investigate the dose changes of parotid glands between before and after intensity－modulated radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma

ZHANG Yu1，F(xiàn)EI Zhao－dong1，LIN Xingfu2
(1Department of Radiation Oncology，F(xiàn)ujian Medical University and Fujian Provincial Cancer Hospital，F(xiàn)uzhou Fujian 350014，China; 2Department of Radiation Oncology，No.2 Hospital Xiamen，Xiamen Fujian 361021，China)

Objective:To investigate the dose changes of parotid glands between before and after intensity－modulated radiotherapy (IMRT)for nasopharyngeal carcinoma(NPC).Methods:18 patients with NPC were treated by IMRT.Computed tomography(CT) was acquired before and after treatment.The each slide of parotid glands was contoured independently by physician.Then the after treatment contour of parotid glands and body external contour mapped onto the before treatment CT image series by Pinnacle planning system.The dose of parotid glands of after treatment was computed using the original plan with body external contour correction and compared to the dose of original plan.Results:There were significant in statistics to parotid glands volume，dose of 50%volume of parotid glands，percent volume of parotid glands at 42Gy.Left and right volume of parotid glands were t=7.29(P＜0.01);t= 7.65(P＜0.01)，respectively.Left and right dose of 50%volume of parotid glands were t=4.09(P＜0.01)，t=4.54(P＜0.01)，respectively.Left and right percent volume of parotid glands at 42Gy were t=4.95(P＜0.01);t=4.36(P＜0.01)，respectively.Conclusion:The volumes of parotid glands decrease remarkably during radiotherapy.The geometry and spatial location have significant change.There are significantly dose changes of both parotid glands comparing dose of original plan.The dose of parotid glands is almost increased.If we want evaluate the function of parotid glands，we must get the true dose of parotid glands

Nasopharyngeal carcinoma;Parotid gland;Dose of radiotherapy

R739.6

A

1002－2376(2015)03－0007－03

福建省衛(wèi)生廳青年基金 (2013－2－10)

2014－11－19