宮頸癌術后調強放療計劃中不同射野參數(shù)的比較

雷占全，高春玲，王笑良，陳金平

廈門大學附屬成功醫(yī)院（中國人民解放軍第一七四醫(yī)院），福建 廈門361003

宮頸癌術后調強放療計劃中不同射野參數(shù)的比較

雷占全，高春玲，王笑良，陳金平

廈門大學附屬成功醫(yī)院（中國人民解放軍第一七四醫(yī)院），福建 廈門361003

調強放療（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT）是在三維適形放療技術上發(fā)展起來的一種精確放療技術，目前廣泛應用于臨床，是宮頸癌術后放療的主要方法[1-3]。IMRT可通過利用多個子野分步照射來提高靶區(qū)內的劑量和適形度，減少靶區(qū)周圍危及器官的受照劑量和體積[4-5]。本研究通過Elekta公司的XIO-Release 4.80放射治療計劃系統(tǒng)，對宮頸癌術后患者的根治性IMRT計劃選擇不同的最小子野面積及最小子野跳數(shù)（MU），進行靶區(qū)適形度、劑量分布均勻性、危及器官（OAR）受量及平均治療時間的比較，為臨床工作提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

隨機選取我院2013～2014年接受術后放療的宮頸癌患者10例，年齡40～70歲，中位年齡56歲。手術方式均為廣泛子宮切除加盆腔淋巴結清掃術。

1.2 定位方式

患者取仰臥位，平躺于真空墊上，雙手抱肘置于前額，用體部熱塑膜固定；利用東芝Alexion16排CT采集患者增強掃描影像資料，通過網(wǎng)絡傳輸?shù)紽OCAL工作站由醫(yī)生勾畫靶區(qū)及危及器官，并由上級醫(yī)師審核；然后傳輸至XIORelease 4.80放射治療計劃系統(tǒng)。

1.3 治療計劃設計

采用醫(yī)科達Synergy加速器6 MV-X線，所有計劃都在XIO-Release 4.80放射治療計劃系統(tǒng)中完成。對每個患者設計3個IMRT計劃（7個野），射野角度分別為210o、260o、310o、0o、50o、100o、150o，分別調整最小子野面積為2、4、8 cm2，最小子野跳數(shù)為3、6、9 MU，用P1（2 cm2，3 MU），P2（4 cm2，6 MU），P3（8 cm2，9 MU）表示同一患者的3種不同的計劃，比較各計劃的靶區(qū)平均劑量、適形度指數(shù)、OAR受量以及平均治療時間。所有計劃都選擇使用SmartSequencing運算方式。

為了方便評價，對IMRT計劃的盆腔淋巴引流區(qū)及亞臨床區(qū)（CTV）均給予處方劑量（46 Gy/23 次），95%的等劑量曲線包饒計劃靶區(qū)體積（PTV）；根據(jù)RTOG危及器官限量表對危及器官（OAR）給予限定劑量和體積。

1.4 計劃評估

對3種計劃的靶區(qū)劑量分布均勻性指數(shù)、適形度指數(shù)和危及器官的劑量體積參數(shù)進行比較。

其中，適形度指數(shù)（Conformity Index，CI）計算公式如下：

式中，VTref為參考等劑量線所覆蓋的靶體積，VT為靶體積，Vref為參考等劑量線所覆蓋的總體積，CI=1時靶區(qū)適形度最高。

均勻性指數(shù)（Homogeneity Index，HI）計算公式如下：

式中，D5%和D95%分別為5%和95%PTV體積所受到的照射劑量，HI越接近1靶區(qū)均勻性越好。

用劑量體積直方圖（DVH）對危及器官（直腸、膀胱和小腸）的劑量和受照體積進行比較，治療時間不包括擺位時間。

1.5 統(tǒng)計方法

采用SPSS 16.0軟件對分別對每位患者的3個治療計劃結果進行多樣本均數(shù)檢驗分析并通過LSD法兩兩比較，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

（1）不同治療計劃的平均治療所需時間、總跳數(shù)、總子野數(shù)P3計劃最優(yōu)，P2計劃略遜于P3計劃而明顯好于P1計劃，所以P2、P3計劃更適用于臨床。結果見表1。

表1 3 種計劃平均治療所需時間、總跳數(shù)、總子野數(shù)比較

（2）不同治療計劃PTV的平均劑量相似，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），均勻性指數(shù)和適形度指數(shù)P1計劃最優(yōu)，P2計劃次之，而P3計劃明顯差于P1、P2計劃。所以在臨床使用中P1、P2計劃更適用。結果見表2。

表2 3種計劃靶區(qū)平均劑量、均勻性指數(shù)及適形度指數(shù)比較

（3）不同治療計劃危及器官劑量和受照體積相似，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），結果見表3～5。

表3 3種計劃直腸的劑量和受照體積比較

表4 3種計劃膀胱的劑量和受照體積比較

表5 3種計劃膀胱的劑量和受照體積比較

3 討論

IMRT技術通過利用多葉光柵技術可實現(xiàn)對射線束強度和形狀的調節(jié)，能夠較大幅度地增加腫瘤劑量，減少周圍正常組織的受量以提高治療增益比。子野參數(shù)不同會影響治療靶區(qū)的適形度和患者所接受的治療時間等，使得治療增益比發(fā)生變化[6-8]。因此，研究IMRT技術中對子野參數(shù)的選擇具有顯著的臨床意義。

本研究結果顯示，對于所有患者的3種治療計劃，靶區(qū)平均劑量和危及器官受量無顯著變化；靶區(qū)適形度指數(shù)、靶區(qū)均勻性指數(shù)、治療總跳數(shù)以及總子野數(shù)有明顯差異（其中靶區(qū)適形度P1、P2計劃相差不大但是好于P3計劃，治療總跳數(shù)和總子野數(shù)P2、P3計劃相差不大但明顯少于P1計劃）。平均治療時間P2與P3計劃無明顯差別，但是明顯小于P1計劃。

4 結論

總而言之，宮頸癌術后IMRT中子野面積及跳數(shù)越小，靶區(qū)適形度及均勻性指數(shù)越好，但是會導致總子野數(shù)、總跳數(shù)及治療時間大幅增加，從而影響生物時間因子；而當子野面積及跳數(shù)增加時，總子野數(shù)、總跳數(shù)及治療時間降低，但是靶區(qū)均勻性和適形度會變差。因此，IMRT中最小子野面積及最小子野跳數(shù)不宜過大或過小。根據(jù)本文研究結果，IMRT中最小子野跳數(shù)為6 MU，最小子野面積為4 cm2時的計劃最優(yōu)，可供臨床放療參考。

[1] 傅益謀,黃良,王建化,等．SmartSequence與SlidingWnd兩種子野分割算法的比較[J]．中國醫(yī)學物理學雜志,2013,(1):3851-3853．

[2] 張富利,陳靜,高軍茂,等．宮頸癌術后盆腔三種放射治療計劃設計方法的劑量學研究[J]．中國醫(yī)學物理學雜志, 2010,(1):1599-1602．

[3] 胡逸民,殷蔚伯,余子豪,等．腫瘤放射治療學[M]．4版．北京:中國協(xié)和醫(yī)科大學出版社,2008:149．

[4] 李斌,安菊生,吳令英,等．子宮頸癌術后盆腔不同體外照射方法的劑量學研究[J]．中華放射腫瘤學雜志,2008,17(3):211-215．

[5] 余輝,張書旭．后裝調強放療計劃系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)[J]．中國醫(yī)療設備,2014,29(6):18-21．

[6] 林原,周莉菌,徐志勇,等．宮頸癌術后盆腔三維適形與調強放療劑量學與技術的研究[J]．中華放射腫瘤學雜志,2008,17(5): 372-376．

[7] Giangreco DT,Albuquerque K,Norton J,et a1．Predictors of hematologic toxicity and implications for bone-marrow sparing pelvic IMRT for cervical Cancer[J]．Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2007,69:399．

[8] Adli M,May NA,Kaiser Hs,et a1．Dose positioning reduce small bowel dose in pelvic radiation with intensity—modulated radiotherapy for gynecologic cancer?[J]．Int J Radiat Oncol Biol Phys,2003,57:230-238．

Comparisons of Different Beam Parameters in the IMRT Plan for Postoperative Patients with Cervical Carcinomas

LEI Zhan-quan, GAO Chun-ling, WANG Xiao-liang, CHEN Jin-ping
Chenggong Hospital Affiliated to Xiamen University (The 174thHospital of PLA), Xiamen Fujian 361003, China

目的 比較宮頸癌術后調強放療（IMRT）計劃中不同子野參數(shù)的選擇對靶區(qū)適形度、劑量分布、危及器官受量及照射時間的影響，以制定最優(yōu)的臨床放療計劃。方法 選取10例宮頸癌術后患者的IMRT計劃，對其盆腔淋巴引流區(qū)及亞臨床區(qū)（CTV）給予處方劑量（46 Gy/23次），并根據(jù)RTOG危及器官限量表對其危及器官（OAR）給予限定劑量，調整射野角度分別為210 o、260 o、310 o、0 o、50 o、100 o、150 o。在Elekta XIO放療計劃系統(tǒng)（TPS）上對同一患者的IMRT計劃分別調整最小子野面積（2、4、8 cm2）和最小子野跳數(shù)（3、6、9 MU）；用P1（2 cm2，3MU），P2（4 cm2，6 MU），P3（8 cm2，9 MU）表示同一患者的3種不同的計劃。比較各計劃的靶區(qū)平均劑量、適形度指數(shù)、OAR受量以及平均治療時間。結果 所有患者各計劃的靶區(qū)平均劑量和危及器官受量差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；靶區(qū)適形度指數(shù)、治療總跳數(shù)及總子野數(shù)差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。對于平均治療時間，P2與P3比較無統(tǒng)計學差異（P＞0.05），P1與P2、P3比較有統(tǒng)計學差異（P＜0.05）。結論 宮頸癌術后IMRT計劃中最小子野面積及最小子野跳數(shù)不宜過大或過小，最小子野面積為4 cm2、最小子野跳數(shù)為6 MU左右時的計劃最優(yōu)。

宮頸癌；調強放療；最小子野面積；最小子野跳數(shù)；靶區(qū)適形度；危及器官受量

Objective To compare the influence of different beam parameters in IMRT (intensity modulated radiation therapy) plans for post-operative patients with cervical carcinomas on CI (conformity index) of the target volume, dose distribution, OAR (organ at risk) doses and irradiation time so as to formulate a optimal clinical radiotherapy plan. Methods The IMRI plans of 10 postoperative patients with cervical carcinomas were selected. Then, the prescription dose of 46Gy in 23 fractions was administered to the pelvic lymphatic drainage region and CTV (clinical target volume); the dose received by each OAR was limited to tolerance according to the RTOG (radiation therapy oncology group). And the beam angle was adjusted as 210o, 260o, 310o, 0o, 50o, 100o and 150o respectively. Additionally, every patient was given three different radiotherapy plans through adjustment of the MSA (minimum segment area) and minimum MU (monitor unit): P1 (2 cm2, 3 MU), P2 (4 cm2, 6 MU), P3 (8 cm2, 9 MU). Comparisons were made among three plans for each patient in the aspects of the average dose of target volumes, CI, OAR dose and average treatment time. Results There was no statistically significant difference between the average dose of the target volume and the limited dose of OAR (P＞0.05). While, the statistically significant differences (P＜0.05) existed among CI, TNMU (total number of monitor unit) and the total NS (number of segment). As for the average treatment time, there was no statistical significance (P＞0.05) between P2 and P3; while, statistically significant differences (P＜0.05) existed between P1 and P2 as well as P3. Conclusion This study indicated the optimal MSA (4 cm2) and minimum MU (6 MU) in the IMRT plans for post-operative patients with cervical carcinomas.

cervical carcinomas; intensity modulated radiation therapy; minimum segment area; minimum monitor unit; the conformity index of the target volume; dose of organ at risk

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.02.030

1674-1633(2015)02-0106-02

2014-10-10

高春玲，副主任醫(yī)師。

作者郵箱：455676689@qq．com