直腸癌放療不同技術(shù)和體位對小腸受照劑量的影響

薛波　陳國付

[摘要] 目的 探討不同直腸癌放療技術(shù)對小腸受照劑量的影響。 方法 選擇2015年3月～2018年3月在我院診斷治療的直腸癌患者31例為研究對象。所有患者照射方案包括俯臥位3D-CRT、仰臥位3D-CRT、俯臥位IMRT與仰臥位IMRT。比較兩種治療體位PTV、小腸、膀胱照射體積，比較相同治療體位兩種照射技術(shù)小腸受照體積及相同照射技術(shù)不同體位小腸受照體積。 結(jié)果 兩組體位靶區(qū)PTV與小腸照射體積比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；俯臥位膀胱照射體積顯著小于仰臥位，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。俯臥位3D-CRT放療技術(shù)小腸V45受照體積顯著高于IMRT，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。仰臥位3D-CRT放療技術(shù)小腸V45受照體積顯著高于IMRT，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。3D-CRT技術(shù)下仰臥位小腸V45顯著高于俯臥位，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。IMRT放療技術(shù)下仰臥位小腸V45顯著高于俯臥位，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。 結(jié)論 相同的體位，IMRT相對于3D-CRT小腸照射劑量更少，而相同的照射技術(shù)下，俯臥位小腸V45更小，提示俯臥位照射能夠減少小腸的受照劑量。

[關(guān)鍵詞] 直腸癌；放療；體位；小腸；受照劑量

[中圖分類號] R735.37 [文獻標(biāo)識碼] B [文章編號] 1673-9701（2018）24-0070-05

Effect of different techniques and position of rectal cancer radiotherapy on the dose of small intestine

XUE Bo CHEN Guofu

Department of Radiation Physics， Zhejiang Cancer Hospital， Hangzhou 310022， China

[Abstract] Objective To investigate the effect of radiation therapy on the dose of small intestine in different rectal cancers. Methods 31 patients with rectal cancer diagnosed and treated in our hospital from March 2015 to March 2018 were selected as subjects. The exposure regimens of all patients included prone 3D-CRT， supine 3D-CRT， prone IMRT and supine IMRT. The two treatment positions PTV， small intestine and bladder irradiation volume were compared. The small intestine exposure volume by two irradiation techniques in the same treatment position was compared. And the small intestine exposure volume by the same irradiation technique in different body position was compared. Results There was no significant difference in body position target PTV and the exposure volume of small intestine between the two groups（P>0.05）. The volume of bladder irradiation in the prone position was significantly smaller than that in the supine position， and the difference was statistically significant（P<0.05）. In the prone position 3D-CRT radiotherapy technique， the small intestine V45 exposure volume was significantly higher than that of IMRT， and the difference was statistically significant（P<0.05）. In the supine position 3D-CRT radiotherapy technique， the volume of small intestine V45 was significantly higher than that of IMRT， and the difference was statistically significant（P<0.05）. Under the 3D-CRT technique， the V45 of the small intestine in the supine position was significantly higher than that in the prone position， and the difference was statistically significant（P<0.05）. Under the IMRT radiotherapy technique， the V45 of the small intestine in the supine position was significantly higher than that in the prone position， and the difference was statistically significant（P<0.05）. Conclusion In the same position， the dose of IMRT is less than that of the 3D-CRT in small intestine. Under the same irradiation technique， the dose of V45 in the prone position is smaller， suggesting that the prone position can reduce the exposure dose of the small intestine.

[Key words] Rectal cancer； Radiotherapy； Position； Small intestine； Exposure dose

直腸癌是我國常見的消化道惡性腫瘤，估計每年以4%的速度在增加，發(fā)病率居惡性腫瘤的第四位。手術(shù)治療、放療是治療直腸癌的主要方法。放療是利用放射線治療腫瘤的一種局部治療方法。放射線包括放射性同位素產(chǎn)生的α、β、γ射線和各類X射線治療機或加速器產(chǎn)生的X射線、電子線、質(zhì)子束及其他粒子束等。在CT影像技術(shù)和計算機技術(shù)發(fā)展幫助下，現(xiàn)在的放療技術(shù)由二維放療發(fā)展到三維放療、四維放療技術(shù)，放療劑量分配也由點劑量發(fā)展到體積劑量分配及體積劑量分配中的劑量調(diào)強[1]。三維適形放射治療是一種高精度的放射治療。它利用CT圖像重建三維的腫瘤結(jié)構(gòu)，通過在不同方向設(shè)置一系列不同的照射野，并采用與病灶形狀一致的適形擋鉛，使得高劑量區(qū)的分布形狀在三維方向（前后、左右、上下方向）上與靶區(qū)形狀一致，同時使得病灶周圍正常組織的受量降低[2]。調(diào)強放療（intensity modulated radiation therapy，IMRT）即調(diào)強適形放射治療是三維適形放療的一種，要求輻射野內(nèi)劑量強度按一定要求進行調(diào)節(jié)，簡稱調(diào)強放療。它是在各處輻射野與靶區(qū)外形一致的條件下，針對靶區(qū)三維形狀和要害器官與靶區(qū)的具體解剖關(guān)系對束強度進行調(diào)節(jié)，單個輻射野內(nèi)劑量分布是不均勻的但是整個靶區(qū)體積內(nèi)劑量分布比三維適形治療更均勻[3]。本研究通過比較不同體位不同放療技術(shù)對直腸癌患者小腸受照劑量的影響。現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料

選擇2015年3月～2018年3月在我院診斷治療的直腸癌患者31例為研究對象，其中男11例，女20例，年齡45～76歲，平均（55.8±10.3）歲；腫瘤距離肛門緣5～12 cm，平均（10.2±2.1）cm。

1.2 放療方法

（1）定位方法：所有患者均采用俯臥位以及仰臥位定位。俯臥位：患者俯臥在固定裝置上，雙手交叉，向上置于前方。仰臥位：患者平臥在固定裝置上，雙手交叉，放置在頭頂。CT掃描范圍第四腰椎至肛緣下5 cm，肛緣用鉛絲標(biāo)記。CT掃描層厚0.5 cm，將掃描圖像輸入放療計劃系統(tǒng)。（2）靶區(qū)勾畫：包括瘤床、髂外、髂內(nèi)、骶前、直腸周圍淋巴結(jié)，頭、腳方向向外擴1 cm，腰背側(cè)加0.5 cm，上下外加0.8 cm，形成PTV。器官勾畫包括小腸、膀胱、股骨頭，小腸勾畫上界為PTV上3 cm。（3）設(shè)計放療計劃：在計劃系統(tǒng)上根據(jù)俯臥位、仰臥位CT圖像分別制定三維適形放療和調(diào)強放療計劃，設(shè)計俯臥位3D-CRT，仰臥位3D-CRT，仰臥位IMRT以及俯臥位IMRT（封三圖1～3）。（4）3D-CRT：3野；射線能量根據(jù)PTV至皮膚表面的距離選擇6 MV或者10 MV，射野對PTV適形，外擴0.5 cm；95% PTV 處方劑量為50 Gy，每周5次；OAR限量：小腸Dmax<53 Gy，同時劑量降低V15-40，旁觀Dmax<53 Gy，V50<50%，股骨頭Dmax<40 Gy。（5）IMRT計劃：5野；射線能量6 mV；俯臥位射野角度：0、100、150、210、260；仰臥位射野角度與俯臥位相反；PTV 95%處方劑量50 Gy，每周5次，Dmax<110%。OAR限量：小腸Dmax<53 Gy，同時劑量降低V15-40，旁觀Dmax<53 Gy，V50<50%，股骨頭Dmax<40 Gy。

1.3研究方法

比較兩種治療體位PTV、小腸、膀胱照射體積；比較相同治療體位兩種照射技術(shù)小腸受照體積（V15，V45）；比較相同照射技術(shù)不同體位小腸受照體積（V15，V45）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS12.0統(tǒng)計學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進行分析，計數(shù)資料采用卡方檢驗，計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用t檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1 兩種體位靶區(qū)及OAR體積

見表1。兩種體位靶區(qū)PTV與小腸照射體積比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；俯臥位膀胱照射體積顯著小于仰臥位，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。

2.2俯臥位不同放療技術(shù)小腸受照體積

見表2。俯臥位3D-CRT放療技術(shù)小腸V45受照體積顯著高于IMRT，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。

2.3仰臥位不同放療技術(shù)小腸受照體積

見表3。仰臥位3D-CRT放療技術(shù)小腸V45受照體積顯著高于IMRT，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。

2.4 3D-CRT技術(shù)下不同體位小腸受照體積

見表4。3D-CRT技術(shù)下仰臥位小腸V45顯著高于俯臥位，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。

2.5 IMRT放療技術(shù)下不同體位小腸受照體積

見表5。IMRT放療技術(shù)下仰臥位小腸V45顯著高于俯臥位，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。

3討論

結(jié)腸癌具有較高的發(fā)病率與死亡率，并且發(fā)病率有上升的趨勢，發(fā)病原因與飲食、遺傳、生活方式等密切相關(guān)。大部分患者可接受根治性手術(shù)。目前臨床上主要的治療方法包括手術(shù)、化療、放療以及其他，如生物靶向等，手術(shù)、放化療是主要的治療方法。放射療法是用X線、γ線、電子線等放射線照射在癌組織，由于放射線的生物學(xué)作用，能最大量地殺傷癌組織，破壞癌組織，使其縮小。這種療法是利用放射線對癌細胞的致死效果的療法，由于足夠的放射劑量僅是對被照射部位有治療效果，所以也是一種局部治療方法。細胞對放射線的敏感性，是在分裂期最高，在DNA合成期其敏感性最低。在放射區(qū)內(nèi)，高劑量放射能可傷害或消減癌細胞，但也會影響到正常細胞[4-5]。隨著放療技術(shù)的發(fā)展，在不影響治療的情況下，減少對周圍組織的照射，是臨床研究的重點。立體定向放射治療是由瑞典神經(jīng)外科學(xué)家提出來，主要用于治療顱內(nèi)良惡性病變。其特征是多個小野三維集束單次大劑量照射[6-8]。容積弧形調(diào)強放射治療技術(shù)也是較新的一種放療技術(shù)，是在圖像引導(dǎo)放射治療計數(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，可滿足全身各部位腫瘤治療的需要，更適合早期癌癥的治療，其具有快準(zhǔn)優(yōu)的特點。因臨床樣本量較少，本次研究中并沒將這種新型放療技術(shù)納入研究，期待今后的研究中能夠進行分析。本研究主要分析3D-CRT與IMRT不同體位對小腸受照劑量的影響。

3D-CRT即適形放療，也成為立體放射治療，三維放療主要是從體部常規(guī)放療發(fā)展而來，目的是改善靶區(qū)的劑量分布，使得高劑量分布區(qū)與靶區(qū)的三維立體形狀的適合度比常規(guī)放療大有提高，徹底減少周圍正常器官和組織被照射[9-11]。3D-CRT對正常組織的受量很小，安全性提高，并發(fā)癥很少且輕微，所以放療醫(yī)師敢于將靶區(qū)的單次量和總劑量比常規(guī)放療顯著提高，縮短療程，從而明顯提高腫瘤的局部控制率。增量、加速的三維適形放療在提高局控率的同時也必然減少就近擴散和遠處轉(zhuǎn)移的可能，提高生存率，減少合并癥，提高生存質(zhì)量[12-14]。3D-CRT在殺滅腫瘤方面，像手術(shù)那樣將足夠的高劑量應(yīng)用于病灶上，使高劑量區(qū)劑量分布的形狀在三維方向上與靶區(qū)的實際形狀一致；在保護正常組織器官方面，通過BEV、擋鉛等使線束躲避重要敏感器官，對次要的不敏感正常組織也要通過多野、拉弧等，把劑量分散到大大低于容許劑量[15，16]。

調(diào)強適形放療（IMRT）不但要求高劑量分布形狀與靶區(qū)形狀相一致，而且要求靶區(qū)內(nèi)計量分布也要符合一定的要求[17]。調(diào)強是將直接加速器或鈷-60治療機的均勻劑量輸出的射野變?yōu)椴痪鶆騽┝枯敵龅纳湟斑^程。在照射方向上，照射野的形狀必須與病變的投影形狀一致，照射野內(nèi)逐點的輸出劑量率必須按照要求的方式進行調(diào)整。IMRT最小射線束單元，用于強度分布優(yōu)化或計算劑量時分解調(diào)強射線束，是分割出的最小單位；將臨床要求用各個體積的劑量要求表達出來，設(shè)定各劑量限制條件的權(quán)重或有限度即優(yōu)化時各個條件的重要程度；從大量的函數(shù)中尋找最優(yōu)解過程，確定照射野。調(diào)強的原理是利用X射線橫向CT成像的逆原理，得到類似CT橫斷層影像的適形分布，是常規(guī)計劃的逆過程，稱為逆向計劃設(shè)計。IMRT中的滑窗技術(shù)是在射線不斷的情況下通過調(diào)整葉片運動速度和劑量率來實現(xiàn)調(diào)強，葉片運動完成經(jīng)過驗證后才出光，所以它的劑量是連續(xù)的，它要求葉片位置的精度和速度?；凹夹g(shù)以瓦里安為代表，特點是調(diào)強實現(xiàn)速度快。IMRT的核心技術(shù)是同步整合推量加速照射技術(shù)，在同一個計劃中能夠把所有靶區(qū)包括鎖骨上區(qū)涵蓋在同一照射野中，同時實現(xiàn)大野照射及小野的追加劑量照射，即原發(fā)灶區(qū)給予高劑量照射的同時亞臨床灶或選擇性治療區(qū)予以較低劑量的照射，所以同一進程中不同靶區(qū)的分次劑量不同，需要采用新的分割策略。其優(yōu)點是整個治療過程中僅用一個治療計劃，簡單，效率高，不易出錯，適形度好，劑量分布滿意，具有物理和生物優(yōu)化的優(yōu)點。與3D-CRT比較，IMRT具有以下特點：對靶區(qū)定義準(zhǔn)確性的要求更高，臨床處方劑量要求更明確，選擇射野方向的規(guī)則不同，選擇能量的規(guī)則不同，確定射野形狀的規(guī)則相同，確定射野強度分布的方向只能逆向，不能正向，評價治療計劃質(zhì)量的指標(biāo)有所不同，計劃驗證的方法有所不同。IMRT要求靶區(qū)定義準(zhǔn)確，IMRT提供了與靶區(qū)高度適形劑量分布的物理手段，這意味著正確的靶區(qū)，正確的適形，錯誤的靶區(qū)，錯誤的適形[18]。給定靶區(qū)處方劑量，該劑量應(yīng)至少包括95%體積的靶區(qū)，給定危及器官的耐受劑量要求。

在本次研究中，兩組體位靶區(qū)PTV與小腸照射體積比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；俯臥位膀胱照射體積顯著小于仰臥位，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。俯臥位3D-CRT放療技術(shù)小腸V45受照體積顯著高于IMRT，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。仰臥位3D-CRT放療技術(shù)小腸V45受照體積顯著高于IMRT，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。3D-CRT技術(shù)下仰臥位小腸V45顯著高于俯臥位，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。IMRT放療技術(shù)下仰臥位小腸V45顯著高于俯臥位，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。這個結(jié)果提示，相同的體位，IMRT相對于3D-CRT小腸V15沒有顯著差異，但是V45顯著下降，這個結(jié)果提示IMRT能夠顯著降低小腸較高劑量的照射體積，減少小腸受照損傷。而相同的照射技術(shù)下，俯臥位小腸V45更小，提示俯臥位照射能夠減少小腸的受照劑量。IMRT靶區(qū)劑量分布適形度好，優(yōu)化配置射野內(nèi)各線束的權(quán)重，使高劑量區(qū)分布的形狀在三維方向上與靶區(qū)的實際形狀一致，劑量分布更均勻[19]。靶區(qū)周圍的正常組織受高劑量輻射的體積顯著減少，從而可以較大幅度的增加腫瘤劑量和減少正常組織的受量，提高腫瘤控制率和降低正常組織并發(fā)癥的發(fā)生率[20]。潛在的治療效率高，除計算機控制的多葉光柵外，無需其他的射野形狀修飾裝置。多劑量水平同步照射。IMRT具有精確定位、精確計劃、精確照射、高精度、高劑量、高療效、低損傷的優(yōu)點。IMRT靶區(qū)的劑量最大，周圍正常組織受量最小，靶區(qū)的定位和照射最準(zhǔn)，靶區(qū)內(nèi)劑量分布最均勻。

綜上所述，相同的體位，IMRT相對于3D-CRT小腸照射劑量更少，而相同的照射技術(shù)下，俯臥位小腸V45更小，提示俯臥位照射能夠減少小腸的受照劑量。因此從臨床上來說采用俯臥位IMRT進行直腸癌放療小腸受照劑量最小。

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（收稿日期：2018-05-07）