兩種調(diào)強(qiáng)技術(shù)在全中樞放療中骨髓劑量的比較*

王秀楠，田慧臻，楊 慧，倪文婕

(1.北京世紀(jì)壇醫(yī)院放療科，北京 100038；2.濰坊醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放療科，山東濰坊 261000)

全中樞放療一般用于沿蛛網(wǎng)膜下腔間隙腦脊液播散的腫瘤，如髓母細(xì)胞瘤、松果體區(qū)生殖細(xì)胞瘤及分化差的室管膜瘤等，目前臨床大多數(shù)采用放療聯(lián)合輔助化療的標(biāo)準(zhǔn)治療方案[1]，建議全中樞放療劑量為23.4～36.0 Gy。部分白血病脊髓受侵患者全中樞放療劑量更低，為脊髓段劑量15 Gy,全腦段劑量18 Gy。由于總劑量低，危及器官受量遠(yuǎn)低于耐受劑量[2]。但由于全中樞放療范圍大，包括了顱骨、椎骨、盆骨等大部分造血功能活躍的紅骨髓[3]，在放療過程中會造成患者白細(xì)胞、血小板、血紅蛋白等不同程度的減少[4]，影響放療效果且增加了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，在滿足臨床計劃其他要求的同時，選用降低骨髓劑量的放療技術(shù)是十分有必要的[5-6]，本課題組擬對此進(jìn)行研究，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年11月至2019年11月北京世紀(jì)壇醫(yī)院接受全中樞放療的10例患者圖像。患者年齡5～10歲，全中樞靶區(qū)長度57～85 cm。

1.2 方法

1.2.1模擬定位

所有患者采用一體板+頭頸肩膜+體膜定位方式[7]，見圖1。仰臥位，頸部盡量拉伸，使用Philips Big Bore CT 模擬定位機(jī)進(jìn)行掃描，掃描范圍為頭頂至股骨上段，掃描層厚為5 mm，圖像分辨率為512×512。

圖1 全中樞一體板+頭頸肩膜+體膜定位方式

1.2.2靶區(qū)、危及器官勾畫

醫(yī)生使用Eclipse13.5計劃系統(tǒng)進(jìn)行全中樞靶區(qū)和危及器官勾畫，并由上級醫(yī)生審核確認(rèn)?；颊甙袇^(qū)勾畫參照歐洲兒科腫瘤學(xué)會(SIOPE)制訂的全中樞靶區(qū)勾畫共識指南[8]，靶區(qū)為顱腦段和脊髓段。顱腦段要求勾畫顱腦全腦組織，包括篩板、視神經(jīng)、顳葉最下層及顱底諸孔。脊髓段為整個蛛網(wǎng)膜下腔，包括兩側(cè)神經(jīng)根，最下層勾畫至S2椎骨下緣。危及器官主要包括晶體、雙側(cè)肺、腎臟，以及患者顱骨、椎骨及盆骨用作骨體積劑量評估，見圖2。

圖2 患者顱骨、椎骨及盆骨結(jié)構(gòu)

1.2.3計劃設(shè)計

旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)(volumetric modulated arc therapy，VMAT)計劃和調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)(intensity modulated radiation therapy,IMRT)計劃均采用處方劑量36 Gy/18 F、5 F/W，要求處方劑量至少覆蓋95%靶體積，處方劑量110%以上的體積小于1 cc。計劃設(shè)計采用Varian Trilogy直線加速器6 MV射線，等中心數(shù)2～3個視靶區(qū)長度而定。IMRT計劃顱腦段采用7野均分調(diào)強(qiáng)，脊髓段每個中心采用5野調(diào)強(qiáng)技術(shù)，射野角度為130°、155°、180°、205°、230°。VMAT計劃每個中心均采用2個全弧照射，準(zhǔn)直器角度分別為355°和5°。IMRT計劃因?yàn)樯渚€數(shù)量限制，在銜接野處容易出現(xiàn)冷熱點(diǎn)，本研究中通過手動設(shè)置鉛門位置，使得射野錯位銜接來盡量達(dá)到銜接野處的劑量均勻性。射野A1與射野B1銜接距離為2.0 cm,則射野A2、A3相較于A1鉛門依次外開0.1 cm,射野B2、B3相較于A1鉛門依次外開0.1 cm(圖3)。VMAT計劃由于全弧布野調(diào)制角度范圍廣，通過單獨(dú)勾畫銜接野處靶區(qū)輪廓添加計算條件，能較好地控制計劃中銜接野處的冷熱點(diǎn)。兩種計劃銜接野處的靶區(qū)劑量均可以達(dá)到處方劑量的95%，且熱點(diǎn)控制在112%之內(nèi)。

圖3 全中樞IMRT計劃射野銜接鉛門示意圖

1.2.4數(shù)據(jù)采集

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 靶區(qū)劑量曲線

VMAT與IMRT計劃均能實(shí)現(xiàn)較好的靶區(qū)覆蓋，但由于VMAT計劃全弧布野方式導(dǎo)致的低劑量區(qū)分布范圍較大。兩種計劃處方劑量均覆蓋95%靶區(qū)體積且均勻性較好，對于危及器官的保護(hù)上各有優(yōu)勢，見圖4。

圖4 IMRT與VMAT計劃等劑量曲線圖

2.2 靶區(qū)劑量學(xué)參數(shù)比較

兩種計劃均以處方劑量36 Gy覆蓋95%靶區(qū)歸一。IMRT和VMAT計劃的HI比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而IMRT和VMAT計劃的CI比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 靶區(qū)劑量學(xué)參數(shù)比較結(jié)果

2.3 脊椎骨、盆骨、顱骨劑量學(xué)參數(shù)比較

IMRT和VMAT計劃的椎骨V25、V30、Dmean比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；IMRT和VMAT計劃的盆骨V20、V25比較，差異有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，見表2。

表2 脊椎骨、盆骨、顱骨劑量學(xué)參數(shù)比較結(jié)果

2.4 其他重要危及器官劑量學(xué)參數(shù)比較

IMRT和VMAT計劃的雙肺V5、V20、Dmean比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；IMRT和VMAT計劃的腎臟Dmean比較，差異有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，見表3。

表3 其他重要危及器官劑量學(xué)參數(shù)比較

3 討 論

全中樞放療的不良反應(yīng)包括血液學(xué)毒性、消化系統(tǒng)癥狀和全身癥狀等。其中血液學(xué)毒性是全中樞最常見的也是最嚴(yán)重的不良反應(yīng)，輕者會因出現(xiàn)0～Ⅱ度骨髓抑制增加患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，重者因出現(xiàn)Ⅲ～Ⅳ度骨髓抑制導(dǎo)致放療中斷影響治療，早期報道中甚至有因?yàn)檠簩W(xué)毒性導(dǎo)致死亡的病例[10]。有相關(guān)研究對該中心66例髓母細(xì)胞瘤患者進(jìn)行了生分析，其中有12%～35%的患者因血液學(xué)毒性中斷放療，可能會因此導(dǎo)致不良的預(yù)后。北京世紀(jì)壇醫(yī)院楊慧等[11]研究顯示，IMRT計劃治療的12例患者中，有60%因血液學(xué)毒性中斷治療，中斷時間1～15 d，其中Ⅲ～Ⅳ度白細(xì)胞、血小板下降發(fā)生率分別為95.0%、55.0%。因此，全中樞放療中降低骨髓劑量在臨床中是非常有意義的。

全中樞放療可采取二維(2D)、三維適形放療(3D-CRT)、IMRT、VMAT、螺旋斷層放療(HT)、質(zhì)子調(diào)強(qiáng)放療(IMPT)等多種方式。最早采用的2D治療方式因?yàn)槭褂肵射線模擬定位粗糙，手工計算劑量不準(zhǔn)確，射野銜接處容易出現(xiàn)劑量冷熱點(diǎn)等原因，大多數(shù)中心已經(jīng)不再使用。3D-CRT雖然解決了手工計算的問題實(shí)現(xiàn)劑量可視化，但依然沒有解決銜接處冷熱點(diǎn)問題[12]。HT由于步進(jìn)式照射方式能達(dá)到更好的劑量分布，且一次性擺位即可實(shí)現(xiàn)無銜接全中樞放療[13]。IMPT由于其布拉格峰式劑量沉積方式能實(shí)現(xiàn)對靶區(qū)后危及器官更好的保護(hù)，極大地減少低劑量區(qū)的分布[14]；但大多數(shù)放療中心無法配置Tomo、質(zhì)子加速器等大型設(shè)備，且有其收費(fèi)昂貴等問題，無法普及應(yīng)用到臨床放療中。

本研究對比的IMRT和VMAT計劃，可以為大多數(shù)放療中心進(jìn)行全中樞放療提供一些參考。首先，兩種計劃均能得到較好的靶區(qū)覆蓋與劑量分布，且能夠很好地解決靶區(qū)銜接處冷熱點(diǎn)問題。其次，雖然VMAT計劃在肺臟 、腎臟等器官上劑量略高于IMRT計劃，但由于全中樞劑量最高為36 Gy,兩種計劃的危及器官受量均在耐受范圍之內(nèi)；而對于椎骨V25、V30、Dmean指標(biāo)，VMAT計劃均要小于IMRT計劃。BARNEY等[15]在一項研究中發(fā)現(xiàn)避開椎體的質(zhì)子全中樞放療可以明顯降低成人患者的血液學(xué)毒性。陳珊等[16]發(fā)現(xiàn)2級及以上中性粒細(xì)胞減低與椎骨V10呈正相關(guān)。但在本研究中由于處方劑量為36 Gy和可能的椎骨勾畫差異，V10幾乎覆蓋全部椎骨體積，因此，只能選擇高劑量區(qū)V25、V30、Dmean等指標(biāo)來分析兩種計劃的椎骨劑量差異。對于盆骨V20、V25指標(biāo)，VMAT計劃均要小于IMRT計劃。陳珊等[16]在一項全腦全脊髓放療骨髓保護(hù)的研究中分析了盆骨V2、V5、V10、V15、V20、V25、V30、V35、Dmean等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)全中樞放療患者2級及以上白細(xì)胞減低與盆骨V25呈正相關(guān)，2級及以上血小板減少與盆骨V20呈正相關(guān)。FRANCOIS-GEORGES等[17]在研究中發(fā)現(xiàn)全中樞放療患者血小板減少與盆骨Dmean明顯相關(guān)。PETERSSON等[18]發(fā)現(xiàn)全中樞放療患者血小板減少與骨髓低劑量體積(2～6 Gy)明顯，因此，本研究選擇盆骨V5、V20、V25和Dmean作為觀察指標(biāo),但兩種計劃僅在盆骨V20和V25比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。再者，由于IMRT計劃照射方式限制，其單人次3個靶點(diǎn)治療時間長達(dá)20 min以上，患者長時間保持體位極為困難;而VMAT計劃則將治療時間降至10 min,極大地縮短了治療時間。

但由于本研究中心加速器為機(jī)架均勻轉(zhuǎn)速加速器，在VMAT的計劃射野范圍上有一定限制為360°全弧，后續(xù)研究中將繼續(xù)研究非勻速加速器采用小范圍射野，可能在進(jìn)一步降低VMAT帶來的低劑量區(qū)這一問題。此外，因?yàn)椴荒芫_知道哪部分是真正有造血功能或造血功能活躍程度的骨髓，所以只能粗略地勾畫骨結(jié)構(gòu)來評估骨髓劑量,如果能進(jìn)一步通過正電子發(fā)射計算機(jī)斷層顯像和磁共振成像來定義造血活躍骨髓結(jié)構(gòu)，對于評價骨髓劑量將更有意義[19-20]。再者，本研究只是回顧性對IMRT和VMAT計劃進(jìn)行比較，沒有做到將骨髓劑量與臨床血液毒性反應(yīng)相關(guān)聯(lián)。

綜上所述，兩種全中樞放療技術(shù)在靶區(qū)及重要危及器官劑量分布上均能滿足臨床要求，VMAT比IMRT計劃能獲得更低的骨髓劑量，但兩者的骨髓劑量差異與血液學(xué)毒性關(guān)系仍需要進(jìn)一步研究。