旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)與靜態(tài)調(diào)強(qiáng)在俯臥位宮頸癌放療中的劑量學(xué)比較

韓媛媛，毛 凱，戴甜甜，賈 倞，熊 英，洛小林，高立偉

（中日友好醫(yī)院 放射腫瘤科，北京 100029）

對(duì)于早期宮頸癌患者，術(shù)后輔助放療可以通過(guò)控制盆腔隱匿病灶來(lái)抑制局部復(fù)發(fā)[1]。調(diào)強(qiáng)放射治療（intensity modulated radiation therapy，IMRT）技術(shù)能給予靶區(qū)良好的劑量分布并減少正常器官的受照[2]，由于靜態(tài)野調(diào)強(qiáng)放療的治療時(shí)間長(zhǎng)，增加了治療過(guò)程中的不確定因素，可能影響療效。容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)（volume-modulated arc therapy，VMAT）技術(shù)是目前已廣泛應(yīng)用于臨床的成熟放療技術(shù)，除了具有IMRT 的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)外，可有效縮短治療時(shí)間，這對(duì)于提高患者生活質(zhì)量及輻射防護(hù)均有重要意義[3，4]。目前已有國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究認(rèn)為宮頸癌放療的俯臥位比仰臥位可以更好地減少小腸受照體積[5～7]。本研究主要比較宮頸癌術(shù)后放療中俯臥位治療時(shí)，VMAT 技術(shù)與IMRT 技術(shù)在劑量學(xué)、機(jī)器跳數(shù)和治療時(shí)間上的差異。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取2014年4月～2016年8月間，經(jīng)病理學(xué)證實(shí)后實(shí)施宮頸癌術(shù)后放射治療患者30例，年齡32～67 歲，中位年齡48 歲。

1.2 體位固定、CT 模擬

所有患者遵醫(yī)囑掃描前1h 排空膀胱后口服500～800ml 水憋尿，利用俯臥板結(jié)合熱塑體膜固定，腹盆部自然下垂入方孔中。使用飛利浦大孔徑CT 獲取平掃及增強(qiáng)圖像，掃描范圍包括中下腹部、 盆腔及會(huì)陰部，層厚5mm。將圖像傳至Eclipse 10.0 計(jì)劃系統(tǒng)。

1.3 靶區(qū)及危及器官定義

根據(jù)ICRU 50 的建議，臨床腫瘤靶區(qū)（clinical target volume，CTV）包括瘤床及宮旁、陰道中上段，骶前、髂內(nèi)、髂外及髂總淋巴結(jié)引流區(qū)，計(jì)劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）包括CTV 周?chē)?cm 和淋巴結(jié)周?chē)?.5 cm 內(nèi)區(qū)域。

1.4 放療計(jì)劃設(shè)計(jì)

處方量為5000cGy/25 次，分別設(shè)計(jì)VMAT 和IMRT 計(jì)劃，要求95%PTV 接受處方量照射；正常組織受量分別為直腸D50%＜5000cGy，小腸D10%＜5000cGy、Dmax≤5200cGy，結(jié)腸D10%＜5000cGy、Dmax≤5200cGy，膀胱D50%＜5000cGy，股骨頭D5%＜6000cGy，脊髓Dmax＜4500cGy。使用Eclipse 10.0 治療計(jì)劃系統(tǒng)，10MV X 線，等中心照射。（1）VMAT 計(jì)劃：兩野拉弧照射，機(jī)架角度分別為240°～120°、120°～240°，其中每個(gè)野在330°～30°之間射線不出束；（2）IMRT 計(jì)劃：5 野共面照射，機(jī)架角度分別為為0°、45°、90°、270°、315°。

1.5 計(jì)劃評(píng)估

計(jì)劃評(píng)估參數(shù)包括靶區(qū)劑量均勻性指數(shù)（homogeneity index，HI）、 靶區(qū)適形性指數(shù)（conformability index，CI）、 正常組織受量、 計(jì)劃輸出跳數(shù)（monitor unit，MU）及單次治療時(shí)間。

HI 用來(lái)分析靶區(qū)體積內(nèi)的劑量均勻性，定義為（1）式：HI=D5%/D95%，D5%、D95%分別為受到高劑量照射的5%和95%靶體積所接受的最低劑量。HI 越接近于1 代表均勻性最好；HI 增大代表均勻性變差。

CI 是逐層劑量分析和劑量-體積直方圖的擴(kuò)展[8]，它可以客觀反映所關(guān)心的劑量體積分布與靶區(qū)體積的大小及形狀的適形性，定義為（2）式：CI=PI/TV，PI 為處方等劑量體積（cm3）；TV 為靶區(qū)體積（cm3）。CI=1，表示適形性最佳；CI＞1，表示過(guò)度治療；CI＜1 表示治療不足[9]。

危及器官的評(píng)價(jià)參數(shù)包括小腸D10%、Dmax，結(jié)腸D10%、Dmax，直腸D50%，脊髓Dmax，股骨頭D5%，膀胱D50%。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 19.0 軟件對(duì)2 種計(jì)劃的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行配對(duì)t 檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)用±s 表示。

2 結(jié)果

2.1 評(píng)估2 種計(jì)劃

從靶區(qū)劑量CI、HI、MU 及單次治療用時(shí)來(lái)評(píng)估2 種計(jì)劃，如表1，VMAT 計(jì)劃與IMRT 計(jì)劃相比，靶區(qū)適形性和均勻性均可滿足臨床要求，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＞0.05）；VMAT 計(jì)劃?rùn)C(jī)器跳數(shù)較IMRT 計(jì)劃平均減少了31%，差異顯著（P＜0.05）；VMAT 計(jì)劃比IMRT 計(jì)劃平均節(jié)省了35%的治療時(shí)間，差異顯著（P＜0.05）。

2.2 比較2 種計(jì)劃的危及器官受量

表2示，VMAT 計(jì)劃的股骨頭D5%、 小腸D10%、 膀胱D50%、 脊髓Dmax 平均受照劑量與IMRT 比較顯著下降（均P＜0.05）；2 種計(jì)劃的直腸D50%及結(jié)腸D10%、Dmax 無(wú)顯著性差異。

選取其中1例患者，2 種計(jì)劃的劑量-體積直方圖 （dose-volume histogram，DVH）比較如圖1（見(jiàn)封二）所示，給予靶區(qū)相同處方量時(shí)，VMAT 計(jì)劃的膀胱、脊髓、股骨頭受照體積均顯著小于IMRT 計(jì)劃； 直腸的受照體積均略小于IMRT 計(jì)劃；小腸由于與靶區(qū)在解剖結(jié)構(gòu)上關(guān)系密切，因此2種計(jì)劃的小腸受照體積無(wú)顯著性差異。

表1 VMAT 與IMRT 計(jì)劃評(píng)估參數(shù)對(duì)比（±s）

表1 VMAT 與IMRT 計(jì)劃評(píng)估參數(shù)對(duì)比（±s）

評(píng)價(jià)參數(shù) VMAT IMRT P 值CI 0.80±0.10 0.76±0.02 0.442 HI 0.08±0.01 0.08±0.01 0.989單次治療跳數(shù)（MU）638±116 932±74 0.033單次治療時(shí)間（s）143±23 223±17 0.006

表2 正常組織受量對(duì)比（±s）

表2 正常組織受量對(duì)比（±s）

項(xiàng)目 VMAT IMRT P 值小腸 D10%（cGy）3366±228 4091±317 0.018 Dmax（cGy）4932±187 5064±23 0.291結(jié)腸 D10%（cGy）4175±556 4574±530 0.148 Dmax（cGy）4952±107 5110±38 0.098直腸 D50%（cGy）3839±490 4273±443 0.189膀胱 D50%（cGy）3551±286 4087±142 0.045脊髓 Dmax（cGy）3274±171 3772±138 0.025股骨頭 D5%（cGy）3793±291 4523±248 0.017

3 討論

傳統(tǒng)宮頸癌放療在三維適形時(shí)代常采用四野盒子照射，使得盆腔內(nèi)組織都受較高劑量的照射，導(dǎo)致一些較嚴(yán)重的急性和慢性毒副作用[10～12]。

IMRT 技術(shù)相較三維適形技術(shù)而言，極大地改善了靶區(qū)劑量分布，但治療時(shí)間增加，使得治療精度降低。VMAT 技術(shù)是加速器機(jī)架在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，對(duì)旋轉(zhuǎn)路徑上的各個(gè)控制點(diǎn)的機(jī)架角度、MLC位置和劑量等參數(shù)信息進(jìn)行精準(zhǔn)控制，通過(guò)調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)架速度及其對(duì)應(yīng)角度下的射野形狀和權(quán)重來(lái)實(shí)現(xiàn)理想的劑量分布[13]。對(duì)一般的臨床病例來(lái)說(shuō)，VMAT 技術(shù)使用2 個(gè)弧即可完成理想的治療計(jì)劃，這同IMRT 固定射野技術(shù)相比可在保證計(jì)劃質(zhì)量前提下顯著縮短治療時(shí)間、 減少加速器機(jī)器跳數(shù)[14]。然而VMAT 技術(shù)在機(jī)架旋轉(zhuǎn)過(guò)程中同時(shí)出束也使更多的正常組織受到低劑量照射[15]，增加了誘發(fā)二次腫瘤的可能性[16]。本文使用的VMAT 計(jì)劃，在射野正對(duì)正常組織時(shí)屏蔽射線，即在330°～30°范圍內(nèi)機(jī)架勻速轉(zhuǎn)過(guò)而不出束，有效地減少了射野通路上正常組織的低劑量受照。

與有些文獻(xiàn)里[17，18]普通調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃采用9野或者7 野的布野方式不同，本文使用5 野調(diào)強(qiáng)方案，經(jīng)筆者驗(yàn)證，這幾種布野方案在劑量分布上無(wú)明顯差異，但在實(shí)際治療過(guò)程中，治療野角度切換需要一定的時(shí)間，射野增多則意味著治療時(shí)間也相應(yīng)增加。VMAT 計(jì)劃則使用2 個(gè)照射弧，第一個(gè)治療野的終止角度即為下一個(gè)治療野的起始角度，幾乎不需在治療野角度切換上浪費(fèi)時(shí)間，經(jīng)統(tǒng)計(jì)每治療1 個(gè)患者可比對(duì)應(yīng)的IMRT 計(jì)劃平均節(jié)省10min 左右，這對(duì)于提高臨床效率來(lái)說(shuō)具有十分重要的意義。

相比仰臥位而言，俯臥位治療可使腹腔內(nèi)的臟器下垂從而遠(yuǎn)離靶區(qū)，進(jìn)一步減少受照體積，已有研究證實(shí)[19，20]通過(guò)精確擺位，宮頸癌患者治療時(shí)腹部墜入俯臥板孔中，重力作用使得腹腔內(nèi)臟器，如膀胱及部分腸道下垂于俯臥板的孔中，減少了危及器官的受照體積和劑量。綜上所述，相比IMRT 技術(shù)，使用VMAT 技術(shù)配合俯臥位治療宮頸癌，可在有效保護(hù)小腸的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減少脊髓、膀胱、股骨頭等正常組織受量，是一種高效安全的放療技術(shù)。

圖1 1例VMAT與IMTR計(jì)劃的DVH比較