動態(tài)調(diào)強與容積調(diào)強在老年宮頸癌根治性放療中的劑量學(xué)差異

張道明 國 慧 張 奇 王愛馥 劉林林

(吉林大學(xué)第二醫(yī)院腫瘤中心放療科，吉林 長春 130041)

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動態(tài)調(diào)強與容積調(diào)強在老年宮頸癌根治性放療中的劑量學(xué)差異

張道明 國 慧 張 奇 王愛馥 劉林林

(吉林大學(xué)第二醫(yī)院腫瘤中心放療科，吉林 長春 130041)

目的 探討旋轉(zhuǎn)容積調(diào)強技術(shù)(VMAT)與固定野動態(tài)調(diào)強技術(shù)(IMRT)在老年宮頸癌患者根治性放療中劑量學(xué)及危及器官保護的差異。方法 選取該腫瘤放療中心接受根治性放療的老年宮頸癌患者11例，采集CT影像信息后通過VARIAN計劃系統(tǒng)對同一圖像進行VMAT計劃和IMRT計劃，比較兩者靶區(qū)劑量分布、照射野正常組織受量、危及器官受量、治療時間及加速器跳數(shù)(MU)差異。結(jié)果 與IMRT計劃相比，VMAT計劃中的適形度指數(shù)(CI)更接近1，均勻性指數(shù)(HI)更小，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。照射野正常組織低劑量照射中，VMAT計劃的V10、V20、V30、V40均低于IMRT計劃(均P<0.05)。同時VMAT計劃中膀胱的Dmean、V30、V40，小腸的Dmean、V20、V30、V40均低于IMRT計劃(均P<0.05)。而在股骨頭及直腸保護方面，VMAT計劃無明顯優(yōu)勢。MU及治療時間方面，VMAT計劃明顯縮短。結(jié)論 VMAT和IMRT計劃均能達到計劃要求，但前者具有更優(yōu)的靶區(qū)劑量學(xué)分布，同時能更好地保護膀胱和小腸，從而減少相關(guān)放療副反應(yīng)。VMAT計劃的MU及治療時間明顯縮短，更符合實際臨床要求。

容積調(diào)強；動態(tài)調(diào)強；宮頸癌；放射治療劑量

宮頸癌在全世界女性惡性腫瘤發(fā)病率中居于第3位〔1〕。根據(jù)宮頸癌的治療原則，對于國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟大會(FIGO)臨床分期為ⅡB～ⅣA 期的標(biāo)準(zhǔn)治療為根治性放療聯(lián)合化療。目前臨床工作中，固定野動態(tài)調(diào)強技術(shù)(IMRT)是主要的放療方案。與傳統(tǒng)三維適形放療技術(shù)相比，前者能使劑量更好地分布于靶區(qū)范圍，同時降低周圍膀胱、直腸、股骨頭等正常組織接受照射劑量，明顯降低放療不良反應(yīng)〔2〕。但IMRT治療時間較長，過程中可能出現(xiàn)患者自主體位變化，造成治療的不確定性。同時該技術(shù)低劑量照射范圍較大，仍需要進一步改進以符合精確放療的要求。旋轉(zhuǎn)容積調(diào)強技術(shù)(VMAT)可在360°任何角度范圍內(nèi)進行旋轉(zhuǎn)照射，多個方向?qū)δ[瘤進行動態(tài)照射可獲得腫瘤治療靶區(qū)的最大劑量覆蓋，從而獲得最優(yōu)化處方劑量分布，具有用時短、效率高的特點〔3〕。本研究比較VMAT與IMRT在老年宮頸癌根治性放療中的劑量學(xué)差異。

1 材料與方法

1.1 對象 吉林大學(xué)第二醫(yī)院放療科2016年3月至2017年2月接受根治性放療的老年宮頸癌患者11例。均未行手術(shù)治療，年齡60～69歲，中位年齡64歲。根據(jù)FIGO分期方法，其中ⅡB期6例，ⅢA期2例，ⅢB期3例。入組患者經(jīng)影像學(xué)證實均無腹主動脈、盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及遠處轉(zhuǎn)移。

1.2 研究方法

1.2.1 CT模擬定位 囑患者定位前3～4 h口服腸道造影劑(25 ml碘海醇加入500 ml純凈水)，前1 h飲水憋尿。采取仰臥位，使用真空負(fù)壓體膜進行體位固定。CT掃描期間根據(jù)患者體重靜脈注射50～100 ml碘海醇進行影像增強。使用飛利浦大孔徑CT掃描機，掃描范圍上界為第10胸椎下緣，下界為坐骨結(jié)節(jié)下3 mm，設(shè)置層厚3 mm。

1.2.2 靶區(qū)和危及器官的勾畫 通過本科室VARIAN計劃系統(tǒng)，在CT模擬圖像上逐層勾畫靶區(qū)及危及器官。參照美國腫瘤放射治療協(xié)作組(RTOG)相關(guān)指南并結(jié)合入組患者個體情況，臨床靶區(qū)(CTV)包括原發(fā)腫瘤病灶、全部子宮頸和宮體、宮旁組織以及盆腔淋巴結(jié)引流區(qū)。盆腔淋巴引流區(qū)包括：髂總、髂內(nèi)外、骶前、閉孔淋巴引流區(qū)。對于腫瘤侵犯陰道的患者，應(yīng)包括腫瘤下端以下3 cm正常陰道，如陰道無侵犯，靶區(qū)需包括陰道上段1/2。計劃靶區(qū)(PTV)定義為以CTV為基礎(chǔ)在三維方向外擴0.7 cm所得，通過計劃系統(tǒng)自動計算生成。危及器官的勾畫包括小腸、直腸、膀胱、股骨頭。小腸上界為PTV以上1 cm，下界為PTV以下1 cm，若PTV下方無小腸組織則不勾畫。直腸由乙狀結(jié)腸和直腸交界開始勾畫至肛門，膀胱包括整個充盈膀胱及膀胱壁，股骨頭勾畫至小轉(zhuǎn)子下端。

1.2.3 計劃設(shè)計方案 通過VARIAN計劃系統(tǒng)，對11例患者的影像圖片分別進行二弧IMRT計劃和7野動態(tài)調(diào)強技術(shù)計劃。兩種計劃均使用6 MV X 射線。VMAT計劃采用順時針181°～179°和逆時針 179°～181°二弧。

IMRT 計劃采用7野分布設(shè)計。布野角度分別為0°、51°、103°、154°、206°、257°、309°。統(tǒng)一處方劑量為50 Gy，單次劑量為2 Gy，分25次。所有計劃要求≥95%的 PTV 體積達到擬給處方劑量，PTV以外接受照射組織不可出現(xiàn)>110%的劑量熱點。危及器官劑量限定條件如下：小腸V40<30%、直腸V50<50%、膀胱V50<50%、股骨頭V5<50%。

1.2.4 研究評估標(biāo)準(zhǔn) 治療靶區(qū)：通過適形性指數(shù)(CI)和均勻性指數(shù)(HI)評估靶區(qū)的劑量分布情況，采用Van′t Riet〔4〕公式：CI=(PTV 100%/PTV)×(PTV 100%/V 100%)，PTV 100%表示100%處方量所覆蓋的PTV體積，V100%表示100%處方量所包含體積。CI值范圍為0～1，數(shù)值越接近1表示計劃適形度越好。根據(jù)ICRU 83號文件報道〔5〕建議，使用公式HI=(D2%～D98%)/D50%。D2%表示2%靶區(qū)體積所接受劑量，即為靶區(qū)近似最大劑量；D98%表示98%靶區(qū)體積接受劑量，即為靶區(qū)近似最小劑量；D50%表示50%靶區(qū)體積接受劑量，即為靶區(qū)近似平均劑量。HI值越小表示計劃靶區(qū)均勻性越好。同時進行以下指標(biāo)評估：Dmax、Dmin、Dmean、V100%、V105%。危及器官：分別評估小腸、直腸、膀胱、股骨頭的Dmax、Dmean、V20、V30、V40、V50水平。同時評估人體組織低劑量照射情況：V5、V10、V20、V30、V40。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS22.0軟件進行t檢驗。

2 結(jié) 果

2.1 照射野內(nèi)人體組織低劑量照射分布 接受5 Gy照射體積兩種計劃無明顯差異(P>0.05)，而VMAT計劃中接受10、20、30、40 Gy的照射體積均小于IMRT計劃(P<0.05)。見表1。

2.2 靶區(qū)劑量學(xué)比較 兩種計劃均可滿足計劃劑量學(xué)分布要求，Dmax、Dmin、Dmean數(shù)值相當(dāng)(P>0.05)。但VMAT的V100%、CI值高于IMRT，V105%、HI值低于IMRT(P<0.05)。見表2。

2.3 危及器官劑量學(xué)比較 小腸：二弧VMAT計劃中小腸接受平均劑量體積及V20、V30、V40明顯低于7野IMRT計劃(P<0.05)，而最大劑量兩者無差異(P>0.05)。直腸：二弧VMAT計劃中接受20 Gy照射的體積較7野IMRT計劃低(P<0.05)，Dmean、Dmax無明顯差別(P>0.05)。膀胱：二弧VMAT計劃的Dmean、V30、V40均低于7野IMRT計劃(P<0.05)。股骨頭：兩種計劃劑量學(xué)限定無明顯差異(P>0.05)。見表3。

表1 VMAT和IMRT照射野內(nèi)人體組織低劑量照射分布

表2 VMAT和IMRT靶區(qū)劑量學(xué)比較

表3 兩種照射野危及器官劑量學(xué)比較

2.4 MU和治療時間比較 二弧VMAT 計劃中 MU 值(6 510.9±70.6)明顯低于7野IMRT計劃(1 349.4±68.3，P<0.05)。VMAT 的實際治療時間〔(132 ± 19)s〕明顯低于IMRT計劃〔(405±21)s,P<0.05〕。

3 討 論

相對于傳統(tǒng)放療技術(shù)，IMRT能更好地對靶區(qū)范圍劑量分布進行調(diào)節(jié)，同時降低周圍危及器官受量，從而提高放射療效，降低副反應(yīng)。但IMRT放療技術(shù)在一些方面存在劣勢，如治療時間延長、MU增加、人體組織接受低劑量照射范圍增大等。 VMAT作為目前最新的放射治療技術(shù)，解決了調(diào)強放療這些缺點。它是在調(diào)強放療技術(shù)和影像引導(dǎo)放射治療的基礎(chǔ)上，通過計算機系統(tǒng)和放射機器實現(xiàn)的精確放射治療技術(shù)?？赏瑫r操作機架角度和旋轉(zhuǎn)速度、劑量率、光闌、準(zhǔn)直器，通過動態(tài)多葉 準(zhǔn)直器(MLC)的連續(xù)運動，根據(jù)放射計劃靶區(qū)動態(tài)地改變照射野的形狀和大小進行調(diào)強照射治療。相關(guān)研究表明，與 IMRT 相比，VMAT 可降低人體組織接受照射分散度、減少放療機器輸出量、縮短患者接受治療時間〔6〕。

本研究表明，兩種放療技術(shù)均能滿足靶區(qū)劑量分布要求，但在CI和HI的比較中，二弧VMAT放療計劃明顯優(yōu)于7野IMRT放療計劃，這說明VMAT有更好的適形度和劑量均勻性，這與Cozzi等〔7〕的研究結(jié)果一致。對于未行手術(shù)接受根治性放療的宮頸癌患者，靶區(qū)劑量的優(yōu)化更為重要。 另外VMAT中的照射野內(nèi)人體組織低劑量體積低于IMRT，可以更好地保護正常組織，在理論上也降低了因放射引發(fā)第二原發(fā)腫瘤的風(fēng)險。在危及器官保護方面，Huang等〔8〕對13 例宮頸癌患者 VMAT 和IMRT計劃劑量學(xué)分析，結(jié)果顯示 VMAT 計劃在危及器官的保護方面有一定優(yōu)勢。相關(guān)文獻報道，接受放療的宮頸癌患者中重度放射性腸炎發(fā)生率5.3%～15.6%，放射性膀胱炎發(fā)生率為 2.48%～5.6%〔9〕。對于老年宮頸癌患者來說，出現(xiàn)此類并發(fā)癥后治療難度更大，嚴(yán)重影響生存質(zhì)量，減少危及器官放射受量理論上能夠降低此類放療副反應(yīng)的發(fā)生。在放療實施的實際過程中因患者自主呼吸、運動的不確定性，隨著治療時間的延長會出現(xiàn)實際體位與計劃體位匹配程度降低，因此減少治療時間能夠提高患者的依從性，降低治療誤差。VMAT計劃中MU值總和明顯低于IMRT，這減少了機器損耗，提高了加速器治療效率。但在放療計劃制定過程中，VMAT所用時間較IMRT長，優(yōu)化條件更為復(fù)雜，增加了物理師的工作量。本研究顯示VMAT作為一種先進的放療技術(shù)，在宮頸癌放療計劃制定中能更好地對靶區(qū)劑量進行優(yōu)化，減少危及器官受量，降低治療時間，減少機器損耗。但本研究樣本數(shù)量較少，可能存在樣本選擇的偏倚性，同時對于預(yù)后和放療副反應(yīng)需進一步的臨床觀察。

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〔2017-05-23修回〕

(編輯 袁左鳴/滕欣航)

劉林林(1970-)，女，教授，博士生導(dǎo)師，主任醫(yī)師，主要從事腫瘤的精確放療研究。

張道明(1994-)，男，在讀碩士，主要從事惡性腫瘤的放射治療研究。

R73

A

1005-9202(2017)14-3509-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.14.058