局限性前列腺癌SABR-VMAT的FF和FFF模式治療的劑量學(xué)比較

肖 應(yīng)

局限性前列腺癌SABR-VMAT的FF和FFF模式治療的劑量學(xué)比較

肖 應(yīng)

目的比較Varian Clinac ix帶均整過(guò)濾器(flattening filter，F(xiàn)F)和不帶均整過(guò)濾器(flattening filter free，F(xiàn)FF)治療模式對(duì)容積立體定向消融放射治療(SABR-VMAT)局限性前列腺癌劑量學(xué)的影響。方法對(duì)9例局限性前列腺癌患者的治療計(jì)劃回顧分析。分別給予35 Gy處方劑量，總分次為5次。采用6MV-FF和6MV-FFF模式為該9例患者設(shè)計(jì)SABR-VMAT計(jì)劃，分析2種治療模式對(duì)腫瘤劑量CI，HI及危及器官(OARs)的影響；通過(guò)模擬實(shí)施治療的方式比較2種治療模式對(duì)治療時(shí)間的影響。結(jié)果FFF和FF治療計(jì)劃都有很好的CI,HI和CN，OARs的劑量也能滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)置的劑量限值。在2種治療模式下，靶區(qū)及OARs的劑量沒(méi)有顯著的差異，靶區(qū)外2 cm處的近似最大劑量FFF略微優(yōu)于FF，分別為17.4 Gy和17.8 Gy,但沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。FFF的治療時(shí)間(2.5 min)明顯的低于FF(3.6 min)。結(jié)論SABR-VMAT FFF模式治療局限性前列腺癌在不影響腫瘤及危及器官劑量分布的情況下減少治療時(shí)間，有一定的臨床實(shí)用價(jià)值。

前列腺癌;SABR-VMAT;帶均整過(guò)濾器;不帶均整過(guò)濾器

(ThePracticalJournalofCancer,2017,32:1557～1560)

前列腺癌是常見(jiàn)的惡性腫瘤，約占男性腫瘤的五分之一。近年我國(guó)前列腺癌的發(fā)病率呈現(xiàn)持續(xù)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。放射治療是前列腺癌手術(shù)治療、內(nèi)分泌治療之外的1種重要治療手段。ZELEFSKY等[1]對(duì)接受放射治療劑量為66～86.4 Gy的2047例局限性前列腺癌患者接進(jìn)行長(zhǎng)期回訪(fǎng)，分析表明：處方劑量為86.4 Gy的患者較劑量?jī)H為75.6 Gy的患者在改善生化結(jié)果方面有顯著意義。常規(guī)劑量分割模式，NCCN 2014認(rèn)為低危前列腺癌患者照射劑量應(yīng)達(dá)到75.6～79.2 Gy，而中高危前列腺患者則需要81 Gy。因而前列腺腫瘤治療時(shí)間需8～10周?？紤]到總治療時(shí)間對(duì)腫瘤生物學(xué)劑量的影響以及長(zhǎng)時(shí)間治療給患者帶來(lái)的不便等因素，在保證腫瘤控制概率的前提下，減少治療分次、提高單次劑量是非常必要的。國(guó)外學(xué)者對(duì)前列腺癌患者行放射治療后的腫瘤控制概率進(jìn)行回顧分析，發(fā)現(xiàn)前列腺癌的α/β值在1～3 Gy之間[2]，該值小于周?chē)＜捌鞴偃绨螂住⒅蹦c的α/β值[3]。該研究意味著大劑量、低分割放射治療可使前列腺癌患者獲益。

1 資料與方法

1.1 使用設(shè)備

使用Varian Clinac ix電子直線(xiàn)加速器，kv CBCT圖像引導(dǎo)系統(tǒng)，40排西門(mén)子大孔徑CT模擬定位機(jī)Definition AS，Pinnacle 9.2治療計(jì)劃系統(tǒng)，帶膝托和腳托的CIVIC SABR體位固定裝置。

1.2 研究對(duì)象

2014年9月至2016年11月之間在我院放療科行SABR-VMAT的局限性前列腺癌患者9例，年齡52～81歲，平均年齡68歲。

1.3 CT圖像獲取與靶區(qū)勾畫(huà)

1.3.1 定位CT圖像獲取 患者服用瀉藥排空腸道并在CT掃描前一小時(shí)飲水300 ml；患者行仰臥位固定與體位固定支架上，掃描范圍為腰4椎體上沿至大腿骨上1/3處，掃描層厚3 mm。

1.3.2 勾畫(huà)靶區(qū)及OARs 在Pinnacle9.2醫(yī)生工作站融合患者M(jìn)R圖像和CT定位像，將患者前列腺定義為CTVP，精囊定義為CTVsv，CTV=CTVP+CTVsv。CTV前后方向外放6 mm，其它方向外放8 mm為PTV。勾畫(huà)膀胱(Bladder)、直腸(Rectum)、股骨頭(femoral heads：FHs)，結(jié)腸(Bowel)等危及器官。同時(shí)在PTV外2 cm處做厚度為1 cm的外環(huán)，定義為R2。

1.4 計(jì)劃設(shè)計(jì)與危及器官限值

所有治療方案皆采用雙弧設(shè)計(jì)：1個(gè)全弧(360°)，1個(gè)260°弧(230°～130°)；小機(jī)頭轉(zhuǎn)角5°；帶均整器(FF)模式劑量率：600 MU/min；不帶均整器(FFF)模式劑量率：1 400 MU/min。PTV處方劑量為35 Gy，7 Gy/f，5f完成治療。靶區(qū)(PTV)劑量覆蓋要求如下：①PTV D95%≥33.3 Gy(95%處方劑量),PTV D100%≥31.5 Gy，PTV Dmax≤39.2 Gy(112%處方劑量)②CTVP V100%≥33.3 Gy(100%CTV體積受照劑量)；③適形度指數(shù) CI<1.2；④盡可能達(dá)到ICRU83推薦的處方劑量要求。危及器官劑量限值如表1。

1.5 數(shù)據(jù)采集及評(píng)價(jià)

我們對(duì)本研究中的所有病例的不同治療模式(FF、FFF)之間進(jìn)行DVH累積劑量對(duì)比，同時(shí)也對(duì)分次總MU和模擬治療時(shí)間(EDT)進(jìn)行比較。根據(jù)ICRU83報(bào)告[4]，我們記錄了PTV的中位劑量(D50%)，最大劑量(D2%)，最小劑量(D98%)和D95%；CTV的中位劑量(D50%)，最大劑量(D2%)，最小劑量(D98%)和V100%。靶區(qū)體積(PTV)的適形指數(shù)CI，均勻性指數(shù)HI和構(gòu)象數(shù)CN等也進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)：其中CI=V95%(95%等劑量線(xiàn)包含體積)/VPTV，CI接近1表示給予處方劑量的照射體積接近腫瘤(PTV)體積，CI越大表明周?chē)＝M織器官受處方劑量照射體積越大；HI=(D2%-D98%)/D50%，理想狀態(tài)HI=0，表示腫瘤近似最大劑量和近似最小劑量重合，腫瘤劑量最均勻；CN=(PTVV95%/VPTV)*(PTVV95%/V95%)，CN考慮了腫瘤體積和處方劑量體積之間的空間位置關(guān)系。另外OARs的統(tǒng)計(jì)量包括:平均劑量和D2%(表示近似最大劑量)；對(duì)膀胱、直腸增加V95%，V80%，V50%和V20%分別表示非常高，高，中間和低劑量照射體積。用R2(PTV外2 cm處的1 cm厚度環(huán))的V2%來(lái)近似描述腫瘤外劑量梯度。

表1 治療計(jì)劃OARs劑量體積限值

2 結(jié)果

2.1 2種治療模式對(duì)PTV、CTV的劑量覆蓋

對(duì)本研究20個(gè)SABR-VMAT計(jì)劃的劑量分析，發(fā)現(xiàn)使用FF模式和FFF模式對(duì)PTV、CTV的劑量覆蓋并沒(méi)有顯著差異，如表2。所有治療計(jì)劃的劑量均勻性都非常好CI < 1.12，平均構(gòu)象數(shù)CN>0.89，靶區(qū)(PTV)劑量均勻性指數(shù)HI不高于0.14，平均最大近似劑量的偏差<0.8 Gy。

2.2 2種模式OARS劑量比較

在所有的SABR治療計(jì)劃中，有小部分OARs的劑量體積達(dá)不到預(yù)設(shè)的限值，尤其是當(dāng)CTV>70 cc時(shí)，OARs限值與PTV的劑量覆蓋之間的對(duì)立關(guān)系比較強(qiáng)烈。因此在做這些治療計(jì)劃時(shí)需要在OARs和靶區(qū)劑量方面做一個(gè)妥協(xié)，為保證治療中減少對(duì)正常組織器官的損傷，我們?cè)试S稍微降低部分OARs如膀胱和直腸的限值條件，盡可能減少對(duì)靶區(qū)劑量的影響。6MV FFF SABR膀胱和直腸的劑量分布略好于6MV FF SABR，如直腸的平均中等劑量體積(V50%)FFF模式比FF模式小2.5%，但是并未見(jiàn)有顯著意義。這種劑量區(qū)別產(chǎn)生的原因可能是FFF模式下取消了均整器，減少了來(lái)自加速器機(jī)頭內(nèi)的散射線(xiàn)和漏射線(xiàn)，從而野外劑量降低進(jìn)而減少了野外正常組織因射線(xiàn)散射造成的照射[5]。對(duì)比2種模式下的治療計(jì)劃，也未發(fā)現(xiàn)結(jié)腸，股骨頭的劑量體積有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的差別。OARs劑量比較如表3。

表2 CTV，PTV劑量覆蓋比較

表中Dx%表示最小x%體積接受的劑量，單位 Gy；Vx%表示接受x%劑量的體積，單位 cc。

表3 OARs受照射劑量比較表

表中Dx%表示最小x%體積接受的劑量；Vx%表示接受x%劑量的體積。

2.3 2種治療模式下MV、EDT及R2 V2%的比較

FF SABR的機(jī)器跳數(shù)為(1864±142)MU，EDT為(3.6±0.23)min；FFF SABR的機(jī)器跳數(shù)為(1970±165)MU，EDT為(2.4±0.16)min；R2 V2%對(duì)應(yīng)FF SABR和FFF SABR分別為(17.8±0.5)Gy和(17.4±0.5)Gy。與FF相比，F(xiàn)FF SABR需要更多的MU(t=-10.507，P<0.05)，但是治療時(shí)間明顯縮短(t=54.018，P<0.05)。劑量梯度FFF SABR稍好于FF SABR，但是沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.221，P=0.057)。

3 討論

前列腺癌的前期研究表明低分次劑量放療，大分次劑量照射具有一定的放射生物學(xué)優(yōu)勢(shì)[6]。近期的證據(jù)也認(rèn)為前列腺癌具有較低的α/β值，估計(jì)其為0.9～2.2 Gy低于直腸的3 Gy，這樣理論上前列腺癌具有比較敏感的分次劑量依賴(lài)[7]。根據(jù)二次線(xiàn)性模型，前列腺癌較低的 α/β值可以通過(guò)SABR實(shí)施超大分割治療以獲得較好的治療比。相對(duì)于IMRT，SABR-VMAT治療前列腺癌的優(yōu)點(diǎn)為靶區(qū)劑量的適形度高，腫瘤劑量覆蓋很好而且OARs的劑量分布也比較好。和常規(guī)治療模式相比，VMAT的1個(gè)特點(diǎn)是治療時(shí)間短。SABR-VMAT FFF在前列腺癌放療中的運(yùn)用被大量研究，并且認(rèn)為是安全有效的1種治療手段[8]。

前列腺癌放射治療的精準(zhǔn)度受周?chē)鞴傩螒B(tài)，位置變化以及膀胱、直腸充盈程度影響，同時(shí)前列腺本身也會(huì)發(fā)生位置和形態(tài)的變化。因此行前列腺癌SABR前需要進(jìn)行CBCT圖像引導(dǎo)擺位。Zelefsky等[9]分析高惡性前列腺癌行IMRT前有無(wú)IGRT的療效，發(fā)現(xiàn)有IGRT的IMRT治療效果比單純IMRT的要好，在降低遲發(fā)型泌尿系統(tǒng)毒性反應(yīng)方面也有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此行SABR-VMAT 前列腺放療必先要行IGRT以保證治療實(shí)施的精確性。

PTV、CTV使用FF和FFF模式SABR-VMAT治療計(jì)劃的DVH數(shù)據(jù)上非常接近。在為9例患者制作的治療計(jì)劃都可以比較完好地達(dá)到計(jì)劃預(yù)設(shè)目標(biāo)：CTV V98%>98%，PTV V95%>95%。2種模式的OARs劑量差別也不明顯。但是直腸，膀胱的D50%FFF治療模式比FF低一些，直腸的D50% 平均差別為2.5%。這可能是均整器去掉之后，散射線(xiàn)減少，射野外的劑量降低的緣故。總體而言，2種治療模式下OARs的吸收記錄沒(méi)有明顯差異。但是，F(xiàn)FF SABR-VMAT可以有效地減少患者治療時(shí)間。靶區(qū)外2 cm的最大劑量FFF SABR-VAMT略低于FF，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

雖然通過(guò)上面的討論，我們可以知道SABR-VMAT 放射治療已初步確認(rèn)其在前列腺癌放療中的臨床療效。但是這種超高劑量治療模式的放射生物效應(yīng)我們并不是非常了解。因此，需要更長(zhǎng)時(shí)間的追蹤行SABR-VMAT患者的生化控制率以及晚期的不良反應(yīng)，為這種治療方法提供更堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)。雖然SABR-VMAT FFF治療相對(duì)于SABR-VMAT FF并沒(méi)有顯示出明顯的劑量學(xué)優(yōu)勢(shì)，但是有效縮減了治療時(shí)間，可以改善患者的治療體驗(yàn)。

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(編輯：甘艷)

ComparisontheDoseDistributionofVMAT-SABRwithFlatteningFilter(FF)andFlatteningFilter-free(FFF)TreatmentPlansforLocalizedProstateCancer

XIAOYing.

GanzhouCancerHospital,Ganzhou,341000

ObjectiveTo study the differences in VMAT-SABR treatmen plans dose distribution using Varian Clinac ix with flattening filter (FF) and flattening filter-free (FFF) modes for localized prostate cancer.MethodsRetrospective analyzed the treatment plans of 9 patients with localized prostate cancer.Treatment plans in 6 MV-FF and 6 MV-FFF modes for each patients were designed,all plans prescribed 35 Gy in 5 fractions of 7 Gy each.Analyzed the impact on CI and HI of cancer dose distribution and OARs dose distribution in 2 VMAT-SABR modes and also analyzed the treatment time differences in simulating treatment delivery.ResultsFor all plans,the dose distribution of cancer have good CI、HI and CN,and the dose of OARs can meet dose limits as well;There had no significant difference in dose distribution of cancer and OARs with 2 VMAT-SABR modes,the near-max dose at 2 cm outside cancer were 17.4 Gy and 17.8 Gy for FFF and FF modes respectively with no statistically significant difference;FFF mode had less treatment delivery time than FF,2.5 min vs 3.6 min.ConclusionUnder the circumstance of no significant change of cancer and OARs dose distributions,the FFF mode VMAT-SABR can reduce treatment delivery time campared with FF mode.FFF mode VMAT-SABR has clinical practical value for localized prostate cancer.

Prostate cancer;SABR-VMAT;Flattening filter;Flattening filter free

341000 江西省贛州市腫瘤醫(yī)院

10.3969/j.issn.1001-5930.2017.09.048

R737.25

A

1001-5930(2017)09-1557-04

2017-05-24

2017-07-15)