鉛門(mén)跟隨技術(shù)和鉛門(mén)固定技術(shù)在宮頸癌調(diào)強(qiáng)放射治療中的劑量學(xué)比較

崔恩萍，王景，裴曦，汪志

1.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；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 放射物理中心，安徽 合肥 230022

引言

宮頸癌是最常見(jiàn)的婦科腫瘤之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)宮頸癌患者數(shù)量逐年增加且呈年輕化趨勢(shì)，發(fā)病率和死亡率均較高，隨著治療技術(shù)水平的提高，患者的生存期也逐漸延長(zhǎng)，但患者對(duì)生活質(zhì)量也提出更高的要求[1]。調(diào)強(qiáng)放射治療是宮頸癌的主要治療方式之一，目前放射治療的目標(biāo)是提高放射治療的增益比，使射線高劑量集中在靶區(qū)，降低靶區(qū)外劑量，最大限度地保護(hù)周?chē)＜捌鞴伲∣rgans at Risk，OAR），降低并發(fā)癥的發(fā)生率[2]。因?qū)m頸癌患者靶區(qū)大且形狀復(fù)雜，因此所設(shè)計(jì)的治療計(jì)劃照射野面積較大，治療時(shí)參與運(yùn)動(dòng)的多葉準(zhǔn)直器（Multi-Leaf Collimators，MLC）葉片多，調(diào)強(qiáng)適形放射治療（Intensity Modulated Radiotherapy，IMRT）根據(jù)加速器MLC 在治療中的運(yùn)動(dòng)方式不同分為動(dòng)態(tài)IMRT（Dynamic IMRT，dIMRT）和靜態(tài)IMRT（Static IMRT，sIMRT），目前均已在臨床上廣泛運(yùn)用，在其基礎(chǔ)上研發(fā)的容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（Volumetric Modulated Arc Therapy，VMAT）技術(shù)在臨床也已開(kāi)展應(yīng)用。同時(shí)MLC 葉片間透漏率也得到了臨床重視，MLC 的透漏率隨射線能量不同可達(dá)0.9%～7.0%[3]，但如果配合鎢門(mén)使用可將透漏率降低至0.1%以下[4]。目前已將鉛門(mén)跟隨技術(shù)（Jaw Tracking Technique，JTT）應(yīng)用到食管癌、肺癌、鼻咽癌中，但對(duì)于宮頸癌的相關(guān)研究較少，本研究旨在比較JTT 和鉛門(mén)固定技術(shù)（Static Jaw Technique，SJT）在宮頸癌3 種調(diào)強(qiáng)放療中的劑量學(xué)差異，以期獲得更好的OAR 保護(hù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取我院2021 年9 月至2022 年4 月收治的宮頸癌患者25 例，年齡35～72 歲，中位年齡51 歲，病理確診為鱗癌，分期為ⅡB～ⅣA 期，卡氏評(píng)分≥80 分。

1.2 模擬定位

所有患者定位前均需進(jìn)行放療流程和注意事項(xiàng)宣教，消除患者對(duì)大型設(shè)備的恐懼心理，以取得患者最大程度的配合?；颊叨ㄎ磺? h 排空膀胱和直腸，飲500 mL 水，取仰臥位，雙手交叉抱肘置于額頭上，用真空體袋塑形。通過(guò)美國(guó)瓦里安Acuity 模擬定位機(jī)的激光燈在患者胸腹部和雙大腿外側(cè)形成水平和垂直交叉點(diǎn)，用記號(hào)筆分別劃上“+”標(biāo)記線。

1.3 圖像采集和計(jì)劃設(shè)計(jì)

采用美國(guó)GE 公司Discovery RT 16 排大孔徑放療專(zhuān)用螺旋CT 機(jī)，掃描范圍從第2 腰椎上緣到恥骨聯(lián)合下5 cm，0.5 cm 層厚重建圖像，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將圖像上傳至瓦里安Eclipse 13.6 治療計(jì)劃系統(tǒng)，由1 名臨床經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生勾畫(huà)大體腫瘤靶區(qū)（Gross Tumor Volume，GTV）、臨床靶區(qū)（Clinical Target Volume，CTV）、計(jì)劃靶區(qū)（Planning Target Volume，PTV）和OAR。CTV 包括髂內(nèi)、髂外、髂總、閉孔淋巴引流區(qū)、陰道上端。根據(jù)周?chē)馄式M織和擺位誤差在CTV 基礎(chǔ)上頭腳方向外放0.8 cm、前后左右各外放0.5 cm 勾畫(huà)出PTV。靶區(qū)外照射的處方劑量每次2 Gy、共25 次，總量50 Gy，能量為6 MV X 線，劑量率為600 MU/min。OAR包括膀胱、直腸、小腸及左右側(cè)股骨頭，其劑量限值：膀胱V50≤50%，直腸V50≤50%，小腸V50≤10%，左右股骨頭V50≤5%。根據(jù)楊玉剛等[5]的研究結(jié)果，7野IMRT 適形度指數(shù)（Conformity Index，CI）高于5 野IMRT 的CI，因此本研究治療計(jì)劃中射野角度分別設(shè)為156°、104°、52°、0°、308°、256°、204°共7 野。另外，因在靶區(qū)劑量要求和OAR 保護(hù)方面雙弧優(yōu)于單弧[6-7]，故本研究VMAT 計(jì)劃均設(shè)計(jì)為雙弧。每例患者的靶區(qū)在相同的劑量限制條件下分別應(yīng)用3 種治療技術(shù)，每種治療技術(shù)應(yīng)用JTT 和SJT 共設(shè)計(jì)出3 組共6 個(gè)治療計(jì)劃，25 例患者共設(shè)計(jì)出75 組共150 個(gè)治療計(jì)劃，應(yīng)用AAA（Analytical Anisotropic Algorithm）算法進(jìn)行計(jì)算[8]，劑量歸一至95% PTV 覆蓋的靶區(qū)總劑量為50 Gy。

1.4 計(jì)劃評(píng)估

對(duì)3 種治療模式分別進(jìn)行JTT 和SJT 條件下評(píng)估CI 和均勻度指數(shù)（Homogeneity Index，HI）、最大劑量（Dmax）、最小劑量（Dmin）、平均劑量（Dmean）以及OAR的受量、機(jī)器跳數(shù)和出束時(shí)間。其中CI 和HI 的計(jì)算方式分別如公式（1）和公式（2）所示。

式中，VTref為處方劑量與靶區(qū)重疊區(qū)域面積；VT為靶區(qū)面積；Vref為處方劑量覆蓋區(qū)域的面積。CI 值為0～1，CI 值越大表明處方劑量區(qū)域與靶區(qū)重疊度越高。

式中，D2%為2% PTV 受到的最低劑量，代表PTV最大劑量；D98%為98% PTV 受到的最低劑量，代表PTV 最小劑量；D50%為50% PTV 受到的最低劑量，代表PTV 平均劑量。HI 值越小表明PTV 內(nèi)部劑量分布越均勻。OAR 評(píng)估參數(shù)包括膀胱、直腸、小腸和左右股骨頭的V20、V30、V40、V50。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0 軟件分析數(shù)據(jù)，以Shapiro-Wilk 法對(duì)數(shù)據(jù)組進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，對(duì)符合正態(tài)分布的采用±s表示，行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，對(duì)不符合正態(tài)分布的行Wilcoxon符號(hào)軼和檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 靶區(qū)劑量比較

3 種治療技術(shù)的治療計(jì)劃靶區(qū)劑量均能滿(mǎn)足臨床處方劑量要求。3 種治療技術(shù)的JTT 和SJT 的CI、HI 比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；dIMRT 組和sIMRT組JTT 和SJT 的Dmax、Dmin、Dmean比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；VMAT 組JTT 和SJT 的Dmax、Dmin、Dmean比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表1。

表1 3種治療技術(shù)靶區(qū)劑量比較（±s）

表1 3種治療技術(shù)靶區(qū)劑量比較（±s）

注：CI：適形度指數(shù)；HI：均勻度指數(shù)。

組別計(jì)劃CIHIDmax/cGyDmin/cGyDmean/cGy dIMRT組JTT0.850±0.020 0.096±0.0115402.568±59.8194890.132±23.4485221.964±17.720 SJT0.850±0.021 0.095±0.0105384.956±36.8724894.004±22.4375215.104±16.564 t值0-0.816-3.054-5.0069.355 P值1.0000.4140.002＜0.001＜0.001 sIMRT組JTT0.808±0.021 0.134±0.0135597.456±53.3544877.652±19.2165310.624±26.055 SJT0.810±0.022 0.132±0.0155579.068±69.8614882.092±19.2305299.212±30.458 t值0.726-1.667-3.800-3.983-3.619 P值-0.3510.096＜0.001＜0.001＜0.001 VMAT組JTT0.823±0.041 0.126±0.0185506.040±77.4004836.700±25.5455290.512±47.706 SJT0.822±0.040 0.125±0.0175505.080±74.5034836.928±25.7085294.800±45.378 t值-0.3931.000-0.274-0.117-2.067 P值0.6940.3170.7870.9080.050

2.2 OAR劑量比較

3 種治療技術(shù)中兩組治療計(jì)劃的左右側(cè)股骨頭V50受量可以忽略不計(jì)，其中，dIMRT 組JTT 計(jì)劃的OAR劑量除膀胱V50外，其他參數(shù)均顯著低于SJT 計(jì)劃（P＜0.05），見(jiàn)表2 和圖1。sIMRT 組JTT 計(jì)劃的OAR劑量除小腸V50外，其他參數(shù)均顯著低于SJT 計(jì)劃（P＜0.05），見(jiàn)表3 和圖2。VMAT 組OAR 劑量?jī)煞N計(jì)劃比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表4 和圖3。

圖1 dIMRT組兩種計(jì)劃OAR劑量變化趨勢(shì)

圖2 sIMRT組兩種計(jì)劃OAR劑量變化趨勢(shì)

圖3 VMAT組兩種計(jì)劃OAR劑量變化趨勢(shì)

表2 dIMRT組OAR劑量比較（±s，%）

表2 dIMRT組OAR劑量比較（±s，%）

注：OAR：危及器官。

OAR計(jì)劃V20V30V40V50膀胱JTT93.394±4.69161.203±4.82836.198±2.74615.913±3.680 SJT95.423±3.74262.882±5.67236.761±2.80615.947±3.645 t值-5.566-4.373-10.251-0.887 P值＜0.001＜0.001＜0.0010.384直腸JTT91.048±4.30358.929±3.10630.024±1.6123.510±2.188 SJT92.168±4.53160.461±3.23430.819±1.9353.954±2.951 t值-7.413-4.292-4.292-3.058 P值＜0.001＜0.001＜0.0010.002小腸JTT24.556±5.25214.791±3.5355.535±2.2841.044±0.908 SJT25.896±5.87715.368±3.6925.815±2.3761.068±0.931 t值-4.373-10.284-8.811-2.629 P值＜0.001＜0.001＜0.0010.009左側(cè)股骨頭JTT31.984±9.7944.917±4.1150.291±0.5370.000±0.000 SJT37.212±9.9775.447±4.2640.314±0.5650.000±0.000 t值-4.319-10.106-3.329-P值＜0.001＜0.0010.001-右側(cè)股骨頭JTT29.633±10.7233.594±3.0980.256±0.6120.000±0.000 SJT34.908±10.8804.080±3.3780.280±0.6430.000±0.000 t值-11.584-4.258-3.086-P值＜0.001＜0.0010.002-

表3 sIMRT組OAR劑量比較（±s，%）

表3 sIMRT組OAR劑量比較（±s，%）

注：OAR：危及器官。

OAR計(jì)劃V20V30V40V50膀胱JTT91.108±5.65560.947±3.22537.754±2.87017.838±3.495 SJT92.778±5.29161.978±3.29238.075±3.00817.762±3.610 t值-4.373-18.953-3.378-1.001 P值＜0.001＜0.0010.0010.317直腸JTT90.761±4.47360.682±2.93132.288±2.0016.319±2.689 SJT91.539±4.51161.840±2.98032.811±2.0076.545±2.808 t值-4.319-4.077-3.728-2.887 P值＜0.001＜0.001＜0.0010.008小腸JTT23.874±4.72814.489±3.2055.668±2.3061.215±1.002 SJT24.382±4.88314.759±3.2445.768±2.3271.198±0.991 t值-4.239-9.881-5.959-0.343 P值＜0.001＜0.001＜0.0010.732左側(cè)股骨頭JTT32.999±9.0845.110±4.2910.348±0.7620.000±0.000 SJT35.720±9.0105.391±4.3960.373±0.7640.000±0.000 t值-10.196-3.674-2.612-P值＜0.001＜0.0010.009-右側(cè)股骨頭JTT31.824±9.6943.921±3.1750.267±0.6210.000±0.002 SJT34.102±9.6064.166±3.3130.363±0.7270.000±0.002 t值-4.372-4.143-2.201-P值＜0.001＜0.0010.028-

表4 VMAT組器官參數(shù)比較（±s，%）

表4 VMAT組器官參數(shù)比較（±s，%）

注：-表示未測(cè)算。OAR：危及器官。

OAR計(jì)劃V20V30V40V50膀胱JTT98.126±2.97368.053±6.25539.688±4.19919.163±3.615 SJT97.936±3.49368.377±6.83539.681±4.02919.447±3.453 t值-0.608-0.6940.038-1.718 P值0.5430.4940.970 0.099直腸JTT91.392±5.18964.163±4.52933.592±2.9936.337±2.781 SJT91.446±5.01464.535±4.85633.678±3.0306.386±3.053 t值-0.471-0.786-0.4820 P值0.6380.440 0.6341.000小腸JTT28.761±6.86314.082±4.4795.945±2.9471.239±0.973 SJT29.075±6.69314.113±4.2185.992±3.0261.226±0.965 t值-1.520 -0.185-1.090 0.350 P值0.1280.8550.2760.729左側(cè)股骨頭JTT42.350±12.4417.896±4.9960.716±0.7370.002±0.010 SJT42.504±13.5777.632±4.7460.604±0.6860.000±0.000 t值-0.1920.830 1.132-P值0.850 0.4150.269-右側(cè)股骨頭JTT42.350±10.8356.892±3.0470.492±0.4740.000±0.000 SJT43.538±12.6917.063±4.2330.613±0.7460.000±0.002 t值-1.137-0.465-0.942-P值0.2670.6460.346-

2.3 治療計(jì)劃?rùn)C(jī)器跳數(shù)和出束時(shí)間比較

dIMRT 組和sIMRT 組JTT 計(jì)劃的機(jī)器跳數(shù)顯著高于SJT 計(jì)劃，當(dāng)劑量率相同時(shí)dIMRT 組JTT 計(jì)劃的出束時(shí)間較SJT 計(jì)劃顯著增加（P＜0.05），而sIMRT 組JTT 計(jì)劃的出束時(shí)間顯著短于SJT（P＜0.05），VMAT 組JTT 計(jì)劃和SJT 計(jì)劃的機(jī)器跳數(shù)比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但JTT 計(jì)劃的出束時(shí)間顯著高于SJT 計(jì)劃（P＜0.05），見(jiàn)表5。

表5 治療計(jì)劃?rùn)C(jī)器跳數(shù)和出束時(shí)間比較（±s）

表5 治療計(jì)劃?rùn)C(jī)器跳數(shù)和出束時(shí)間比較（±s）

組別計(jì)劃?rùn)C(jī)器跳數(shù)出束時(shí)間/s dIMRT組JTT1456.540±118.677 210.000±11.391 SJT1433.688±118.515 184.625±10.024 t值-3.48410.010 P值＜0.001＜0.001 sIMRT組JTT921.376±86.829304.750±28.026 SJT908.472±84.386318.875±15.759 t值-4.184-2.539 P值＜0.0010.039 JTT594.304±33.922128.125±2.147 SJT597.588±34.269121.375±0.484 t值-1.7367.488 P值0.100＜0.001 VMAT組

3 討論與總結(jié)

放射治療是宮頸癌的主要治療方式，目前主要有sIMRT、dIMRT 和VMAT 3 種治療技術(shù)。Losasso 等[9]研究發(fā)現(xiàn)，因?qū)m頸癌靶區(qū)較大且形狀復(fù)雜，隨著射野面積增大，MLC 漏射和投射線增加，在設(shè)計(jì)計(jì)劃中適當(dāng)利用鉛門(mén)遮擋不僅可以在不影響靶區(qū)劑量分布的前提下更好地保護(hù)OAR，還可以有效防護(hù)靶區(qū)外MLC 漏射[10-11]，JTT 是在MLC 葉片運(yùn)動(dòng)的同時(shí)鉛門(mén)也跟隨運(yùn)動(dòng)，SJT是MLC 葉片運(yùn)動(dòng)時(shí)鉛門(mén)固定不變。

本研究通過(guò)對(duì)3 種治療技術(shù)分別采用JTT 和SJT 計(jì)劃對(duì)比，結(jié)果表明，靶區(qū)和OAR 受量均能滿(mǎn)足臨床治療要求。在dIMRT 組和sIMRT 組的JTT 和SJT 計(jì)劃均能有效地降低OAR（如膀胱、直腸、小腸和股骨頭）V20、V30、V40的劑量，而dIMRT 組膀胱V50和sIMRT組膀胱V50、小腸V50差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），這與馮仲蘇等[12]在直腸癌中的研究結(jié)果相似。李成等[13]對(duì)鼻咽癌放療研究表明JTT 能顯著降低正常組織和OAR 的受量，但機(jī)器跳數(shù)增加6.6%。Joy 等[14]對(duì)JTT和SJT 的sIMRT 進(jìn)行劑量比較，結(jié)果表明，多數(shù)正常組織V10、V20劑量下降2%。Feng 等[15]在動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)中對(duì)JTT 和SJT 進(jìn)行比較，結(jié)果表明，JTT 在頭頸部、胸腹部腫瘤放療計(jì)劃中，尤其在靶區(qū)體積大形狀復(fù)雜計(jì)劃中降低OAR 和正常組織的受量更明顯。

臨床為了保證患者的治療療效對(duì)CI 與HI 有嚴(yán)格的要求[16-17]，本研究中每組計(jì)劃的靶區(qū)CI 與HI 差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Schmidhalter 等[18]研究JTT 在前列腺等腹部腫瘤dIMRT 中能明顯降低OAR 的受量，但機(jī)器跳數(shù)增加3%左右。本研究發(fā)現(xiàn)，JTT 在有效地降低OAR 的受量同時(shí)也造成機(jī)器跳數(shù)分別增加了1.6%和1.4%，在劑量率相同的情況下，dIMRT 組JTT 比SJT 出束時(shí)間增加13.7%，而sIMRT 組JTT 比SJT 出束時(shí)間減少4.6%。因調(diào)強(qiáng)技術(shù)在臨床應(yīng)用已經(jīng)成熟，在給予靶區(qū)足夠的劑量覆蓋的同時(shí)，在周?chē)a(chǎn)生高梯度的劑量陡降，能更好地保護(hù)正常器官[19]，進(jìn)一步提高宮頸癌的放射治療療效[20]。綜合考慮目前放射治療追求的是放療質(zhì)量，可以忽略所延長(zhǎng)的時(shí)間，因此，宮頸癌放療應(yīng)用調(diào)強(qiáng)放療時(shí)運(yùn)用JTT 效果優(yōu)于SJT，與劉樂(lè)樂(lè)等[21]在多發(fā)腦轉(zhuǎn)移瘤方面研究得出的結(jié)果類(lèi)似。VMAT 組JTT 和SJT 中靶區(qū)和OAR 受量均能滿(mǎn)足臨床治療要求，正常組織受量和靶區(qū)CI、HI、Dmax、Dmin、Dmean及機(jī)器跳數(shù)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但JTT 所用的出束時(shí)間增加了5.6%。因此，宮頸癌VMAT 計(jì)劃建議用SJT 技術(shù)。