Jaw tracking技術(shù)在食管癌調(diào)強(qiáng)放射治療中的臨床應(yīng)用

侯永利，曹泓立，汪志，裴曦

（安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 腫瘤放療科，安徽 合肥 230022）

食道癌的放射治療由于其副反應(yīng)小，療效好，適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)，成為治療食道癌的主要手段之一，考慮到病變位置緊鄰肺部、心臟、脊髓等重要器官［1-3］，所以主要采用調(diào)強(qiáng)放射治療（intensity modulated radiation therapy,IMRT）。本研究通過對(duì)25 例食道癌患者進(jìn)行鉛門鎖定和鉛門跟隨的IMRT 計(jì)劃設(shè)計(jì)，分別從靶區(qū)劑量分布和周圍危及器官的受量等方面分析比較，研究Jaw tracking 技術(shù)對(duì)食道癌IMRT 放療靶和危及器官受照劑量影響，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

從2018 年12 月至2019 年10 月收治的食道癌患者中隨機(jī)抽取25 例，按臨床要求對(duì)病灶長度、部位和靶區(qū)體積進(jìn)行確認(rèn)，將第一療程分別采用鉛門鎖定和鉛門跟隨進(jìn)行IMRT 計(jì)劃設(shè)計(jì)并進(jìn)行劑量學(xué)評(píng)估。本研究經(jīng)倫理委員會(huì)審批同意，研究對(duì)象已簽署知情同意書。

1.2 放射治療計(jì)劃系統(tǒng)與方法

利用ECLIPSE 13.6 治療計(jì)劃系統(tǒng)（美國瓦里安公司） 中的各向異性分析算法（anisotropic analytical algorithm，AAA）和外照射光子劑量算法（acuros external beam algorithm，AXB）［4-7］，AAA算法為三維上筆形束卷積疊加算法，考慮了準(zhǔn)直器的散射線；AXB 算法是基于網(wǎng)格的迭代求解線性玻爾茲曼運(yùn)輸方程的劑量計(jì)算方法。Jaw tracking 方式是指在多葉準(zhǔn)直器葉片運(yùn)行的同時(shí)，X、Y 方向鉛門根據(jù)子野大小自動(dòng)調(diào)整照射范圍，這一方式為瓦里安VitalBeam 平臺(tái)新技術(shù)，C 系列加速器無此功能。

1.3 CT 定位和靶區(qū)勾畫

患者選取仰臥位，真空體袋固定，CT 掃描的層厚0.5 cm。掃描完成后將CT 掃描圖像導(dǎo)入Eclipse 治療計(jì)劃系統(tǒng)（TPS）工作站中，臨床醫(yī)師根據(jù)三維圖像的重建，同時(shí)依據(jù)ICRU 62 號(hào)報(bào)告原則勾畫腫瘤靶體積（GTV）、臨床靶區(qū)（CTV）及肺，心臟，脊髓等危及器官（OAR）。

1.4 實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

在瓦里安加速器VitalBeam 上進(jìn)行照射，采用6 MV X 光子線，處方劑量設(shè)定為2 Gy×25 f 共50 Gy，利用Eclipse TPS 計(jì)劃輸出的等劑量曲線分布和受照射劑量體積直方圖對(duì)鉛門鎖定（JF）和鉛門跟隨（JT）的兩種IMRT 計(jì)劃進(jìn)行劑量學(xué)的比較。腫瘤計(jì)劃靶區(qū)（PTV）所接受處方劑量的95%占PTV 總體積的百分比作為PTV 受照劑量的評(píng)估參數(shù)。對(duì)于危及器官，脊髓作為并行組織，需要限制最大受照射劑量，左肺、右肺、心臟作為串行組織，把受照射劑量達(dá)到5 Gy、10 Gy、20 Gy、30 Gy 的體積占肺的總體積的百分?jǐn)?shù)V5、V10、V20、V30作為左肺、右肺受照射劑量的評(píng)估參數(shù)，把受照射劑量達(dá)到30 Gy、40 Gy 的體積占肺的總體積的百分?jǐn)?shù)V30、V40作為心臟受照射劑量的、評(píng)估參數(shù)。同時(shí)適行度指數(shù)（CI）、均勻性指數(shù)（HI）作為計(jì)劃的評(píng)估參數(shù)。參考ICRU 83 號(hào)報(bào)告，HI=（D2%－D98%）/D50%，其中D2%、D50%和D98%分別為2%、50% 和95% 靶區(qū)體積所接受的劑量，HI 越接近0，均勻性越好。CI=Vt.ref/Vt×Vt.ref/Vref，其中Vt.ref 為參考等劑量線所覆蓋的靶體積，Vt為靶體積，Vref 為參考等劑量線所覆蓋的總體積，CI 值越接近1，表示適形度越高。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 21.0 軟件對(duì)靶區(qū)、危及器官的組間數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 PTV 的劑量分布

計(jì)劃靶區(qū)PTV 受照劑量均達(dá)到處方劑量的95%，符合臨床要求。

2.2 危及器官受照射劑量的比較

25 例AAA 算法的JT 與JF 危及器官均值比較直方圖見圖1，AXB 算法的JT 與JF 危及器官均值比較直方圖見圖2。

圖1 AAA 算法的JT 與JF 危及器官均值比較直方圖

圖2 AXB 算法的JT 與JF 危及器官均值比較直方圖

由圖1、2 和表1 可知25 例計(jì)劃中AAA 算法中JF 計(jì)劃中危及器官的劑量高于JT 計(jì)劃，AAA算法中，AAAJF 左肺（V5、V10、V20、V30）劑量高于AAAJT 肺（V5、V10、V20、V30） 劑 量8.4%，5.7%，4.9%，4.6%；AAAJF 脊髓MAX 均值高于AAAJT 脊髓MAX 均值1.68%；AAAJF 心臟V30高于AAAJT 心臟V30劑量1.15 cGy，心臟V40劑量高0.42 cGy；同時(shí)，AXB 算法中JF 計(jì)劃中危及器官的劑量均高于JT 計(jì)劃。AXB 算法中，AXBJF 左肺（V5、V10、V20、V30）劑量高于AXBJT 肺（V5、V10、V20、V30）劑量8.4%，5.3%，5.2%，4.8%；AXBJF脊髓MAX 均值高于AAAJT 脊髓MAX 均值1.34%；AXBJF 心臟V30高于AXBJT 心臟V30劑量3.5%，心臟V40劑量高2.2%。

表1 不同計(jì)劃的計(jì)量學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.3 不同計(jì)劃的CI、HI、MU 參數(shù)比較

AAA 計(jì)劃中JT 的HI 值（0.13±0.038）略小于JF 的HI 值（0.13±0.040），同時(shí)，AXB 計(jì)劃中JT 的HI 值（0.14±0.044） 小 于JF 的HI 值（0.15±0.046）。AAA 計(jì)劃中JT 的CI 值（0.73±0.074）略大于JF 的CI 值（0.73±0.072），同時(shí)，AXB 計(jì)劃中JT 的CI 值（0.73±0.086）大于JF 的CI 值（0.72±0.084）。AAA 計(jì)劃中JT 的MU 高于JF 的MU 3.9%，AXB 計(jì)劃中JT 的MU 高于JF 的MU 3.8%。

2.4 P 值的差異性分析

P1表示AAA 算法中，JF 和JT 之間t檢驗(yàn)的P值；P2表示AXB 算法中，JF 和JT 之間t檢驗(yàn)的P值。

P1值結(jié)果顯示：在AAA 算法中JF 和JT 之間左肺V5的P=0.007 和右肺V5的P=0.022（P＜0.05），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。同時(shí)，P2值結(jié)果顯示：在AXB 算法中JF 和JT 之間左肺V5的P=0.006 和右肺V5的P=0.033（P＜0.05），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 討論

對(duì)于食管癌靶區(qū)及危及器官的位置，Jaw tracking 的動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃，受葉片間和閉合斷面的漏射線影響更小，危及器官的受量更低。如圖1、2 及表1 中發(fā)現(xiàn)在AAA 和AXB 的JF 計(jì)劃中危及器官的劑量均高于JT 計(jì)劃，在危及器官劑量的比較中，JT 計(jì)劃中脊髓最大值得到一定程度的降低，肺、心臟劑量得到下降保護(hù)，這是因?yàn)槎?jí)準(zhǔn)直器進(jìn)行優(yōu)化，使OAR 時(shí)能自動(dòng)跟隨進(jìn)行遮擋，減少葉片間和閉合斷面產(chǎn)生的漏射，進(jìn)而減少了治療過程中的輻射帶來的不良反應(yīng)。表1 顯示，適行度指數(shù)和均勻性指數(shù)均值的變化幅度均不大；MU 明顯增加，是因?yàn)閯┝窟\(yùn)算過程中降低了葉片漏射對(duì)通量圖的劑量貢獻(xiàn)，因此需要增加原射線的照射量以滿足靶區(qū)的劑量需求。通過表1，可知無論在AAA 算法中還是在AXB 算法中JF 和JT 之間的左肺V5和右肺V5比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。國內(nèi)外許多學(xué)者［8-17］在食管癌，鼻咽癌，肺癌，乳腺癌，直腸癌放療計(jì)劃設(shè)計(jì)中研究發(fā)現(xiàn)Jaw tracking 技術(shù)可以保護(hù)危機(jī)器官，使靶區(qū)的適形度更好。另在AAA 算法和AXB 算法的計(jì)劃的數(shù)據(jù)中比較發(fā)現(xiàn)，同時(shí)在JT 計(jì)劃中AAA 算法除去左肺V5和右肺V5以外危及器官的劑量均值低于AXB 算法危及器官的劑量均值。不難理解，這是說明AAA 算法能更好地降低危及器官的劑量。

綜上所述，鉛門跟隨技術(shù)比鉛門鎖定可以更好地降低危及器官的低劑量分布；AAA 算法比AXB 算法能更好地降低危及器官的低劑量分布。