胸中上段食管癌調(diào)強(qiáng)放療不同能量X線對(duì)腫瘤計(jì)劃靶區(qū)PTV及危及器官的影響

繆煒烈 李 列 岳國(guó)軍 王建文

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腫瘤醫(yī)院放療區(qū)，貴州 遵義 563003)

胸中上段食管癌調(diào)強(qiáng)放療不同能量X線對(duì)腫瘤計(jì)劃靶區(qū)PTV及危及器官的影響

繆煒烈 李 列 岳國(guó)軍 王建文

(遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院腫瘤醫(yī)院放療區(qū)，貴州 遵義 563003)

目的 探討胸中上段食管癌調(diào)強(qiáng)放療(IMRT)不同能量的X線對(duì)腫瘤計(jì)劃靶區(qū)(PTV)及危及器官的影響。方法 96例胸中上段食管癌患者，在Pinnacle3治療計(jì)劃系統(tǒng)中分別采用6 MV 和15 MV X線對(duì)每例患者進(jìn)行調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃設(shè)計(jì)。兩組IMRT優(yōu)化參數(shù)和射野參數(shù)相同，分析比較不同能量X線放療條件下患者PTV的劑量和體積分布參數(shù)、均勻性指數(shù)、適形度指數(shù)以及雙肺、脊髓、心臟受照射劑量的差異。結(jié)果 經(jīng)不同能量X線治療后，6 MV組與15 MV組PTV中Dmin、Dmax、Dmean、D5%、D95%、HI及CI均無(wú)顯著差異(P>0.05)；而15 MV組肺V5、肺V20、肺V30、脊髓Dma、心臟V30、心臟Dmean、正常組織V20及正常組織V31.5等參數(shù)明顯高于6 MV組(P<0.05)，而肺V10、肺V50、肺Dmean、心臟V40、正常組織V5、正常組織V10指標(biāo)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論 針對(duì)胸中上段食管癌患者，采用6 MV X線進(jìn)行IMRT能夠有效減少放療過(guò)程中對(duì)危及器官及正常組織的放射性損傷，降低相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率。

食管癌；調(diào)強(qiáng)放療；不同能量；計(jì)劃靶區(qū)

食管癌目前臨床上常用的治療方式主要包括手術(shù)、放療、化療及綜合治療等，但仍無(wú)法達(dá)到理想的治療效果〔1〕。隨著放療技術(shù)的不斷進(jìn)步，調(diào)強(qiáng)放療(IMRT)作為適形放療的特殊形式開始在胸部腫瘤、頭頸部腫瘤、腹部腫瘤等惡性腫瘤治療中廣泛應(yīng)用。研究表明，在上述惡性腫瘤治療中采用IMRT療效確切，可以有效提高腫瘤靶區(qū)放療覆蓋，調(diào)控正常組織器官的劑量，減少并發(fā)癥產(chǎn)生，改善患者生存質(zhì)量〔2〕。目前，國(guó)內(nèi)多采用6 MV X線進(jìn)行IMRT，但此種放療方案穿透力不強(qiáng)，表面劑量較高，無(wú)法有效保護(hù)腫瘤靶區(qū)外的危及器官和正常組織；而關(guān)于采用15 MV X線進(jìn)行IMRT能否改善上述治療缺陷尚無(wú)確切定論〔3〕。本研究旨在探討不同能量的X線對(duì)胸中上段食管癌腫瘤計(jì)劃靶區(qū)(PTV)及危及器官的影響。

1 材料與方法

1.1 臨床資料 遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放療科2012年2月至2016年2月收治的96例胸中上段食管癌患者。所有患者均經(jīng)X 線食管鋇餐、胃鏡活檢、腹部超聲及胸部CT檢查確診為食管癌，且所有患者均為首次診斷和治療。其中男58例，女38例；年齡30～74歲，平均(57.2±12.5)歲。病灶部位：胸中段62例，胸上段34例。腫瘤病變中心距離前胸壁體表深度6.2～12.2 cm，平均深度(9.6±1.5) cm，中位深度9.7 cm。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)影像學(xué)和病理檢查確診為食管癌，且患者腫瘤病灶部位均位于胸中上段〔4〕；所有患者均為初次確診和接受放療；年齡 18～69 歲；KPS 評(píng)分≥70 分；患者心肺功能、肝腎功能及血常規(guī)檢查均正常；同意本研究方案并簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：接受食管癌IMRT前1年未接受化療或手術(shù)治療；合并嚴(yán)重內(nèi)科疾病、 食管穿孔/先兆或存在腫瘤遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移；既往合并其他惡性腫瘤；存在放療禁忌證，不適合參加本研究方案患者；不配合本研究治療方案及存在語(yǔ)言溝通障礙患者。

1.2 治療方法

1.2.1 體位固定CT掃描定位 患者均取仰臥位,采用頭頸肩?；蚍暖煿潭ɑ颊唧w位,患者雙臂自然下垂放至身體兩側(cè)，螺旋CT掃描(飛利浦16排大孔徑CT模擬定位機(jī))，患者自然平靜呼吸，無(wú)間斷掃描，掃描范圍從舌骨水平至腰椎2下緣，層厚約5 mm，使用局域網(wǎng)絡(luò)將CT掃描圖像傳輸?shù)?Pinnacle3 治療計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行三維重建〔5〕。

1.2.2 靶區(qū)和危及器官勾畫 由專業(yè)醫(yī)生在重建后的影像報(bào)告上勾畫出大體腫瘤體積、臨床靶體積、計(jì)劃靶體積(PTV)和危及器官，危機(jī)器官主要包括雙肺、脊髓、心臟等。

1.2.3 放療計(jì)劃設(shè)計(jì) 參數(shù)優(yōu)化及劑量計(jì)算采用Pinnacle3 9.8m放療計(jì)劃系統(tǒng)(荷蘭PHILLIPS公司)進(jìn)行卷積和疊加算法完成，采用瑞典醫(yī)科達(dá)公司的直線加速器Elekta Precise.的6 MV X線、15 MV X線對(duì)每例患者進(jìn)行IMRT，采用三前兩后5野均分射束進(jìn)行IMRT，其他目標(biāo)函數(shù)設(shè)置均相同，不同能量放療的兩組射野數(shù)目和方向保持一致。

1.2.4 靶區(qū)處方劑量 食管癌靶區(qū)處方劑量：要求總劑量6 300 cGy，PTV達(dá)到210 cGy/ 次，V63≥95%；危及器官及正常組織劑量限值：雙肺V20≤28%,V5≤70%,若不能全部滿足，則優(yōu)先滿足全肺V20；脊髓最大劑量≤4 500 cGy；心臟V40≤40%。

1.3 放療計(jì)劃比較 采用劑量體積直方圖(DVH)比較兩種不同能量IMRT方案的靶區(qū)劑量分布及雙肺、脊髓、心臟及其他正常組織受照射劑量的差別。

1.3.1 PTV 靶區(qū)劑量和體積參數(shù) 觀察記錄各組患者計(jì)劃靶區(qū)的最小劑量(Dmin)、最大劑量(Dmax)、平均劑量(Dmean)、以及95%和5%的PTV 接受照射的劑量D95%、D5%，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和比較。

1.3.2 PTV 靶區(qū)劑量均勻性指數(shù)HI 觀察記錄各組患者靶區(qū)劑量均勻性指數(shù)(HI)。HI=D5%/D95%,其值越小提示治療靶區(qū)劑量均勻性越好；其值越大提示PTV劑量分布越不均勻性越差。

1.3.3 PTV 靶區(qū)劑量適形度指數(shù)(CI) CI=(VT,ref×VT,ref)/(VT×Vref)，其值越小提示治療靶區(qū)劑量均勻性越好,其值越大提示PTV劑量分布越不均勻性。Vref：95%處方劑量照射的所有體積；VT：PTV總體積；Vt，ref：95% 劑量所照射的PTV體積。CI取值范圍為0～1，其值越大提示適形度越理想。

1.3.4 危及器官和其他正常組織的受照射劑量 危及器官受照射量：觀察記錄兩種不同放療方案中雙肺、脊髓、心臟及其他正常組織的受照射劑量。雙肺：V5、V10、V20、V30及平均劑量(MLD)Dmean；V5、V10、V20和V30分別表示接受5 00、1 000、2 000和3 000 cGy照射劑量的肺體積占整個(gè)肺部器官體積的百分?jǐn)?shù)；脊髓：Dmax代表脊髓接受的最大照射劑量；心臟：V30、V40分別表示接受3 000和4 000 cGy 照射劑量的心臟體積占整個(gè)心臟體積的百分?jǐn)?shù)，MLDDmean；其他正常組織受照射劑量：排除CT掃描范圍中放療靶區(qū)、危及器官其他的機(jī)體正常組織，V5、V10、V20、V31.5分別代表5%、10%、20%及31.5%處方劑量所對(duì)應(yīng)包圍的組織體積百分?jǐn)?shù)。Dmean代表對(duì)應(yīng)的器官接受照射的的平均劑量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS19.0軟件行t檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1 不同能量放療計(jì)劃DVH比較 靶區(qū)、危及器官及正常組織的劑量體積直方圖(DVH)結(jié)果顯示，采用不同能量進(jìn)行調(diào)強(qiáng)放療的6 MV組和15 MV組靶區(qū)劑量分布相似，但6 MV組危及器官和正常組織接受照射的劑量少于15 MV組。見圖1。2.2 PTV劑量參數(shù)、適形度指數(shù)和均勻性指數(shù)比較 經(jīng)不同能量X線治療后，6 MV組與15 MV組PTV中Dmin、Dmax、Dmean、D5%、D95%、HI及CI均無(wú)顯著差異(P>0.05)。見表1。

2.3 危及器官和正常組織的劑量參數(shù)指標(biāo)比較 經(jīng)不同能量X線治療后，15 MV組肺V5、肺V20、肺V30、脊髓Dma、心臟V30、心臟Dmean、正常組織V20及正常組織V31.5等劑量參數(shù)明顯高于6 MV組(P<0.05);而肺V10、肺V50、肺Dmean、心臟V40、正常組織V5、正常組織V10等差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

圖1 不同能量放療計(jì)劃的DVH

組別Dmin(cGy)Dmax(cGy)Dmean(cGy)D5%(cGy)D95%(cGy)HICI6MV組587445±5676712115±5243652725±5346666831±8109629412±2724106±002078±00815MV組587123±5709711836±5324652535±5428667144±8423629108±2834106±001079±009t值0258028001830178053400000575P值0797078008550859053410000566

表2 危及器官和正常組織的劑量參數(shù)指標(biāo)比較±s,n=96)

3 討 論

對(duì)于早期食管癌患者，根治性放療和手術(shù)療效相當(dāng);而對(duì)于中晚期患者，臨床上多采用根治性放化療或術(shù)前放化療。針對(duì)胸中上段食管癌患者，由于手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較大，應(yīng)首選根治性放療;但常規(guī)放療治療可能會(huì)引發(fā)患者產(chǎn)生局部不良反應(yīng)，如放射性食管炎、氣管反應(yīng)、肺纖維化、放射性肺炎等〔6,7〕。

IMRT屬于新型的特殊形式的放射治療手段，能夠有效改善靶區(qū)劑量的均勻度、適形度和劑量梯度變化，提高腫瘤治療靶區(qū)的受照射劑量;同時(shí)可更好減少雙肺、脊髓、心臟、甲狀腺等危及器官及其他正常組織的受照射體積及劑量，緩輕對(duì)相關(guān)組織的放射性損傷，大大降低相關(guān)放療并發(fā)癥的產(chǎn)生〔8，9〕。國(guó)外放射腫瘤學(xué)相關(guān)研究表明，肺V20與接受放療的腫瘤患者放射性肺炎的發(fā)病和嚴(yán)重程度密切相關(guān)〔10〕。因此，針對(duì)胸中上段食管癌患者進(jìn)行IMRT計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選擇合適的優(yōu)化參數(shù)和物理照射條件，有效調(diào)控相關(guān)危及器官和正常組織的受照射體積和劑量，減少放射性損傷。

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)醫(yī)院多采用6 MV X線能量的IMRT治療方案。放療過(guò)程中X線在體模表面到一定深度后，百分深度劑量隨著深度增加而增大，能量越高，穿透力越大，同一深度處的百分深度劑量值也越大，表面劑量越低〔11〕。研究結(jié)果顯示在腫瘤靶區(qū)優(yōu)化參數(shù)和物理?xiàng)l件保持一致的情況下，6 MV組與15 MV組不同能量的IMRT對(duì)腫瘤靶區(qū)的覆蓋性和均勻性并無(wú)明顯差異，療效相當(dāng)。研究表明，肺組織對(duì)放射線具有高度敏感性，術(shù)前放化療會(huì)降低患者肺彌散功能并增加肺部并發(fā)癥的潛在風(fēng)險(xiǎn)，而肺V50參數(shù)值范圍對(duì)接受放療食管癌患者術(shù)后肺部并發(fā)癥的產(chǎn)生具有重要的預(yù)測(cè)作用〔12～14〕。郭兆嬌等〔15〕通過(guò)對(duì)胸部腫瘤患者行SPECT心肌灌注顯像發(fā)現(xiàn)，放療會(huì)引起患者左心室缺血，且當(dāng)心臟受照射劑量較高時(shí)容易導(dǎo)致灌注失敗。這與上述X線的劑量學(xué)特點(diǎn)一致，15 MV X光子能量高于6 MV，穿透力強(qiáng)，其百分深度劑量隨著深度增大表面劑量較低，所以，針對(duì)胸中上段食管癌患者6 MV X線能夠更有效保護(hù)淺表的危及器官和其他正常組織。

綜上所述，針對(duì)胸中上段食管癌患者，采用6 MV X線進(jìn)行調(diào)強(qiáng)放療的PTV的劑量和體積分布參數(shù)與15 MV組相當(dāng)，而6 MV X線IMRT計(jì)劃組的雙肺、脊髓、心臟等危及器官及其他正常組織的受照射劑量相對(duì)于15 MV組明顯降低，能夠有效減少放療過(guò)程中對(duì)危及器官及正常組織的放射性損傷，降低相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率。

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〔2016-12-20修回〕

(編輯 曲 莉)

繆煒烈(1969-)，男，主管技師，主要從事腫瘤放療研究。

R735.1

A

1005-9202(2017)10-2472-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.10.056