食管癌患者放療中容積旋轉調強與靜態(tài)調強對計劃靶區(qū)及危及器官受照劑量的影響

鄧益杰，張懷文，鄧春漣

（1南昌市第一醫(yī)院，南昌330029；2江西省腫瘤醫(yī)院）

·臨床研究·

食管癌患者放療中容積旋轉調強與靜態(tài)調強對計劃靶區(qū)及危及器官受照劑量的影響

鄧益杰1，張懷文2，鄧春漣2

（1南昌市第一醫(yī)院，南昌330029；2江西省腫瘤醫(yī)院）

目的 探討胸段食管癌放療中容積旋轉調強（VMAT）和靜態(tài)調強（IMRT）對計劃靶區(qū)（PTV）及危及器官受照劑量的影響。方法 選取食管癌患者30例，每例患者分別設計360度雙弧VMAT和5野固定角度IMRT兩種不同的放療計劃，用劑量體積直方圖測算PTV受照劑量、適形指數（CI）、劑量不均勻指數（HI），心肺受照劑量用Vx表示（接受X Gy照射的體積占整個器官照射體積的百分比），記錄骨髓受照最大劑量（Dmax）、平均劑量（Dmean）、最小劑量（Dmin）。結果 VMAT與IMRT的CI比較差異有統計學意義（P＜0.05），HI及PTV最大、最小、平均劑量二者比較差異無統計學意義（P均＞0.05）。心臟受照劑量二者在V10、V15、V20、V30、V40、V50比較差異有統計學意義（P均＜0.05），肺受照劑量在V5方面IMRT優(yōu)于VMAT（P＜0.05），但在高劑量區(qū)V25、V30、V40、V50IMRT均高于VMAT（P均＜0.05）。脊髓的Dmax、Dmean兩者比較差異均無統計學意義（P均＞0.05），但DminVMAT明顯優(yōu)于IMRT（P＜0.05）。結論 在胸段食管癌放療中，VMAT和IMRT的PTV照射劑量差異不大，對心肺、脊髓等重要危及器官的照射劑量VMAT少于IMRT。

食管腫瘤；容積旋轉調強；靜態(tài)調強；放射治療；放療劑量

食管癌發(fā)病率和病死率均居我國惡性腫瘤第4位，放療是中晚期食管癌患者的標準治療手段［1］。與常規(guī)放療相比，靜態(tài)調強（IMRT）放療雖能提高靶區(qū)劑量均勻性，但治療時間長、機器跳數多，易導致生物效應降低。容積旋轉調強（VMAT）放療在明顯提高靶區(qū)覆蓋，減少脊髓、肺和心臟等危及器官劑量的同時顯著降低機器跳數和治療時間［2，3］。我們采用Eclipse11.0三維放療計劃系統對30例食管癌患者分別設計常用的360度雙弧VMAT計劃和5野固定角度IMRT兩種不同的調強照射方式，比較兩種放療計劃的優(yōu)缺點。

1　資料與方法

1.1臨床資料 隨機選取2014年7月～2015年7月江西省腫瘤醫(yī)院收治的胸部中上段食管癌放療患者30例，其中男20例、女10例，年齡51～86歲、中位年齡66歲?；颊呔洸±頇z查診斷為鱗癌，雙肺均未見結核及肺病變。心肺功能基本正常，無放療禁忌證。

1.2放療方法 經Nucletron Simulix型模擬定位機固定體位，CT掃描下頜骨至第2腰椎水平，將CT模擬定位圖像資料傳輸到Eclipse11.0三維放療計劃系統，進行三維重建。由同一位專業(yè)放療醫(yī)師勾畫放療靶區(qū)，包括原發(fā)腫瘤區(qū)、臨床靶區(qū)、計劃靶區(qū)（PTV），危及器官主要勾畫心臟、雙側肺和脊髓。分別設計VMAT和IMRT兩套放療計劃。VMAT計劃?、衿鹗冀嵌?79°，終止角度181°，準直器角度為10°；?、蚱鹗冀嵌?79°，終止角度181°，準直器角度為350°；兩弧的治療床角度均為0°，旋轉治療的最大劑量率為600 MU／min。IMRT計劃5野射野角度分別為：0°、50°、165°、205°、310°。采用美國瓦里安公司Truebeam直線加速器的6 MV光子線進行計劃設計。處方劑量統一設為6 Gy，分30次照射，每次2 Gy，每天1次，每周5次。兩種計劃均要求95%的PTV體積達到6 Gy的處方劑量；同時要求危及器官劑量限量：脊髓最大受照劑量＜45 Gy；全肺接受20 Gy的照射體積百分比V20＜25%；心臟接受30 Gy的照射體積百分比＜40%。兩種計劃的靶區(qū)劑量要求、物理優(yōu)化參數條件設置均相同。

1.3指標評價 采用Eclipse11.0三維放療計劃系統劑量體積直方圖。PTV評價參數：①靶區(qū)劑量：最大劑量（PTVmax）、最小劑量（PTVmin）和平均劑量（PTVmean）。②均勻性指數（HI）［4］：HI＝D5%／D95%，其中D5%、D95%分別表示5%、95%體積的靶區(qū)所接受照射的最低劑量，HI值越大表明PTV內部劑量分布越不均勻。③適形度指數（CI）［5］：CI＝Vt，refVt，ref／VtVref，Vt，ref為95%的處方劑量所覆蓋的PTV體積，Vt為總的PTV體積，Vref為95%的劑量所覆蓋的所有體積，CI值為0～1，CI值越接近1表示適形度越好。危及器官評價參數：心臟V5、V10、V15、V20、V30、V40、V50，肺V5、V10、V15、V20、V25、V30、V40、V45、V50，Vx表示接受X Gy照射的體積占整個器官照射體積的百分比，Vx越大受照劑量越大。記錄脊髓的受照最大劑量（Dmax）、平均劑量（Dmean）、最小劑量（Dmin）。

1.4統計學方法 采用SPSS17.0統計軟件。計量資料用±s表示，比較采用t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1兩種調強方式對PTV受照劑量、HI、CI的影響見表1。

表1　兩種調強方式對PTV受照劑量、HI、CI的影響（±s）

表1　兩種調強方式對PTV受照劑量、HI、CI的影響（±s）

注：與IMRT比較，*P＜0.05。

調強方式PTVmax（Gy）PTVmin（Gy）PTVmean（Gy）HICI IMRT56.11±0.4042.74±0.9352.91±0.161.07±0.010.73±0.06 VMAT56.44±0.4742.68±0.1152.46±0.381.19±0.28*0.86±0.01

2.2兩種調強方式對危及器官受照劑量的影響 見表2、3。

表2　兩種調強方式對心、肺受照體積占其總體積百分比的影響（%，±s）

表2　兩種調強方式對心、肺受照體積占其總體積百分比的影響（%，±s）

注：與IMRT比較，*P＜0.05。

調強方式肺受照體積占總體積的百分比V5V10V15V20V25V30V40V50 IMRT49.90±3.2139.44±1.9628.85±1.3422.09±1.1520.60±2.0016.10±1.069.38±1.483.06±0.15 VMAT61.76±6.63*47.53±6.56*30.34±2.6122.15±0.7515.37±0.44*10.95±0.43*4.62±0.66*1.65±0.36*調強方式心臟受照體積占總體積的百分比V5V10V15V20V30V40V50 IMRT91.81±4.6389.32±5.5169.65±2.9543.66±1.6434.02±1.5219.99±2.269.33±1.48 VMAT96.37±3.3986.72±4.50*75.05±3.79*48.82±2.74*23.23±1.04*13.00±0.37*7.15±0.45*

表3　兩種調強方式對脊髓受照劑量的影響（Gy，±s）

表3　兩種調強方式對脊髓受照劑量的影響（Gy，±s）

注：與IMRT比較，*P＜0.05。

調強方式脊髓受照劑量DmaxDminDmean IMRT38.95±2.8317.89±3.3528.31±9.21 VMAT35.72±2.486.57±4.92*21.01±6.42

3　討論

由于胸中上段食管癌的解剖位置高、病變較長形狀不規(guī)則、與脊髓等重要器官鄰近且體表外輪廓曲線變化度大，手術切除難度大、風險高，因此放化療綜合治療是頸和胸上段食管癌的主要治療方式［6］。如何在提高腫瘤靶區(qū)照射劑量的同時又能更好地保護脊髓和肺等重要危及器官，長期以來成為胸中上段食管癌放療的研究熱點。國內外研究結果表明，對于胸段食管癌IMRT較3DCRT對正常組織有更好的保護能力［7］。但IMRT一方面容易增加危及器官和正常組織低劑量受照體積，另一方面由于機器跳數多、治療時間長，容易增加患者分次治療過程中的擺位誤差，降低治療精度，影響治療效果。VMAT是一種兼有旋轉照射優(yōu)點的動態(tài)IMRT模式。研究證實，與IMRT相比，VMAT在頭頸部腫瘤、前列腺癌治療中既能提高靶區(qū)內劑量均勻性又能顯著縮短治療時間［8，9］。本研究通過分析比較食管癌放療中常用的VMAT、IMRT的劑量學差異發(fā)現，在給定處方劑量60 Gy的前提下，兩種計劃的靶區(qū)平均劑量以及靶區(qū)HI差異無統計學意義，但由于VMAT對靶區(qū)的覆蓋更理想，因此靶區(qū)的適形度VMAT明顯好于IMRT。

食管癌常見的放療并發(fā)癥為放射性心臟損傷、放射性肺損傷等。本研究結果顯示，在滿足臨床計劃精度要求條件下，與IMRT相比，VMAT的肺V5明顯較IMRT高，這與Benthuysen等［10］研究結果一致。VMAT的低劑量區(qū)從V5到V20稍高與其旋轉布野方式有關，但均滿足臨床劑量學要求。由此可見VMAT對肺組織接受低劑量照射體積的保護并沒有優(yōu)勢。在高劑量時V25、V30、V40、V50接受的受照體積VMAT要明顯小于IMRT，差異有統計學意義。本研究中VMAT較IMRT在肺V25、V30、V40、V50明顯降低，可推測VMAT較IMRT在一定程度上降低放射性肺損傷的發(fā)生率。

放射性心臟損傷的發(fā)生與心臟受照體積有關，并存在劑量-效應關系。Ishikura等［11］提出不論什么放療照射技術，只要心臟的V30低于46%時心包積液的發(fā)生率則不會超過13%，當心臟接受大于40 Gy照射時將誘發(fā)心臟疾病，所以減少V40對于減少心臟的不良反應很重要。本研究中兩者的V30均低于46%，VMAT的心臟在V10、V15、V20等低劑量照射區(qū)域接受的受照體積要略高于IMRT，但在V30、V40、V50等高劑量照射區(qū)域則明顯低于IMRT，這說明在心臟保護上VMAT較IMRT具有優(yōu)勢，且VMAT對脊髓的Dmin小于IMRT。

綜上所述，食管癌放療時，VMAT與IMRT的靶區(qū)照射劑量相似，但是在對于危及器官的保護上，VMAT明顯優(yōu)于IMRT，并且可在一定程度上更好地保護脊髓。

［1］邰國梅，蔡晶，吳建亭，等.食管癌術后縱隔淋巴結轉移容積旋轉調強與靜態(tài)調強放療的劑量學對比研究［J］.徐州醫(yī)學院學報，2014，34（12）：847-850.

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10.3969／j.issn.1002-266X.2016.21.014

R735.1

B

1002-266X（2016）21-0038-03

江西省自然科學基金資助項目（20151BBG70135）。

（2016-01-06）