VMAT和IMRT技術在鼻咽癌放療海馬保護中可行性研究

熊超 葉威 王璐 龔敏勇

[摘要] 目的 研究靜態(tài)調強技術和容積旋轉調強治療技術在治療鼻咽癌時對海馬區(qū)的物理劑量學的差異性。 方法 對2016年5～11月入院的10例鼻咽癌患者采用：①容積旋轉調強治療技術V-MAT-HF（對海馬區(qū)有劑量限制）；②容積旋轉調強治療技術V-MAT（對海馬區(qū)不作劑量限制）；③9野靜態(tài)調強計劃9B-IMRT-HF（對海馬區(qū)有劑量限制）；④9野靜態(tài)調強計劃9B-IMRT（對海馬區(qū)不作劑量限制），記錄各患者靶區(qū)適形性CI、劑量均勻性HI腦海馬區(qū)HF的放射劑量，統(tǒng)計劑量學差異。 結果 鼻咽癌患者靶區(qū)容積旋轉調強技術（保護腦海馬區(qū)）對腦海馬區(qū)的劑量低于其他三種治療技術，其差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）；行保護性照射的容積調強技術對腦海馬區(qū)HF受照劑量遠遠低于其他三種治療技術，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。 結論 10例鼻咽癌患者靶區(qū)容積旋轉調強技術（保護腦海馬區(qū)）對腦海馬區(qū)的劑量明顯低于其他三種治療技術，VMAT保護海馬區(qū)技術可以認為是鼻咽癌患者放射治療的首選治療技術。

[關鍵字] 鼻咽癌；常規(guī)9野靜態(tài)調強治療；容積旋轉調強治療；腦海馬區(qū)放射劑量

[中圖分類號] R730.5 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2018）08-0079-03

Radiate dosimetry of volumetric modulated therapy on hippocampus in nasopharyngeal carcinoma

XIONG Chao YE Wei WANG Lu GONG Minyong

Cancer Center， Jiujiang First People's Hospital， Jiujiang inJiangxi Province， Jiujiang 333200，China

[Abstract] Objective To study the differences of physical dosimetry and biological indicators of hippocampus in the treatment of nasopharyngeal carcinoma by different volumetric modulated arc therapies （V-MAT）. Methods ①V-MAT-HF （dose-limiting for hippocampus）， ②V-MAT （no dose-limiting for hippocampus）， ③ 9-field intensity modulated radiation therapy-HF（9B-IMRT-HF） （dose-limiting for hippocampus） and ④9B-IMRT （no dose limitation for hippocampus） were used in 10 cases of nasopharyngeal carcinoma admitted from May 2016 to November 2016 in our hospital. Conformal index（CI）， Homogeneity index （HI） and radiation dose of HF in brainstem， spinal cord and hippocampus were recorded. Results The doses of V-MAT-HF（dose-limiting for hippocampus） to the hippocampus in patients with nasopharyngeal carcinoma were significantly lower than those of the other three therapeutic techniques（P<0.05）； HF dose to hippocampus of V-MAT with protective radiation was much lower than the other three techniques（P<0.05）. Conclusion The dose of V-MAT （protecting the hippocampus） of 10 patients with nasopharyngeal carcinoma is significantly lower than that of the other three therapeutic techniques. V-MAT which protects hippocampus can be considered as the preferred treatment of radiation therapy for patients with nasopharyngeal carcinoma.

[Key words] Nasopharyngeal carcinoma； Conventional 9-field intensity modulated radiation therapy； Volumetric modulated arc therapy； Radiation dose of hippocampus

放射治療是鼻咽癌綜合治療中重要的治療方法，研究證實部分鼻咽癌患者接受放療一段時間后出現言語能力下降、記憶力受損、神經認知功能下降等生活質量降低的表現[1-2]，而越來越多的研究顯示海馬區(qū)損傷是神經認知功能障礙的主要原因。目前鼻咽癌放射治療多采用9野調強技術和容積旋轉調強技術，在治療患者的同時是否能有效降低腦海馬區(qū)放射劑量、減少放療損傷卻少有文獻報道[3]。本研究分別采用VAMT和IMRT設計保護或不保護海馬的兩種計劃，研究鼻咽癌放療時海馬保護的可行性，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

入組10例患者，病理確診為鼻咽癌，KPS≥70，分別采用四種放療計劃，并對其進行分析。

1.2 靶區(qū)與危及器官的勾畫和治療前體位固定

由放療科主治醫(yī)師在CT影像上勾畫出：（1）勾畫腫瘤區(qū)GTV，計劃靶區(qū)PTV：在CTV基礎上外擴3 mm。由PGTV、PTV1、PTV2組成。（2）勾畫顱腦附近相關危及器官：晶體、眼球、顳葉、視神經、視交叉、腮腺、顳頜關節(jié)、下頜骨、腦干、脊髓等。（3）海馬回區(qū)的勾畫：海馬回區(qū)位于顳葉腹內側方、側腦室下角側面[4]。采用頭頸肩熱塑面罩固定，患者取仰臥位，在Phillip大孔徑CT模擬機下進行CT掃描，掃描范圍從頭頂部至鎖骨下3 cm，層厚3 mm，并放置體表參考標記，之后以相同體位和固定方式在MRI下掃描，將兩組圖像通過網絡系統(tǒng)傳輸到Pinnacle V9.2治療計劃系統(tǒng)，A組為V-MAT-HF海馬區(qū)保護性放療組，B組9B-IMRT對海馬區(qū)受量不做任何限制；C組為9B-HF海馬區(qū)保護性放療組，D組VMAT對海馬區(qū)受量不做任何限制。并做CI-MRI圖像融合。

1.3 計劃物理學、生物學參數的計算分析

1.3.1 對比各項參數 所選取的10例患者，其中男4例，女6例，年齡35～65歲，平均（52.34±6.25）歲，將后四組技術靶區(qū)的劑量適形指數CI、劑量均勻指數HI和腦海馬區(qū)HF的Dmax值分別與容積調強保護腦海馬區(qū)技術所得數據進行比較，并分析其統(tǒng)計學差異。

1.3.2 CI、HI計算公式如下 HI=（Dmax-Dmin）/Dmean，CI=（Vt，pi×Vt，pi）/（Vt×Vpi），其中Dmax為靶區(qū)中最大劑量，Dmin為靶區(qū)最小劑量，Dmean為靶區(qū)的平均劑量，Vt，pi為95%處方劑量等劑量線與靶區(qū)相交部分的體積、Vt為靶區(qū)總體積、Vpi為95%處方劑量等劑量線包繞的總的組織體積。

1.4 統(tǒng)計學方法

使用SPSS19.0對數據進行統(tǒng)計，采用方差檢驗，分析V-MAT保護腦海馬區(qū)技術與其他三種技術之間的差異，P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 目標靶區(qū)的適形性CI和均勻性HI

表1中所列VMAT保護海馬區(qū)技術與其他三種治療技術的靶區(qū)適形性CI和均勻性HI結果及統(tǒng)計分析。從表中顯示，容積旋轉調強治療組的靶區(qū)適形性和均勻性優(yōu)于9野調強治療組，差異有統(tǒng)計學意義，而容積旋轉調強治療組中，選擇保護腦海馬區(qū)和未對海馬區(qū)進行保護這兩種技術之間的靶區(qū)CI、HI值差異較小。

2.2 四種治療技術對腦海馬區(qū)劑量結果及統(tǒng)計學分析

V-MAT保護海馬區(qū)治療技術與其他三種技術相比沒有顯著差異；行保護性照射的容積調強技術對腦海馬區(qū)HF受照劑量遠遠低于其他三種治療技術，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。容積調強保護海馬區(qū)治療技術在不增加靶區(qū)其他正常組織照射劑量的同時能有效降低腦海馬區(qū)放射劑量、減少腦放療損傷。

3 討論

海馬區(qū)位于顳葉內側，是構成認知功能、定向能力、注意力集中的關鍵，同時海馬區(qū)細胞也是形成空間記憶能力的基礎[5-6]，損害海馬神經元祖細胞必然會減少新生細胞元，從而影響記憶力。放療導致的腦炎性反應，抑制并減弱神經發(fā)生，導致患者認知功能進行性下降。多項證據證明，放療是導致遠期認知功能損害的主要原因，且認知功能下降是進行性、不可逆的[7-8]，因此降低腦海馬區(qū)放射劑量顯得尤為重要。有資料調查顯示，成年人與兒童受放療認知損傷程度不同，大部分接受放療患兒中，均有不同程度的記憶功能障礙，并在放療后遠期出現學習能力較差、心理方面障礙等異常[9-10]，而成年患者發(fā)生認知障礙或其他記憶損傷的腦海馬區(qū)劑量閾值和概率則難以找到平均的數值，更易受其他治療方案的影響如化療、靶向藥物治療，生物治療等[11-12]。美國腫瘤放射治療協(xié)作組（radiation therapy oncology group，RTOC）的RTOG0933報告顯示海馬保護性全腦放療在神經認知功能及生存質量方面取得良好結果[13]。但海馬區(qū)保護勾畫范圍及劑量閾值則存在不同聲音，一些團體通過諸多基礎實驗指出，低劑量（2 Gy）即可降低NSC生存率50%，提示引起神經認知功能減退的放射劑量可能比既往預想的劑量（10 Gy）要低[14]。然而考慮到勾畫海馬區(qū)時已經對其外放3 mm的安全邊界，有可能卷入部分腫瘤區(qū)域，加上過低的劑量限值勢必影響附近腫瘤靶區(qū)的受照劑量，造成不良后果[15]。

本研究發(fā)現，通過容積旋轉調強和常規(guī)9野IMRT放射治療技術保護海馬區(qū)和未保護海馬區(qū)的4組研究數據對比，容積旋轉調強治療組的靶區(qū)適形性和均勻性優(yōu)于9野調強治療組，其結果具有統(tǒng)計學意義，不難發(fā)現容積調強保護海馬區(qū)的放療方式有效降低了腦海馬區(qū)的受照劑量；行保護性照射的容積調強技術對腦海馬區(qū)HF受照劑量遠遠低于其他三種治療技術，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。容積調強保護海馬區(qū)治療技術在不增加靶區(qū)其他正常組織照射劑量的同時能有效降低腦海馬區(qū)放射劑量、減少腦放療損傷。這在鼻咽癌5年生存率不斷提高的今天，有著顯著意義。

總之，對腦海馬區(qū)進行劑量保護的容積旋轉調強技術，可以有效降低患者的腦放療反應，保護患者的認知能力，提高患者后期生存質量，可以認為是鼻咽癌放射治療的首選治療新技術。值得注意的是，本文只考慮了單純放療的情況，對于同步放化療或聯(lián)合生物靶向治療等的患者，應考慮更多因素對海馬所造成損傷。

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（收稿日期：2017-11-07）