頭頸部腫瘤容積調(diào)強(qiáng)計(jì)劃與多野動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃的劑量學(xué)比較

穆鑫 劉金 姜海榮 全吉鐘

頭頸部腫瘤容積調(diào)強(qiáng)計(jì)劃與多野動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃的劑量學(xué)比較

穆鑫 劉金 姜海榮 全吉鐘

目的 比較包括鼻咽癌(NPC)為主的頭頸部1-3弧快速容積調(diào)強(qiáng)放療(RapidArc)和7-9固定野動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)放療(IMRT)的劑量學(xué)差異。方法 應(yīng)用Varian 的Eclipse10.0 治療計(jì)劃系統(tǒng)對(duì)80例頭頸部腫瘤患者分別設(shè)計(jì)1-3 弧快速容積調(diào)強(qiáng)計(jì)劃和7-9 野動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃。比較兩種計(jì)劃靶區(qū)劑量適形指數(shù)(CI)、均勻性指數(shù)(HI)、不同危及器官(OAR)的最大劑量或感興趣劑量體積和機(jī)器跳數(shù)(MU)。結(jié)果 IMRT計(jì)劃與RapidArc計(jì)劃的靶區(qū)最高劑量Dmax比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05), 但RapidArc計(jì)劃的靶區(qū)熱點(diǎn)明顯比IMRT計(jì)劃低, 可控制在處方劑量的108%以?xún)?nèi), 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。兩種治療計(jì)劃的最低劑量Dmin比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。靶區(qū)的平均劑量Dmean RapidArc多數(shù)高于IMRT, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。晶體D1%劑量中IMRT受量普遍更低, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。腮腺的RapidArc平均受量低于IMRT, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。在7000 cGy處方劑量時(shí)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。結(jié)論 頭頸部尤其是鼻咽癌1-3 弧快速容積調(diào)強(qiáng)放療的劑量分布好于7-9 野動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng), 而且減少機(jī)器跳數(shù)、提高治療效率, 可在臨床推廣應(yīng)用。

頭頸部腫瘤；放射治療；容積調(diào)強(qiáng)計(jì)劃；動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃；劑量學(xué)

外照射技術(shù)治療頭頸部腫瘤尤其是鼻咽癌的標(biāo)準(zhǔn)之一,療效肯定, 靶區(qū)勾畫(huà)成熟, 局部控制率很高, 患者生存期很長(zhǎng), 依賴(lài)計(jì)算機(jī)運(yùn)算和控制技術(shù)的提升及機(jī)械精度和圖像引導(dǎo)等放射治療技術(shù)的成熟。綜合治療條件的提升, 容積調(diào)強(qiáng)技術(shù)已經(jīng)可以取代絕大部分復(fù)雜和超高復(fù)雜的固定野調(diào)強(qiáng)技術(shù), 成為現(xiàn)代頭頸部外照射放射治療的關(guān)鍵手段［1］。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)容積調(diào)強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛和普遍, 治療效果肯定, 容積調(diào)強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用可以極大縮短患者治療時(shí)間, 提高患者治療效果, 大幅降低的機(jī)器跳數(shù)(MU)同樣可以降低患者的輻照量和降低機(jī)器損耗, 降低治療師操作的復(fù)雜程度, 節(jié)約操作時(shí)間［2-4］。

容積調(diào)強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用需要很多的輔助條件作為質(zhì)量保證, 比如治療計(jì)劃的運(yùn)算量增加了數(shù)十倍, 對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的要求和計(jì)算資源的消耗不得不重視；比如對(duì)圖像引導(dǎo)的精度及日常檢測(cè)的工作量要求都變得很高；比如對(duì)加速器治療機(jī)和治療床的工作精度, 輻照準(zhǔn)確性及日常QA要求很高等,容積調(diào)強(qiáng)放射治療的日常工作已經(jīng)把周邊的輔助設(shè)施的要求變得苛刻, 無(wú)論對(duì)工作人員還是對(duì)參與進(jìn)來(lái)的輔助設(shè)備都是高精度的負(fù)擔(dān)［5］。

1.1 一般資料 隨機(jī)選擇2013年5月～2015年1月80例頭頸部腫瘤并且是典型的調(diào)強(qiáng)治療靶區(qū)的患者進(jìn)行準(zhǔn)備。其中男59例, 女21例, 年齡44～72歲, 病變長(zhǎng)73～226 mm, 寬92～187 mm, 有顱內(nèi)腫瘤、鼻腔腫瘤、鼻咽部、舌根部、頸部淋巴結(jié)、腮腺腫瘤、牙齦腫瘤。

1.2 方法

1.2.1 固定體位及CT掃描 患者仰臥位, 雙臂自然放在體側(cè), 選擇舒適合適頭枕, 由頭頸肩熱縮膜固定, 定位體架由CIVCO提供, GE雙排CT掃描, 層厚5 mm, 其中2例層厚2.5 mm。

1.2.2 靶區(qū)勾畫(huà) 掃描后的CT圖像由Eclipse10.0 TPS重建,再將必要的MR或增強(qiáng)CT融合獲得, 物理師勾畫(huà)外輪廓, 醫(yī)生勾畫(huà)腫瘤靶區(qū)(GTV)、臨床靶區(qū)(CTV)、GTVnd等, 以及周?chē)匾鞴俸鸵?guī)定處方劑量。

1.2.3 計(jì)劃設(shè)計(jì) 在Eclipse10.0計(jì)劃系統(tǒng)上制作5-9 Field IMRT和RapidArc。5-9野IMRT 射野以0或180為中心平均分布, 能量6MV, 劑量率400MU/min, 采用Sliding Window方式。RapidArc多采用雙弧照射, 即181-179 和179-181。少有單弧及3弧照射。采用Eclipse10.0計(jì)劃系統(tǒng)上的PCB和AAA算法計(jì)算。

1.2. 4 計(jì)劃評(píng)估 所有患者均采用6 MV能量X射線照射治療, 計(jì)劃靶體積采用常用規(guī)范治療劑量, 分為三組, 第一組5000 cGy, 第二組6000 cGy, 第三組7000 cGy, 靶區(qū)劑量學(xué)參數(shù)包括各靶區(qū)最大劑量Dmax、最小劑量Dmin、平均劑量Dmean、均勻指數(shù)HI(Homogeneity Index)、適型指數(shù)CI(Conformal Index)、危及器官的最大劑量和平均劑量(如晶體、腮腺、下頜骨、視神經(jīng)、視交叉、腦干、脊髓、顳頜關(guān)節(jié)等), 比較同一患者的不同計(jì)劃的機(jī)器跳數(shù)MU以及治療時(shí)間。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用IBM SPSS Statistic.19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)差( x-±s)表示, 配對(duì)差值符合正態(tài)分布的劑量學(xué)差異采用配對(duì)t檢驗(yàn),不符合的采用Wilcoxon檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以率(%)表示, 采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩種方式的調(diào)強(qiáng)方案均滿足臨床劑量要求。IMRT計(jì)劃與RapidArc計(jì)劃的靶區(qū)最高劑量Dmax比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05), 但RapidArc計(jì)劃的靶區(qū)熱點(diǎn)明顯比IMRT計(jì)劃低, 可控制在處方劑量的108%以?xún)?nèi), 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。兩種治療計(jì)劃的最低劑量Dmin比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。靶區(qū)的平均劑量Dmean RapidArc多數(shù)高于IMRT, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。靶區(qū)劑量均勻性指數(shù)HI, IMRT與RapidArc數(shù)據(jù)比較, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。IMRT與RapidArc靶區(qū)適型指數(shù)CI比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見(jiàn)表1。

兩種方式的調(diào)強(qiáng)方案均滿足臨床劑量要求。脊髓的RapidArc計(jì)劃略微好于IMRT, 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。晶體D1%劑量中IMRT受量普遍更低, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。腮腺的RapidArc平均受量低于IMRT, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。下頜骨在5000 cGy和6000 cGy的處方劑量時(shí)比較, 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；在7000 cGy處方劑量時(shí)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。腦干、視神經(jīng)、視交叉比較, 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。MU數(shù)RapidArc明顯低于IMRT, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見(jiàn)表2。

表1 靶區(qū)劑量學(xué)參數(shù)比較

表2 靶區(qū)劑量學(xué)參數(shù)比較

3 小結(jié)

所有患者兩種計(jì)劃劑量分布均能滿足臨床要求, DVH圖比較顯示時(shí)RapidArc靶區(qū)95%劑量分布好于IMRT, Dmin差別很小、Dmax差別不大, HI差別不大, RapidArc CI明顯好于IMRT, 說(shuō)明RapidArc靶區(qū)適型度更高。RapidArc靶區(qū)外正常組織V5受量明顯高于IMRT, 基本上V50以上體積受量明顯低于IMRT, 平均MU和治療時(shí)間RapidArc分別比IMRT減少12.6%和61.7%。RapidArc大量縮短治療時(shí)間, 總的機(jī)器跳數(shù)降低, 適當(dāng)緩解正常組織受照劑量, 提高患者治療舒適度［6］。

［1］ 谷銑之.腫瘤放射治療學(xué).第4版.北京：中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社.2008:522-533.

［2］ YU CX. Intensity-modulated arc therapy with dynamic multileaf collimation: an alternative to tomotherapy. Phys Med Biol.1995, 40(9):1435-1449.

［3］ Yi JL, Jin XC, Zhou YQ, et al. Comparative Study on the Planning and Dosimetric Verification of IMRT and VMAT in theTreatment Of Nasopharyngeal arcinoma. Chinese Journal of Medical Physics.2013.30(1):3860.

［4］ Sheng K, Molloy JA, Read PW. Intensity-modulated radiation therapy (IMRT) dosimetry of the head and neck: a comparison of treatment plans using linear accelerator–based IMRT and helical tomotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys.2006, 65(3):917-923.

［5］ 崔迪, 戴相昆, 馬林, 等. 鼻咽癌螺旋斷層放療與常規(guī)加速器調(diào)強(qiáng)放療的劑量學(xué)比較. 中華放射腫瘤學(xué)雜志.2008.17(3):169-173.

［6］ Yu CX, Amies CJ, Svatos M. Planning and delivery of intensitymodulated radiation therapy. Med Phys.2008.35(12):5233-5241.

10.14163/j.cnki.11-5547/r.2015.32.121

2015-06-23］

132000 吉化集團(tuán)公司總醫(yī)院北華大學(xué)第二附屬醫(yī)院腫瘤放療科