不同子野數(shù)對中晚期宮頸癌靜態(tài)調(diào)強(qiáng)影響的研究

朱均強(qiáng)

玉林市紅十字會醫(yī)院 腫瘤放療科，廣西 玉林 537000

不同子野數(shù)對中晚期宮頸癌靜態(tài)調(diào)強(qiáng)影響的研究

朱均強(qiáng)

玉林市紅十字會醫(yī)院 腫瘤放療科，廣西 玉林 537000

目的比較不同子野數(shù)量的五野靜態(tài)調(diào)強(qiáng)技術(shù)在中晚期宮頸癌靶區(qū)的劑量分布、危及器官限量及治療時(shí)間方面的差異，為臨床治療提供參考。方法選取25例Ⅱb～Ⅲb期宮頸癌患者，在增強(qiáng)CT圖像上勾畫靶區(qū)和危及器官。利用Eclipse 10.0計(jì)劃系統(tǒng)制定放療計(jì)劃，設(shè)置子野數(shù)分別為50個（G1組）、35個（G2組）及25個（G3組），通過分析劑量體積直方圖（DVH），比較3種方式的靶區(qū)適形指數(shù)（CI）、均勻指數(shù)（HI）、危及器官受量和治療時(shí)間的差異。結(jié)果G1組靶區(qū)最大劑量（Dmax）及平均劑量（Dmean）較低，靶區(qū)適形度及均勻度較好，優(yōu)于G2和G3兩組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。對于膀胱、小腸和直腸，3組V20差異不大；V30、V40、V50及Dmax，G1組比其他兩組低，G2組比G3組低，其中，Dmax和直腸的V50差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。G1組的機(jī)器跳數(shù)比G2和G3組小（P＞0.05）。G1、G2和G3組執(zhí)行時(shí)間分別約8.5 min、7.2 min和6.5 min。結(jié)論子野數(shù)較多的靜態(tài)調(diào)強(qiáng)方法擁有較好的靶區(qū)適形度及均勻度，且能有效保護(hù)危及器官，但治療時(shí)間延長，臨床應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際需要綜合選擇子野數(shù)。

宮頸癌；調(diào)強(qiáng)放射治療；靜態(tài)調(diào)強(qiáng)；子野數(shù)量；劑量學(xué)

宮頸癌是一種常見的婦科惡性腫瘤，嚴(yán)重危害婦女的生命健康[1]。Ⅱb～Ⅲb期宮頸癌為中晚期宮頸癌，不宜采用手術(shù)治療，通常采用放射治療、化學(xué)治療以及以放療為主的綜合治療[2-4]。宮頸癌靶區(qū)較復(fù)雜，危及器官較多，常規(guī)適形放療（Conformal Radiation Therapy，CRT）往往靶區(qū)局部劑量不足而且危及器官受量較高，三維適形照射（3D-CRT）雖然有良好的靶區(qū)適形度，但是膀胱、直腸及小腸受照體積較多，并發(fā)癥較高[5-9]。調(diào)強(qiáng)放射治療通過控制多葉光柵（Multi-leave Collimators，MLC）的位置及駐留時(shí)間改變靶區(qū)劑量分布，使得靶區(qū)內(nèi)劑量均勻，適形度較高，同時(shí)降低周圍正常組織的照射劑量及照射體積，在臨床中應(yīng)用越來越廣泛。靜態(tài)調(diào)強(qiáng)是調(diào)強(qiáng)的一種方式，它的實(shí)現(xiàn)方式為MLC先運(yùn)動至設(shè)定位置，停止運(yùn)動之后再出束照射，可以減少多葉光柵的磨損，降低機(jī)器故障。適量子野的靜態(tài)調(diào)強(qiáng)在保持調(diào)強(qiáng)優(yōu)勢的同時(shí)，可以縮短治療時(shí)間，同時(shí)驗(yàn)證較簡單[10-14]。本研究以五野固定野調(diào)強(qiáng)為例，比較不同數(shù)量子野對中晚期宮頸癌放射治療計(jì)劃的影響，為臨床應(yīng)用提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料

選取我院2015年收治的25例中晚期宮頸癌患者，年齡40～66歲，平均年齡52歲。所有患者經(jīng)病理診斷確診，其中中分化鱗癌Ⅱb期9例，Ⅲa期7例，Ⅲb期9例?；颊逰PS評分＞70，自愿接受放射治療。

1.2 方法

1.2.1 患者定位

患者口服800 mL水并憋尿使膀胱適度充盈，1 h后定位掃描。定位時(shí)，患者仰臥在胸腹平板上，雙腿自然伸直，雙手互握肘關(guān)節(jié)并置于前額，用體膜固定。用GE公司的Discovery模擬定位機(jī)行CT增強(qiáng)掃描，掃描層厚5 mm。通過專用網(wǎng)絡(luò)將CT圖像傳輸至Eclipse工作站。

1.2.2 體積定義

腫瘤體積（Gross Target Volume，GTV）包括子宮、宮頸、陰道等原發(fā)腫瘤，臨床靶區(qū)體積（Clinical Target Volume，CTV）包括原發(fā)腫瘤區(qū)域及髂總、髂外、髂內(nèi)、閉孔、骶前淋巴結(jié)等區(qū)域及其周圍組織[10]。綜合考慮擺位誤差及器官運(yùn)動之后，將CTV在各個方向外擴(kuò)5 mm形成計(jì)劃靶區(qū)（Planning Target Volume，PTV）。同時(shí)勾畫危及器官，如馬尾、膀胱、直腸、小腸及股骨頭等。

1.2.3 計(jì)劃設(shè)計(jì)

在Eclipse 10.0計(jì)劃系統(tǒng)下，以180°為起始角度等分圓周布五野，選取6 MV能量的X線等中心照射，劑量率為400 MU/min，靶區(qū)處方劑量為95%PTV范圍達(dá)到50 Gy，單次2 Gy，總共25次，以95%PTV達(dá)到處方劑量歸一。設(shè)置危及器官的參數(shù)為：膀胱、直腸、小腸和股骨頭受照50 Gy的最大體積分別為45%、45%、8%和5%，膀胱、直腸和小腸受照30 Gy的最大體積分別為80%、80%和60%。通過逆向優(yōu)化完成計(jì)劃，MLC運(yùn)動傳送方式選擇靜態(tài)子野（Multiple Static Segments，MSS），分別設(shè)置每個射野的子野數(shù)量為10個、7個和5個，制定了50個、35個及25個子野的3種放療計(jì)劃（分別命名為G1、G2及G3組）。治療均在Varian公司的IX型加速器上執(zhí)行。

1.2.4 計(jì)劃評價(jià)

分析靶區(qū)體積及劑量容積直方圖（Dose-volume Histogram，DVH），靶區(qū)均勻指數(shù)（Homogeneity Index，HI）的表示如下[10]：

HI=D5%/D95%(1)

其中，D95%和D5%分別表示95%和5%計(jì)劃靶區(qū)接受的照射劑量。HI值一般大于1，其值越接近1表示靶區(qū)劑量分布越均勻。

靶區(qū)適形度指數(shù)(Conformity Index，CI)綜合考慮靶區(qū)覆蓋及對危機(jī)器官的保護(hù)，表示如下[12]:

CI=(VT-Ref/VT)×(VT-Ref/VRef) (2)

其中，VT表示計(jì)劃靶區(qū)體積，VT-Ref表示計(jì)劃靶區(qū)內(nèi)100%處方劑量包含的體積，VRef表示100%處方劑量包含的體積。CI值一般小于1，其值越接近1表示靶區(qū)的適形度越好。

危及器官的受照劑量用劑量最大值Dmax及平均劑量Dmean表示，受照體積用V20、V30、V40及V50表示。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

用SPSS 19.0軟件對3組不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，并用最小顯著差數(shù)法（LSD）兩兩比較，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 靶區(qū)劑量分布

3種不同子野數(shù)靜態(tài)調(diào)強(qiáng)方法PTV內(nèi)劑量分布、均勻指數(shù)及適形指數(shù)，見表1。從表中可看出，G1組計(jì)劃靶區(qū)劑量最小值的均值比其他兩組高，沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；G1組靶區(qū)內(nèi)的劑量最大值、平均劑量及均勻性指數(shù)均值均比其他兩組小，適形指數(shù)比其他兩組更接近1，與其他兩組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.2 危及器官受照劑量及體積

對于膀胱、小腸和直腸，V20均值各組差異不大，V30、V40、V50及最大劑量，G1、G2和G3組均值依次增大。其中，不同子野數(shù)下的Dmax和直腸的V50差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其余各組值比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。G3組膀胱、小腸和直腸的V50均值比G1組分別大11.80%、25.78%和26.88%，最大劑量的均值比G1組分別大5.79%、4.92%和2.44%，詳細(xì)結(jié)果，見表2。馬尾的受照劑量最大值均小于42 Gy，左、右股骨頭的V50均值均小于2%。

2.3 機(jī)器跳數(shù)及治療實(shí)施時(shí)間

G1組的機(jī)器跳數(shù)均值為（964.63±21.48），比G2組（977.79±22.31）和G3組（993.00±24.27）少（P＞0.05）。本文將治療實(shí)施時(shí)間定義為從放療技師調(diào)取病人治療數(shù)據(jù)到該病人出射射線結(jié)束的時(shí)間，不包括給患者擺位時(shí)間和患者離開加速器室的時(shí)間，G1組、G2組和G3組靜態(tài)調(diào)強(qiáng)實(shí)施時(shí)間分別約為8.5 min、7.2 min和6.5 min。

3 討論

中晚期宮頸癌治療主要采取放化療，調(diào)強(qiáng)放療在全盆腔的外照射中的優(yōu)勢比常規(guī)放療或者三維適形放療大，在保證靶區(qū)劑量均勻度和適形度的同時(shí)，可以減小膀胱、直腸和小腸的照射劑量及體積，從而減少并發(fā)癥。

本文對25例中晚期宮頸癌患者設(shè)計(jì)了五野靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃，比較50個、35個和25個子野的調(diào)強(qiáng)方法的劑量學(xué)差異。結(jié)果顯示，3種不同子野數(shù)的計(jì)劃都滿足崔天祥等[14]列舉的劑量學(xué)條件，且本文25個野的靜態(tài)調(diào)強(qiáng)技術(shù)與黃曼妮等[10]提出的簡化調(diào)強(qiáng)技術(shù)相仿。子野數(shù)對計(jì)劃靶區(qū)最大劑量、平均劑量、均勻指數(shù)與適形指數(shù)均有顯著影響，子野數(shù)較多的靜態(tài)調(diào)強(qiáng)技術(shù)擁有較均勻的靶區(qū)劑量及較好的靶區(qū)覆蓋。

從危及器官的受照劑量及受照體積來看，膀胱、小腸和直腸的V20在3種不同子野數(shù)的照射技術(shù)中差異不大，V30、V40、V50及最大劑量，50個子野和35個子野的靜態(tài)調(diào)強(qiáng)對膀胱、小腸、直腸等正常組織的保護(hù)比25個子野的靜態(tài)調(diào)強(qiáng)有優(yōu)勢。低劑量區(qū)較大可能與MLC的運(yùn)動方式有關(guān)。設(shè)計(jì)靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃時(shí)，在每個射野下，Eclipse計(jì)劃系統(tǒng)中MLC的運(yùn)動是單向的，計(jì)劃系統(tǒng)會根據(jù)子野數(shù)要求尋找MLC的停駐位置，直到MLC運(yùn)動到計(jì)劃靶區(qū)邊緣，從而在MLC運(yùn)動路徑上形成較大的低劑量區(qū)域。從本文結(jié)果看，隨著子野數(shù)減少，靶區(qū)最大劑量及高劑量（大于50 Gy）體積增加，小腸、膀胱和直腸等危及器官的最大劑量及高劑量體積也增加。然而，幸運(yùn)的是劑量熱點(diǎn)沒有落入危及器官之中，對它們起了一定的保護(hù)作用。雷懷宇等[15]研究了宮頸癌腫瘤靶區(qū)及膀胱、直腸運(yùn)動，膀胱在頭腳及腹側(cè)位移最大，直腸在頭腳及背側(cè)位移最大，說明了在膀胱及直腸中適當(dāng)?shù)恼丈鋭┝渴潜匾?，但是這些劑量不會造成嚴(yán)重的并發(fā)癥。本文比較的僅是五野靜態(tài)調(diào)強(qiáng)，通過增加主射野數(shù)量[13]或者改變子野的最小跳數(shù)和最小面積[16]等方法也可能降低危及器官中的最大劑量及高劑量體積分?jǐn)?shù)，有待進(jìn)一步研究。

五野靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃隨著子野數(shù)減少，機(jī)器跳數(shù)增加不大。但是，隨著子野數(shù)減少，治療執(zhí)行時(shí)間縮短，這對于減少器官運(yùn)動與提高治療效率有積極意義。臨床應(yīng)用時(shí)需根據(jù)靶區(qū)劑量、器官保護(hù)及執(zhí)行效率等具體情況綜合考慮，選擇合適的子野數(shù)量。

表1 3種不同子野數(shù)靜態(tài)調(diào)強(qiáng)方法PTV內(nèi)劑量分布、均勻指數(shù)及適形指數(shù)

表2 3種不同子野數(shù)靜態(tài)調(diào)強(qiáng)方法危及器官受照劑量及體積分?jǐn)?shù)

[1] Siegel RL,Miller KD,Jemal A.Cancer statistics[J].CA Cancer J Clin,2015,65(2):5-29.

[2] Portelance L,Chao KS,Grigsby PW,et al.Intensity-modulated radiation therapy(IMRT) reduces small bowel, rectum and bladder doses in patients with cervical cancer receiving pelvic and paraaortiv irradiation[J].Int J Radiat Oncol,2001, 51:261-266.

[3] 孟慶宇,張福泉.放射治療新技術(shù)對局部晚期宮頸癌治療的影響[J].協(xié)和醫(yī)學(xué)雜志,2013,4(4):433-437.

[4] Suh DH,Kim JW,Kim K,et al.Major clinical research advances in gynecologic cancer in 2012[J].J Gynecol Oncol,2013,24(1): 66-82.

[5] Oike T,Ohno T,Wakatsuki M,et al.The benefit of small bowel and pelvic bone sparing in excluding common iliac lymph node region from conventional radiation fields in patients with uterine cervical cancer:a dosimetric study[J].J Radiat Res,2010,51(6):715-721.

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

[7] Baek JG,Kim EC,Kim SK,et al.Dosimetric Planning study for the prevention of anal complications after post-operative whole pelvic radiotherapy in cervical cancer patients with hemorrhoids[J].Br Instit Radiol,2015,88:1-8.

[8] 陳靜,丁乾,羅鳴,等.宮頸癌調(diào)強(qiáng)放射治療的臨床研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2012,41(3):353-357.

[9] Kim TG,Huh SJ,Park W.Endoscopic findings of rectal mucosal damage after pelvic radiotherapy for cervical carcinoma: correlation of rectal mucosal damage with radiation dose and clinical symptoms[J].Radiat Oncol J,2013,31(2):81-87.

[10] 黃曼妮,李明輝,安菊生,等.簡化調(diào)強(qiáng)技術(shù)在宮頸癌外照射中應(yīng)用的劑量學(xué)研究[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2009,18(3):217-220.

[11] 胡逸民.腫瘤放射物理學(xué)[M].北京:原子能出版社,1999:487-604.

[12] 張玉海,李月敏,夏火生,等.宮頸癌術(shù)后不同放療技術(shù)劑量學(xué)比較研究[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,2010,27(1):1583-1587.

[13] 林原,周莉均,徐志勇,等.宮頸癌術(shù)后盆腔三維適形與調(diào)強(qiáng)放療劑量學(xué)與技術(shù)的研究[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2008,(5):372-376.

[14] 崔天祥,金俊余,徐艷梅,等.宮頸癌二弧旋轉(zhuǎn)容積調(diào)強(qiáng)與固定7野動態(tài)調(diào)強(qiáng)的劑量學(xué)比較[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2013,35(23): 2569-2572.

[15] 雷懷宇,張書旭,張國前,等.宮頸癌患者放療過程中靶區(qū)體積及位移變化[J].廣東醫(yī)學(xué),2015,36(16):2463-2466.

[16] 雷占泉,高春玲,王笑良,等.宮頸癌術(shù)后調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃中不同射野參數(shù)的比較[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2015,30(2):106-107.

Study on Effects of Different Segment Quantities on Static Intensity-Modulated Radiotherapy for Middle and Late Stage Cervical Carcinoma

ZHU Jun-qiang
Department of Radiation Oncology, the Red Cross Hospital of Yulin, Yulin Guangxi 537000, China

ObjectiveTo compare the dose distribution, radiation in organs at risk and treatment time of five-fields static intensity-modulated radiotherapy (IMRT) with different segment quantities in the target area of the middle and late stage cervical cancers, and to provide references for clinical treatment.MethodsAltogether 25 patients with Ⅱb-Ⅲb stage cervical cancers were enrolled in this study. The target area and organs at risk were contoured on the contrast-enhanced CT images. The radiotherapy plan was designed by Eclipse 10.0 Treatment Planning System (TPS), and the number of segments were set up as 50 (G1Group), 35 (G2Group) and 25 (G3Group) respectively. Through analysis of DVH (Dose-volume Histogram), the homogeneity index (HI), conformity index (CI) in the target area, radiation in organs at risk and treatment time of three different methods were compared.ResultsG1Group had the lower maximum dose (Dmax) average dose (Dmean), and its homogeneity and conformity were the best, better than the other two methods significantly (P＜0.05). For bladder, intestine and rectum, V20differed little among three methods. As for V30, V40, V50and Dmax, G1was lower than the other two methods and G2was lower than G3, among which statistical significance existed between Dmaxand V50for rectum (P＜0.05). G1had the fewest machine units (MUs) than G2and G3(P＞0.05), and the treatment time of G1, G2and G3was about 8.5, 7.2 and 6.5 minutes respectively.ConclusionStatic intensity-modulated radiotherapy with more segments had better homogeneity and conformity, and could protect the organs at risk effectively, but had a prolonged treatment time. The quantity of segments should be selected according to practical demand reasonably.

cervical neoplasm; intensity-modulated radiotherapy; static intensity-modulated radiotherapy; segment quantities; dosimetry

TH774；R737.3

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.08.032

1674-1633(2016)08-0101-03

2016-03-21

作者郵箱：zhu_junqiang@126.com