Discrete intensity levels值對(duì)宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃的影響

吳翠娥

【摘要】 目的 本研究主要探討在宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃中， 基于Xio放療計(jì)劃系統(tǒng)， 動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)方式（sliding window）子野優(yōu)化參數(shù)Discrete intensity levels對(duì)子野權(quán)重優(yōu)化（SWO）過(guò)程的影響。方法 10例宮頸癌患者， 在sliding window子野優(yōu)化過(guò)程中， 改變 Discrete intensity levels 參數(shù)， 數(shù)值可以選取10、9、8、7四個(gè)值。在滿(mǎn)足相同的靶區(qū)劑量要求下[95%的計(jì)劃靶區(qū)（PTV）滿(mǎn)足50 Gy的劑量]， 比較四組level值下的子野數(shù)目、機(jī)器跳數(shù)、危及器官。結(jié)果 四組level值下的危及器官受量比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。level值為7的子野數(shù)目為（59.2±0.9）個(gè)， 與level值為10、9、8的（66.4±7.9）、（61.2±2.5）、（58.1±1.2）個(gè)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;level值為10、9、8的子野數(shù)目?jī)蓛杀容^差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。四組 level值下的機(jī)器跳數(shù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論 參數(shù)Discrete intensity levels為7時(shí)能夠滿(mǎn)足臨床劑量學(xué)要求， 同時(shí)能有效減少治療時(shí)間， 可作為宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃sliding window方式的默認(rèn)優(yōu)化參數(shù)。

【關(guān)鍵詞】 宮頸癌：調(diào)強(qiáng)放療;子野優(yōu)化;Sliding window;Discrete intensity levels

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2020.20.033

宮頸癌是一種常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤， 目前在女性癌癥死亡率中排名第二， 嚴(yán)重威脅著女性的生命健康， 放療是宮頸癌的主要治療手段之一， 世界上約70%的宮頸癌需進(jìn)行放療[1]。傳統(tǒng)的二維宮頸癌盆腔照射可引起盆腔正常組織較大的早晚期放射損傷， 隨后出現(xiàn)的三維適形放射治療（3D-CRT）技術(shù)能提高靶區(qū)劑量， 適當(dāng)減少危及器官劑量， 但并沒(méi)有明顯減少對(duì)危險(xiǎn)器官（OAR）的受量。隨著放療技術(shù)的發(fā)展和放療機(jī)器的更新?lián)Q代， 調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)成為宮頸癌放射治療的主要放療方式， 可以在提高腫瘤靶區(qū)受照劑量的同時(shí)明顯降低周?chē)＝M織的受照劑量與范圍， 從而達(dá)到保護(hù)危及器官的目的[2， 3]。而在調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中， 很多因素會(huì)影響劑量結(jié)果， 如射野方向及數(shù)量 、子野數(shù)量 、子野最小面積、子野最小跳數(shù)等。作者將根據(jù)設(shè)計(jì)宮頸癌放療計(jì)劃經(jīng)驗(yàn)， 基于放療中心現(xiàn)有的放療計(jì)劃系統(tǒng)Xio， 而子野優(yōu)化方式有兩種， 本研究基于sliding window 子野方式， 研究參數(shù)Discrete intensity levels 對(duì)宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃設(shè)計(jì)的影響?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 選取2019年在放療中心治療過(guò)的10例宮頸癌患者為研究對(duì)象， 年齡37～72歲， 中位年齡56歲， 患者均為宮頸癌術(shù)后患者， 首程放療。使用Xio計(jì)劃系統(tǒng)的sliding window子野優(yōu)化方式， 在子野優(yōu)化界面在選擇不同的Discrete intensity ?levels數(shù)值設(shè)定放療計(jì)劃。

1. 2 方法 患者取俯臥位， 采用體膜固定， 使用GE公司 CT機(jī)掃描， 掃描前1 h叮囑患者喝水650 ml， 充盈膀胱， 掃描層厚5 mm， 掃描范圍從第一腰椎到陰道口下緣， 將CT圖像傳到醫(yī)生工作站， 醫(yī)生勾畫(huà)靶區(qū)和危及器官。

1. 3 計(jì)劃要求 靶區(qū)劑量：95%的PTV達(dá)到50 Gy;危及器官限量：膀胱V50<50%; 直腸V40<50%， V50<40%;股骨頭V50<5%。

1. 4 計(jì)劃設(shè)計(jì) 參照國(guó)際輻射單位和測(cè)定委員會(huì)（ICRU）的第50、62號(hào)報(bào)告， 醫(yī)生勾畫(huà)靶區(qū)后， 將靶區(qū)、危及器官的命名統(tǒng)一， 放療物理師插入做好的宮頸癌模板計(jì)劃， 模版計(jì)劃有5個(gè)固定射角度， 分別為200°、315°、0°、40°和140°， 射野優(yōu)化參數(shù)相同、在生成子野優(yōu)化界面時(shí)， 只改變Discrete intensity levels數(shù)值， 分別為10、9、8、7， 每個(gè)患者設(shè)計(jì)4個(gè)放療計(jì)劃。

1. 5 計(jì)劃評(píng)估 在滿(mǎn)足相同的靶區(qū)劑量要求下（95%的PTV滿(mǎn)足50 Gy的劑量）， 比較四組levels值下的子野數(shù)目、機(jī)器跳數(shù)、危及器官。

1. 6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ x-±s）表示， 采用t檢驗(yàn)。P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2. 1 四組levels值下的危及器官比較 四組levels值下的危及器官受量比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見(jiàn)表1。膀胱、直腸、股骨頭受量的比較P值見(jiàn)表2， 表3，?表4。

2. 2 四組levels值下的子野數(shù)目及機(jī)器跳數(shù)比較 levels值為7的子野數(shù)為（59.2±0.9）個(gè)， 與levels值為10、9、8的（66.4±7.9）、（61.2±2.5）、（58.1±1.2）個(gè)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;levels值為10、9、8的子野數(shù)目?jī)蓛杀容^差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。四組levels值的機(jī)器跳數(shù)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見(jiàn)表5， 表6， 表7。

3 討論

近年來(lái)， 隨著放射治療技術(shù)的不斷進(jìn)步， 三維適形放射治療（3D-CRT）和調(diào)強(qiáng)放射治療（IMRT）在宮頸癌的治療中得到了廣泛的應(yīng)用。IMRT比3D-CRT技術(shù)具有明顯的劑量學(xué)優(yōu)勢(shì)， 因?yàn)樗膭┝糠植几淤N合靶區(qū)， IMRT可以減少危險(xiǎn)器官和正常組織的受量， 包括直腸、膀胱、股骨頭和小腸， 減輕放療引起的副作用， 改善患者的生活質(zhì)量[4， 5]。宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃設(shè)計(jì)劃難易程度、劑量分布差異、計(jì)劃設(shè)計(jì)耗時(shí)區(qū)別等是與計(jì)劃系統(tǒng)品牌和劑量算法有關(guān)。市場(chǎng)上主流的計(jì)劃系統(tǒng)monaco、eclipse、pinnacle等， 它們使用的優(yōu)化算法不一樣， 放療計(jì)劃系統(tǒng)使用的主要算法有快速迭代（Superpositon）、筆形束卷積算法（PBC）、各向異性分析算法（AAA）、蒙卡算法（MC）等， 算法間的差異在不同的疾病種類(lèi)調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃有許多相關(guān)研究報(bào)道[2， 3]。Xio放療計(jì)劃系統(tǒng)提供了兩種算法， 分別為快速迭代和快速傅里葉變換卷積算法， 它們之間的差異有論文報(bào)道[6]。作者選擇的是快速迭代劑量計(jì)算方法， 在子野優(yōu)化時(shí)候， 設(shè)定相同參數(shù)， 限定跳數(shù)為5 MU， 迭代次數(shù)為100次， <5 MU的子野直接被系統(tǒng)刪除， 優(yōu)化至滿(mǎn)足臨床劑量學(xué)要求結(jié)束。

宮頸癌放療計(jì)劃的執(zhí)行好壞， 很大程度上取決于加速器的治療時(shí)間， 而影響治療時(shí)間的因素主要有射野數(shù)量、子野面積、子野數(shù)目和機(jī)器跳數(shù)等[7， 8]。它們的增加就會(huì)延長(zhǎng)患者的治療時(shí)間增加， 暴露在射線環(huán)境下的時(shí)間增多， 增加二次致癌風(fēng)險(xiǎn)， 也會(huì)占用更多的機(jī)器時(shí)間， 降低機(jī)器效率。

基于Xio計(jì)劃系統(tǒng)的sliding window子野優(yōu)化方式， 參數(shù)Discrete intensity ?levels 數(shù)值的合理選取， 很大程度上決定著宮頸癌放療計(jì)劃結(jié)果的好壞。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析看， 對(duì)于宮頸癌放療計(jì)劃， levels選擇7， 能滿(mǎn)足臨床劑量學(xué)要求， 生成比較合理的子野數(shù)目和機(jī)器跳數(shù)。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看， 數(shù)值>7， 生成子野數(shù)較多， 增加治療時(shí)間。數(shù)值<7， 劑量分布變差， 有劑量熱點(diǎn)存在。因?yàn)檎{(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃是由多個(gè)子野構(gòu)成的， 如果子野數(shù)目過(guò)少， 劑量分布就變差， 不再適合臨床劑量學(xué)要求。接下來(lái)， 本中心會(huì)選取不同的疾病種類(lèi)， 如鼻咽癌、食管癌、肺癌等其他種類(lèi)疾病， 研究levels值的選取是否依然為7， 便于物理師更好的設(shè)計(jì)調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃。

綜上所述， 宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療子野優(yōu)化過(guò)程中參數(shù)Discrete intensity ?levels數(shù)值為7時(shí)能夠滿(mǎn)足臨床劑量學(xué)要求， 同時(shí)能有效減少治療時(shí)間， 可作為宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃sliding window方式的默認(rèn)優(yōu)化參數(shù)。

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[收稿日期：2020-04-15]