運(yùn)用Compass系統(tǒng)驗(yàn)證腫瘤治療電場（TTF）對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤放療劑量的影響

韓磊 汪洋 , 倪春霞 胡小洋 李紅偉 莊冬曉

1 上海伽瑪醫(yī)院放療科 （上海 200235）

2 復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院 （上海 201107）

內(nèi)容提要： 目的：研究放療同期佩戴腫瘤治療電場（TTF）治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）時(shí)，TTF陣列和無乳膠海綿對(duì)放療劑量分布的影響。方法：使用MatriXX平板電離室在表面貼和不貼“TTF陣列+無乳膠海綿”的情況下，測量不同深度的吸收劑量進(jìn)行對(duì)比分析。利用Compass系統(tǒng)對(duì)10例GBM患者的VMAT計(jì)劃進(jìn)行深部劑量驗(yàn)證，評(píng)估靶區(qū)的D99%、Dmean、D1%和Gamma通過率，以及危及器官的Dmean和D1%。結(jié)果：貼了“TTF陣列+無乳膠海綿”使3mm深度處的吸收劑量增加11.4%，隨著深度增加，劑量偏差逐漸減小，在1.5cm以下時(shí)，吸收劑量減少4%左右。對(duì)VMAT計(jì)劃驗(yàn)證結(jié)果顯示：靶區(qū)的D99%、Dmean和D1%下降0.8%～1.6%，Gamma通過率下降1.9%～3.2%；危及器官的Dmean和D1%下降0.4%～1.9%。結(jié)論：TTF同期進(jìn)行放療時(shí)，對(duì)靶區(qū)和危及器官劑量影響較小，但對(duì)皮膚劑量影響可能較大。

腫瘤治療電場（Tumor Treating Field，TTF）是一種新興的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）治療方法，通過便攜式電場發(fā)生器和貼附于患者頭皮的非侵入式換能器陣列，對(duì)腫瘤細(xì)胞提供連續(xù)、低強(qiáng)度、中頻（200kHz）交變電場，達(dá)到破壞有絲分裂、抑制腫瘤生長的目的[1]。研究表明，患者每天穿戴TTF超過22h，5年生存率可提升至29.3%[2]。目前美國正在進(jìn)行的針對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的EF-32實(shí)驗(yàn)，在不脫下TTF陣列的情況下同步實(shí)施放療，這種方法簡單易行，但TTF也給放射治療帶來了劑量的不確定性[3]。本研究擬運(yùn)用Compass三維驗(yàn)證系統(tǒng)，對(duì)患者在放療期間佩戴TTF可能產(chǎn)生的實(shí)際吸收劑量偏差進(jìn)行檢測和驗(yàn)證分析，從而對(duì)“放療同期佩戴TTF”的治療模式提供劑量學(xué)數(shù)據(jù)和應(yīng)用建議。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

選取2020年7月～11月本院放療科收治的確診為GBM的患者10例。男性5例，女性5例，年齡40～69歲，中位年齡55歲。由主任醫(yī)師勾劃靶區(qū)和危及器官，處方劑量均為40Gy/20Fx，且至少包繞95%靶區(qū)體積。計(jì)劃設(shè)計(jì)采用了VMAT技術(shù)，優(yōu)化算法為蒙特卡洛，設(shè)置兩條共面全弧。

儀器設(shè)備：放療設(shè)備采用醫(yī)科達(dá)Synergy醫(yī)用直線加速器，準(zhǔn)直器為80對(duì)獨(dú)立葉片，等中心處最大射野面積為40cm×40cm。治療計(jì)劃系統(tǒng)采用醫(yī)科達(dá)Monaco 5.11。物理測量采用MatriXX平板電離室，劑量驗(yàn)證設(shè)備采用Compass系統(tǒng)，Compass由角度傳感器、RW3固體水以及MatriXX組成。

1.2 方法

1.2.1 物理測量。為了驗(yàn)證“TTF陣列+無乳膠海綿”對(duì)組織不同深度處吸收劑量的影響，首先使用MatriXX平板電離室在不貼附TTF陣列和無乳膠海綿的情況下，測量射野中心軸處深度為3mm、5mm、1cm、1.5cm、3cm、5cm和10cm處的吸收劑量作為參考組。然后，將一塊TTF陣列和一塊無乳膠海綿（18cm×12cm×0.64cm）依次貼附在MatriXX平板電離室的中心區(qū)域，測量射野中心軸處與參考組相同深度處的吸收劑量作為對(duì)照組。測量時(shí)，加速器能量設(shè)置為6MV，機(jī)架、準(zhǔn)直器角度為0?，射野大小為20cm×20cm，跳數(shù)為200MU，劑量率為600MU/min，SAD照射方式，且在MatriXX下方添加5cm固體水作為背向散射。

1.2.2 劑量驗(yàn)證。采用Compass系統(tǒng)對(duì)10例患者的VMAT計(jì)劃進(jìn)行劑量驗(yàn)證。測量時(shí)，將無“TTF陣列+無乳膠海綿”實(shí)測劑量稱為A組，將有“TTF陣列+無乳膠海綿”實(shí)測劑量稱為B組。將采集到的劑量分布數(shù)據(jù)導(dǎo)入Compass軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，統(tǒng)計(jì)每組中各靶區(qū)的D99%、Dmean、D1%和深部危及器官的Dmean和D1%，并計(jì)算A、B兩組間的相對(duì)劑量偏差，對(duì)差異做顯著性分析，以驗(yàn)證“TTF陣列+無乳膠海綿”對(duì)劑量分布的影響。同時(shí)，將A組和B組的實(shí)測吸收劑量與TPS計(jì)算劑量進(jìn)行對(duì)比，對(duì)PTV和CTV按照3mm/3%標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行Gamma通過率評(píng)估，并計(jì)算Gamma通過率的偏差，對(duì)差異做顯著性分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)MatriXX和Compass采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)結(jié)果用±s表示。對(duì)貼附和不貼附“TTF陣列+無乳膠海綿”的兩組數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行配對(duì)樣本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 物理測量結(jié)果

使用MatriXX分析軟件對(duì)采集到的不同深度處的吸收劑量進(jìn)行分析對(duì)比，結(jié)果顯示：在3mm和5mm深度處，對(duì)照組比參考組劑量分別增加了11.4%和3.7%，在1cm、1.5cm、3cm、5cm和10cm深度處，對(duì)照組比參考組劑量分別降低了2.3%、3.6%、4.1%、4.0%和4.0%，劑量曲線圖如圖1所示。

圖1. MatriXX采集的不同深度處射野中心軸劑量曲線

表1. PTV、CTV和危及器官的相對(duì)偏差及P值

2.2 劑量驗(yàn)證結(jié)果

PTV和CTV的D99%、Dmean及D1%的相對(duì)劑量偏差以及各組間危及器官的Dmean及D1%的相對(duì)偏差如表1所示，B組中PTV的D99%、Dmean及D1%分別低于A組1.3%、1.1%和0.8%，CTV的D99%、Dmean及D1%分別低于A組1.6%、1.1%和0.8%。PTV和CTV的劑量差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）。B組中PTV和CTV的Gamma通過率分別低于A組1.9%和3.2%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.004，P＜0.001）。B組中腦干、垂體、視交叉和視神經(jīng)的Dmean分別低于A組1.3%、0.5%、0.9%和、1.6%和1.9%；D1%分別低于A組0.6%、0.4%、0.6%、1.4%和1.5%。其中腦干和右視神經(jīng)的Dmean和D1%均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001，P=0.042，P=0.007，P=0.030）；垂體、視交叉和左視神經(jīng)的Dmean均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.053，P=0.051，P=0.173），D1%均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.026，P=0.001，P=0.017）。

3.討論

本研究中，“TTF陣列+無乳膠海綿”會(huì)造成淺層組織的吸收劑量增加而深層組織吸收劑量減少的結(jié)果。使用Compass三維劑量驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)GBM患者VMAT計(jì)劃進(jìn)行實(shí)際劑量驗(yàn)證的結(jié)果顯示，“TTF陣列+無乳膠海綿”會(huì)造成靶區(qū)吸收劑量減少0.8%～1.6%，以及Gamma通過率的降低，也會(huì)使深部危及器官吸收劑量降低。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，醫(yī)師和物理師在設(shè)計(jì)放療計(jì)劃時(shí)，可以更好地滿足靶區(qū)和危及器官的實(shí)際吸收劑量，這也提示了在放療過程中配戴TTF模式的可行性。

本研究還存在一定的局限性，MatriXX本身帶有3mm深度的建成區(qū)，使得其無法測量3mm以內(nèi)的深度吸收劑量，且在1cm深度范圍內(nèi)，劑量偏差變化與PDD曲線無法保持一致，因此對(duì)于淺層組織尤其是皮膚組織，Compass無法重建出準(zhǔn)確的實(shí)際吸收劑量。然而TTF治療過程中最常見的副作用為皮膚不良反應(yīng)，在TTF陣列放置的部位引起過敏性和接觸性皮炎的發(fā)生率分別為43%和16%[4]。

綜上所述，從放療物理的角度而言，GBM患者配戴TTF進(jìn)行放療的模式是可行的，需要引起重視的是淺層組織尤其是皮膚組織的吸收劑量可能會(huì)有所增加。在進(jìn)行放療計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量降低皮膚組織的吸收劑量，減少相關(guān)的皮膚不良反應(yīng)，并做好相關(guān)的質(zhì)控工作，防止患者因皮膚反應(yīng)造成放療中斷。