適形指數(shù)在宮頸癌放療評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

楊玉剛 ，齊洪志，許林，郝潔 ，尚革，張瑞麗

1.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤中心，新疆烏魯木齊830054；2.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院昌吉分院博士后工作站，新疆昌吉831100

前言

宮頸癌發(fā)病率逐年增加，農(nóng)村宮頸癌發(fā)病年率明顯高于城鎮(zhèn)［1］，尤其在新疆農(nóng)牧民地區(qū)更明顯。放射治療作為宮頸癌的主要治療手段之一，影響治療效果好壞的重要因素是治療靶區(qū)是否覆蓋足夠的根治劑量，影響患者生存質(zhì)量的重要因素是靶區(qū)周?chē)＜捌鞴偎苷丈鋭┝康亩嗌?。調(diào)強(qiáng)放療（Intensity-Modulated Radiotherapy,IMRT）是治療宮頸癌的有效手段之一［2-3］。近年來(lái)，盡管各國(guó)針對(duì)宮頸癌放射治療都進(jìn)行了不少研究，也取得了一定效果，但其療效以及生存率并未明顯提高［4］。Stewart等［5］的研究認(rèn)為，膀胱在排空狀態(tài)所受劑量低于充盈狀態(tài)。Kobzda等［6］對(duì)45例行三維后裝治療計(jì)劃的宮頸癌患者在膀胱排空和充盈狀態(tài)下分別進(jìn)行比較，結(jié)果顯示膀胱2、0.1 cm3所受劑量在排空狀態(tài)低于充盈狀態(tài)。而Hung等［7］的研究則認(rèn)為膀胱充盈與否對(duì)膀胱所受劑量沒(méi)有影響。有學(xué)者指出，約93.3%的患者出現(xiàn)放療后體質(zhì)量和體質(zhì)量指數(shù)（BMI）減輕，體質(zhì)量減輕范圍為0.75～8.50 kg［8］。準(zhǔn)確評(píng)價(jià)放療計(jì)劃是放射治療中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)［9］，但在宮頸癌患者實(shí)際放射治療中，患者膀胱充盈程度、直腸中糞便和氣體體積的差異都會(huì)影響放射治療中的臨床評(píng)價(jià)。靶區(qū)的實(shí)際受照劑量與初始計(jì)劃存在的較大差異會(huì)使患者產(chǎn)生較嚴(yán)重的腸道反應(yīng)，引起痔瘡和腹瀉［10-11］。本文對(duì)宮頸癌患者每周放療前進(jìn)行CT掃描，對(duì)圖像進(jìn)行融合，勾畫(huà)靶區(qū)、危及器官，將放療計(jì)劃進(jìn)行移植來(lái)研究探討適形指數(shù)是否可以作為宮頸癌放療計(jì)劃評(píng)價(jià)的一個(gè)指標(biāo)。

1 資料與方法

1.1 病歷資料

選取2016年10月～12月于新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院進(jìn)行放療的宮頸癌IIIb期患者10例，平均年齡52歲。放療計(jì)劃處方量50 Gy，單次2 Gy，共25次。

1.2 設(shè)備材料

瓦里安直線(xiàn)加速器（其最大野為40 cm×40 cm，配有60對(duì)多葉光柵），Eclipse計(jì)劃系統(tǒng)（8.9版本），飛利浦Bril-liance Big Bore CT模擬定位機(jī)。

1.3 研究方法

對(duì)宮頸癌IIIb期放療患者進(jìn)行定位、勾畫(huà)靶區(qū)并做7野、5野IMRT計(jì)劃，4野適形放療計(jì)劃。

患者每周放療前在飛利浦CT模擬定位機(jī)上進(jìn)行掃描，然后在TPS上采用圖像融合技術(shù)對(duì)掃描圖像進(jìn)行靶區(qū)和危及器官的勾畫(huà)，如圖1、2所示。

圖1 首次定位（a、b、c）時(shí)和某次治療前（d、e、f）的CT圖像Fig.1 CT images for the first positioning(a,b,c)and before a treatment(d,e,f)

在TPS上將首次定位圖像的放療計(jì)劃移植到每周掃描的圖像上，并計(jì)算適形度指數(shù)，對(duì)計(jì)劃靶區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)；以及評(píng)價(jià)膀胱、直腸體積變化引起其受量的變化。圖3、圖4為首次定位和某次治療前同一層面因膀胱和直腸形態(tài)不同導(dǎo)致的劑量分布情況以及劑量體積直方圖（Dose Volume Histogram,DVH）。

劑量評(píng)估及統(tǒng)計(jì)學(xué)方法：比較放療靶區(qū)的適形度指數(shù)（Conformity Index,CI），CI=（VDT_PTV/VDT）×（VDT_PTV/VPTV），其中VPTV為PTV的體積，VDT_PTV為接受處方劑量的PTV體積，VDT為接受處方劑量的全體積，CI越接近1代表計(jì)劃適形度越好；均勻性指數(shù)（Heterogeneity Index,HI)，HI=D5%/D95%，其中D5%、D95%分別為5%和95%靶體積所受的劑量，HI越接近1代表靶區(qū)劑量均勻性越好。比較串型危及器官的Dmax和并型危及器官的 V50、V40、V30，Vx是指器官所受xGy照射的體積。結(jié)合以上參數(shù)通過(guò)SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件，采用差異性配對(duì)t檢驗(yàn)和相關(guān)性分析方法分析比較。

圖2 融合圖像上靶區(qū)勾畫(huà)情況Fig.2 Target areas segmented on fused image

圖3 首次定位（a、b、c）時(shí)和某次治療（d、e、f）前的劑量分布情況Fig.3 Dose distributions at first positioning(a,b,c)and before a treatment(d,e,f)

圖4 DVH對(duì)比分析情況Fig.4 Dose-volume histogram analysis

2 結(jié)果

不同計(jì)劃靶區(qū)劑量CI評(píng)價(jià)的相關(guān)性分析見(jiàn)圖5。從圖5可看出首次計(jì)劃的CI與實(shí)際治療中CI呈正向高度相關(guān)，且7野IMRT的CI相關(guān)性要高于5野IMRT和4野適形計(jì)劃的。首次計(jì)劃的HI與實(shí)際治療中HI相關(guān)性分析見(jiàn)圖6，可看出HI呈弱相關(guān)。

圖5 不同計(jì)劃靶區(qū)劑量CI相關(guān)分析表Fig.5 Correlation analysis on the conformity index of target areas in different plans

圖6 不同計(jì)劃靶區(qū)劑量HI相關(guān)分析表Fig.6 Correlation analysis on the homogeneity index of target areas in different plans

10例患者7野IMRT中膀胱和直腸評(píng)價(jià)的分析見(jiàn)圖7、圖8。從圖7可看出膀胱體積的變化影響膀胱V50、V40、V30的變化。實(shí)際治療時(shí)膀胱體積比首次定位時(shí)較小的情況下，膀胱V50、V40受量變化比較大，而V30變化不大。從圖8可看出直腸體積的變化影響直腸V50、V40、V30的變化。實(shí)際治療時(shí)直腸體積比首次定位時(shí)較大的情況下，直腸V50、V40受量變化比較大，而V30變化不大。

圖7 7野調(diào)強(qiáng)計(jì)劃中10例患者膀胱參數(shù)在首次計(jì)劃與實(shí)際治療中的比較Fig.7 Comparison of bladder parameters of 10 patients between 7-field IMRT plan and the first plan

圖8 7野調(diào)強(qiáng)計(jì)劃中10例患者直腸參數(shù)在首次計(jì)劃與實(shí)際治療中的比較Fig.8 Comparison of rectum parameters of 10 patients between 7-field IMRT plan and the first plan

7野IMRT中股骨頭體積沒(méi)有變化，首次定位做放療計(jì)劃時(shí)股骨頭和實(shí)際放射治療時(shí)股骨頭的V50有0.05%的變化，但在臨床評(píng)價(jià)中沒(méi)有意義。針對(duì)小腸Dmax評(píng)價(jià)時(shí)，實(shí)際放射治療時(shí)小腸Dmax比定位做放療計(jì)劃時(shí)小腸Dmax大200 cGy左右。小腸Dmax在實(shí)際治療時(shí)都偏大，可能是因膀胱、直腸體積變化引起射野源皮距變化導(dǎo)致劑量的變化。但是小腸最大劑量點(diǎn)出現(xiàn)在不同位置，從而給臨床上準(zhǔn)確評(píng)價(jià)帶來(lái)一定的困難。

3 討論

本研究初步發(fā)現(xiàn)對(duì)CI的評(píng)價(jià)可以進(jìn)一步完善宮頸癌整個(gè)放射治療療程的評(píng)價(jià)工作，HI的評(píng)價(jià)可以作為一次放射治療的評(píng)估，但作為整個(gè)放射治療療程的評(píng)估就相對(duì)差一些。而隨著年齡的增長(zhǎng)，皮膚彈性下降引起皮膚松弛使體表標(biāo)記位移改變，導(dǎo)致擺位重復(fù)性降低，在頭腳方向上尤其明顯［12-13］，也會(huì)導(dǎo)致實(shí)際放療劑量產(chǎn)生差異。同時(shí)分次治療間膀胱和直腸的充盈狀態(tài)不一致，膀胱直腸體積變化大也會(huì)影響放射治療精確性［14］。宮頸癌放療中，IMRT計(jì)劃很大程度上優(yōu)于適形放射治療［15］。目前腹盆腔放射治療有B超等引導(dǎo)下的放射治療，但是其操作過(guò)程比較繁瑣且不易控制膀胱、直腸體積的改變。子宮作為盆腔內(nèi)的一個(gè)囊性器官，毗鄰膀胱和直腸，其位置改變很大一部分來(lái)源于膀胱直腸充盈導(dǎo)致的推擠變形。膀胱由空虛狀態(tài)向充盈狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，宮體在前、后、左、右、上、下這6個(gè)方位最大位移改變可達(dá)0.9 cm［16］。患者每次做放射治療時(shí)，直腸、膀胱體積都與首次定位時(shí)的體積不一樣。面對(duì)這樣一種狀況，筆者初步探索在每周患者治療前進(jìn)行CT掃描后通過(guò)圖像融合將首次放療計(jì)劃移植到掃描后的CT圖像上進(jìn)行靶區(qū)劑量的評(píng)價(jià)。位置誤差也會(huì)引起劑量學(xué)上的差異，通過(guò)圖像融合技術(shù)很大程度減少了位置誤差。筆者發(fā)現(xiàn)在擺位誤差盡量小的情況下，因膀胱、直腸體積的變化導(dǎo)致的CI變化很小，HI、D5%有一定的改變，Dmax會(huì)增大1.5%～2%。膀胱的體積變化較大，如果不控制其充盈狀態(tài)，照射范圍內(nèi)的膀胱容積變化會(huì)影響其自身的劑量及腸道的位置［17-18］，進(jìn)一步影響靶區(qū)及危及器官的位置和劑量。本研究中其中一例患者首次定位后膀胱體積為171.6 cc、直腸體積62.15 cc，隨后的治療中膀胱平均體積為175.2 cc、直腸體積為68.39 cc，是整組研究對(duì)象中體積變化最小的。通過(guò)對(duì)該患者咨詢(xún)發(fā)現(xiàn)，該患者放射治療時(shí)間和定位的時(shí)間相對(duì)一致，便于患者飲水憋尿控制膀胱的尿量。其次，該患者注重日常飲食中一些粗纖維蔬菜的攝取，少吃豆類(lèi)食品避免便秘和腸脹氣。

本研究在危及器官評(píng)價(jià)方面主要困難有：（1）靶區(qū)中最高劑量點(diǎn)在首次放療計(jì)劃中分布和之后劑量分布點(diǎn)不在同一點(diǎn)。因此通過(guò)首次放療計(jì)劃進(jìn)行評(píng)價(jià)不是很準(zhǔn)確，但仍然以放療臨床劑量學(xué)為準(zhǔn)則［19］；（2）膀胱、直腸體積的變化跟患者主觀(guān)意識(shí)和日常飲食有密切的關(guān)系，因此不能準(zhǔn)確對(duì)它們劑量進(jìn)行評(píng)價(jià)，但是仍以臨床劑量學(xué)為準(zhǔn)則；（3）小腸因其自身蠕動(dòng)很難準(zhǔn)確評(píng)價(jià)其某一點(diǎn)的最高劑量［20］，因此通過(guò)首次放療計(jì)劃評(píng)價(jià)小腸受量還不夠準(zhǔn)確。

總之，通過(guò)對(duì)宮頸癌放療靶區(qū)劑量CI的評(píng)價(jià)，可以進(jìn)一步完善整個(gè)放療過(guò)程的評(píng)估。在日常宮頸癌患者放療中，加強(qiáng)和完善對(duì)患者主觀(guān)意識(shí)和日常飲食的宣教工作可以很好的控制膀胱和直腸體積的變化，從而提高放療計(jì)劃評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。