分弧分野容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（VMAT）：一種睪丸保護(hù)性的陰莖癌放療技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：R144

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著生活水平和衛(wèi)生條件的不斷提高，陰莖癌[1-4]的發(fā)病率呈下降趨勢(shì)，但其對(duì)男性患者的生活質(zhì)量的影響卻不容忽視。這些患者通常傾向于選擇能夠保留器官的手術(shù)方法，以減少對(duì)排尿和性功能的損害，從而提升他們的生活質(zhì)量。然而，并非所有患者都有條件僅通過(guò)器官保留手術(shù)來(lái)接受治療。根據(jù)美國(guó)國(guó)家綜合癌癥網(wǎng)（NCCN）指南，T1-2.NO的患者，T3-4或 N+Δ 的手術(shù)無(wú)法切除的患者，可行根治性放療。而對(duì)于手術(shù)切除后原發(fā)灶切緣陽(yáng)性或腹股溝和（或）盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者需行術(shù)后輔助放療。術(shù)后的輔助放療可以降低疾病的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，提高疾病的治愈率。睪丸作為男性的性腺，位于陰囊內(nèi)，產(chǎn)生精子和雄性激素。辜丸距離腹股溝淋巴引流區(qū)較近，雖然不被直接照射，但在盆腔腫瘤的放射治療中，X射線的散射劑量無(wú)法避免的輻射到陰囊的睪丸內(nèi)。而睪丸對(duì)放療的耐受劑量卻很低[5-6]。在經(jīng)過(guò)X射線照射后可以通過(guò)Comet測(cè)定法測(cè)量小鼠精子中的生殖細(xì)胞和劑量依賴性DNA 損傷[7]。隨著放射治療的發(fā)展，陰莖癌患者接受的放射治療可以通過(guò)先進(jìn)的設(shè)備和治療方法減少睪丸所接受的輻射劑量來(lái)避免功能的喪失，這對(duì)于低齡陰莖癌患者生育功能的保留意義尤為突出。

對(duì)于接受盆腔腫瘤放療的男性患者睪丸劑量的分析，絕大多數(shù)的研究是對(duì)直腸癌、精原細(xì)胞瘤和前列腺癌等進(jìn)行的。而陰莖癌患者術(shù)后放療的睪丸劑量分析和放射治療方法的研究幾乎沒(méi)有文獻(xiàn)研究報(bào)道。本研究回顧性分析了10例陰莖癌患者的計(jì)劃方法和劑量學(xué)結(jié)果。對(duì)比了常規(guī)雙弧容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放射治療（dac-VMAT）和避開(kāi)辜丸的部分弧度及鉛門(mén)固定部分射野容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放射治療（sapf-VMAT）[8]的計(jì)劃，重點(diǎn)分析了睪丸劑量體積的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，研究減少睪丸劑量的放射治療方法。

1 材料與方法

1. 1 患者選擇和靶區(qū)勾畫(huà)

本研究隨機(jī)選取在2021年1月至2024年8月的符合陰莖癌術(shù)后放療指征的10例患者，病理診斷均為陰莖鱗狀細(xì)胞癌，年齡33～56歲，中位年齡42歲。每位患者在上海聯(lián)影CT一體化直線加速器（CT-linac506c）配置的CT模擬機(jī)上進(jìn)行定位，患者定位前1小時(shí)排空膀胱、直腸，口服500mL水充盈膀胱，采用仰臥位，真空墊和熱塑膜固定體位，掃描的圖像層厚為 5mm ，掃描范圍從腰3椎體上緣至坐骨結(jié)節(jié)下 5cm 。臨床靶區(qū)（CTV）包括雙側(cè)腹股溝淋巴引流區(qū)及盆腔髂血管淋巴引流區(qū)，CTV各向外擴(kuò) 5mm 設(shè)為計(jì)劃靶區(qū)（PTV）；危及器官包括：睪丸、直腸、膀胱、小腸、脊髓和股骨頭等。

1. 2 VMAT計(jì)劃和出束

為每位患者制作雙弧VMAT計(jì)劃和鎖定射野范圍的分弧分野VMAT計(jì)劃。雙弧計(jì)劃的弧長(zhǎng)都為 360^° ，從 0^° 開(kāi)始順時(shí)針和逆時(shí)針?lè)謩e旋轉(zhuǎn)，多葉準(zhǔn)直器角度分別為 10^° 和 350^° 。鎖定射野范圍的四個(gè)部分弧治療計(jì)劃為 190^° 至 30^° 雙部分弧和330^° 至 170^° 雙部分弧兩對(duì)分別順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，多葉準(zhǔn)直器角度為 30^° 和 330^° 。所有治療計(jì)劃在聯(lián)影一體化CT直線加速器（uRT-linac506c）上完成，uRT-linac506c直線加速器的多葉準(zhǔn)直器機(jī)頭內(nèi)部是由60對(duì)合金葉片組成，中間是由40對(duì)、寬度（等中心投影寬度）為 0.5cm 的葉片組成，兩邊各由10對(duì)寬度 1cm 的葉片組成，形成了最大照射范圍為 40cm×40cm 的照射區(qū)域。射野鎖定范圍如圖1所示，藍(lán)色區(qū)域?yàn)橛?jì)劃靶區(qū)（PTV），淺綠色區(qū)域?yàn)椴G丸，紅色區(qū)域?yàn)殒i定的射野邊界范圍。X 方向的坐標(biāo)范圍根據(jù)靶區(qū)和睪丸的位置進(jìn)行縮小，坐標(biāo)值大約為 -20cm 至 0cm 和 0cm 至20cm ，Y方向的射野邊界范圍為最大照射野-20cm 至 20cm ，通過(guò)四個(gè)部分弧的組合完全覆蓋了PTV并且盡可能地避開(kāi)了辜丸區(qū)域。治療計(jì)劃采用卷積（convolution）算法，計(jì)劃系統(tǒng)為上海聯(lián)影醫(yī)療的uRT-TPOIS系統(tǒng)，照射模式為均整濾過(guò)（FF）模式，劑量率為 400MU/min ，處方劑量為50.40Gy，28 分次，計(jì)劃靶區(qū)（PTV）的 95% 體積。危及器官的劑量學(xué)評(píng)價(jià)包括小腸、直腸、股骨頭、膀胱、脊髓和睪丸的劑量體積參數(shù)，劑量限值參考了放射治療器官限量國(guó)際指南（QUANTEC）的部分劑量限值。小腸的 V45 小于 195mL ;直腸和膀胱的V50小于 50% ;股骨頭的 V30 小于 15% ；脊髓外擴(kuò)的最大劑量小于 45Gy ；在保證靶區(qū)劑量覆蓋合格和其它危及器官符合要求的情況下，盡量限制睪丸的 V1，V2，V3 的值。

1.3 劑量評(píng)價(jià)和質(zhì)量保證

對(duì)于計(jì)劃評(píng)估方面，分析的PTV和計(jì)劃參數(shù)包括適形性指數(shù)（CI）、均勻性指數(shù)（HI）、治療時(shí)間（TT）和機(jī)器跳數(shù)（MU），檢查治療計(jì)劃的橫斷面、矢狀面和冠狀面各個(gè)層面的劑量分布曲線。治療計(jì)劃的 γ 通過(guò)率驗(yàn)證采用uRT-linac506c配備的EPID非晶硅板與uExceed-linac系統(tǒng)的自動(dòng)質(zhì)控功能來(lái)測(cè)量，每個(gè)計(jì)劃的 γ 通過(guò)率的限定條件為 3mm（3%） 和 2mm（2%） ，閾值為 10%，γ 通過(guò)率低于 90% 意味著通過(guò)率失敗[10]。

適形性指數(shù)（CI）是V100%和VPrv 體積的比值，V100% 是指 100% 的處方劑量包繞的體積， CI 的值越接近

1，表示適形度越好。

均勻性指數(shù) （HI） 是靶區(qū) 2% 的體積劑量與 98% 的體積劑量的差值和靶區(qū)平均劑量的比值。 HI 的值越接近0，說(shuō)明靶區(qū)劑量越均勻。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS27軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，對(duì)每例陰莖癌患者的常規(guī)雙弧VMAT計(jì)劃和分弧分野VMAT計(jì)劃的靶區(qū)參數(shù)和危及器官的劑量進(jìn)行配對(duì) χ_t 檢驗(yàn)， Plt;0.05 被認(rèn)為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與討論

2.1 數(shù)值結(jié)果

表1列出了計(jì)劃參數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。兩種計(jì)劃中靶區(qū)的CI和 HI 等劑量學(xué)參數(shù)沒(méi)有明顯差別，而雙弧計(jì)劃的機(jī)器跳數(shù)和治療時(shí)間都低于鎖野的四個(gè)部分弧的計(jì)劃結(jié)果，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。計(jì)劃驗(yàn)證的 γ 通過(guò)率方面，無(wú)論是 3mm（3%） 還是 2mm （2% 的 ΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣ 通過(guò)率都沒(méi)有明顯差別。危及器官的劑量學(xué)統(tǒng)計(jì)結(jié)果列于表2，鎖定射野范圍的計(jì)劃中，辜丸劑量明顯低于雙弧計(jì)劃的劑量，說(shuō)明分弧分野VMAT具有更好的辜丸保護(hù)作用。而腸道，膀胱，脊髓和股骨頭等其它器官受到的劑量均沒(méi)有顯著差別。

圖2為辜丸劑量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，圖2（a）為辜丸受到1Gy劑量的體積百分比（V1），圖2（b）和（c）分別是睪丸受到 2Gy 劑量的體積百分比（V2）和3Gy劑量的體積百分比 （V3） 。從圖中可以看出，鎖定射野范圍的部分弧VMAT計(jì)劃的辜丸劑量體積百分比明顯低于雙弧VMAT計(jì)劃的辜丸劑量體積百分比。值得注意的是鎖定射野范圍的部分弧計(jì)劃中辜丸的V2低至個(gè)位數(shù)，如此低的輻射劑量體積結(jié)果可以充分保留男性的雄性激素分泌和生育功能。

圖3為其中一位患者的兩種VMAT方法的劑量分布，其中圖3（a）是雙弧VMAT計(jì)劃的三維劑量分布結(jié)果，從左到右分別為橫斷面，矢狀面和冠狀面的劑量分布圖；圖3（b）是鎖定射野范圍的部分弧VMAT計(jì)劃的劑量分布圖，從左到右分別為橫斷面，矢狀面和冠狀面。

從圖3（a）中可看到，雙弧VMAT計(jì)劃的200cGy的劑量線幾乎完全覆蓋了睪丸體積，從矢狀面和冠狀面上可以看到只有最下面橫斷層的睪丸劑量小于 200cGy ;而 300cGy 劑量線覆蓋了睪丸的部分體積。從圖3（b）圖中可以看到，避開(kāi)睪丸的部分弧鎖野VMAT計(jì)劃的睪丸劑量幾乎全部小于200cGy ;分弧VMAT計(jì)劃的睪丸劑量明顯小于雙弧VMAT計(jì)劃中睪丸受到的劑量。此外，在雙弧VMAT計(jì)劃中，直腸的 2500cGy 和 3000cGy 的劑量低于部分弧VMAT計(jì)劃結(jié)果，而高劑量線則沒(méi)有明顯差別。

2.2 分析討論

有研究顯示，接受盆腔照射的男性患者中，患者的血清睪酮水平較低[1]。盡管放射治療引起的辜丸功能損傷與輻射劑量有關(guān)，但是目前沒(méi)有明確定義睪丸的耐受劑量限值[12]。另有研究顯示精原細(xì)胞單次接受0.1Gy就會(huì)發(fā)生變化[13]在單次接受0.2Gy至0.4Gy的輻射后精原細(xì)胞的數(shù)量會(huì)在21周減少到最低水平，單次接受超過(guò)2Gy的輻射情況下，會(huì)導(dǎo)致永久性無(wú)精癥，而辜丸在單次接受1Gy的劑量后，其功能在21周達(dá)到最低水平，7個(gè)月后開(kāi)始逐步增加，2年才能達(dá)到放療前的水平。另外72小時(shí)內(nèi)睪丸接受超過(guò)5Gy至 5.5Gy 的輻射劑量，功能將有明顯的損傷。除了陰莖癌，盆腔部位的其它腫瘤放療也會(huì)引起睪丸功能的損傷。Duman等[14]比較了直腸癌新輔助放療的VMAT，動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)放療（IMRT）和三維適形放療（3DCRT）中的靶區(qū)和睪丸等的劑量學(xué)差異，相比于IMRT和CRT，VMAT可以提供更好的睪丸保護(hù)，并且推薦患者睪丸的3Gy劑量體積減少到 50% 以下，來(lái)保留男性的生育功能。Dueland等[15]的研究發(fā)現(xiàn)，在接受常規(guī)的2Gy 照射 23至

25次放療的直腸癌患者中，到第10次辜丸累積劑量達(dá)到 3.3Gy 時(shí)，睪酮激素的水平會(huì)有明顯的下降。盆腔照射精原細(xì)胞瘤放療后的睪丸劑量分析中[16]，顯示了睪丸劑量對(duì)睪丸與治療體積之間的距離以及射束入口點(diǎn)的組織厚度的依賴性。Farhood等[17]的研究顯示，前列腺癌放療期間對(duì)睪丸組織的散射劑量可導(dǎo)致睪丸萎縮、男性的性激素變化和性生活質(zhì)量問(wèn)題。Boehmer等[18]對(duì)前列腺癌放療的辜丸劑量分析顯示，在接受外照射放療的前列腺癌患者中，無(wú)屏蔽防護(hù)的睪丸接受的劑量發(fā)生永久性不育和激素分泌功能受損的風(fēng)險(xiǎn)增高。對(duì)于盆腔照射的治療體位的研究，Bakkal等[9]比較了仰臥和俯臥的治療體位，結(jié)果顯示，仰臥位的4野CRT放療患者的辜丸劑量低于俯臥位的3野和4野盆腔照射患者的睪丸劑量，原因是射野下邊緣和睪丸之間的距離更大。Nedaie等[20]研究了盆腔照射治療中，睪丸防護(hù)罩對(duì)睪丸劑量的影響。Fraass等21做了性腺護(hù)罩的設(shè)計(jì)和臨床應(yīng)用的研究。

本研究的結(jié)果顯示，常規(guī)雙弧VMAT方法中睪丸的大部分體積低于3Gy，而鎖野部分弧VMAT方法的辜丸所受劑量絕大部分在2Gy以下。相較于雙弧VMAT計(jì)劃，鎖定射野范圍的部分弧VMAT計(jì)劃中睪丸受到 2Gy 照射的劑量體積（V2）更低，僅為個(gè)位數(shù)，而近一半的睪丸體積小于1Gy，鎖野部分弧VMAT的辜丸劑量體積顯著低于雙弧VMAT的睪丸劑量體積的結(jié)果，這種低劑量照射對(duì)于患者的雄性激素分泌和生育功能的影響比較低。精子庫(kù)儲(chǔ)存[22]和睪丸遮擋的方法是男性盆腔放療保護(hù)辜丸的重要方法，而鎖野部分弧VMAT方法可以使陰莖癌器官保留術(shù)后接受放療的患者的辜丸劑量低于引起永久性不育的劑量，僅通過(guò)先進(jìn)的放療技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)辜丸功能的保護(hù)，患者放療前可以無(wú)需冷凍精子，治療過(guò)程中也無(wú)需采用體外遮擋睪丸的方法屏蔽射線，使放射治療過(guò)程更簡(jiǎn)便，提高了患者的舒適性，減少了因操作和患者活動(dòng)引起的照射偏差的可能性，這對(duì)于有生育需求的低齡男性患者的臨床價(jià)值更高。對(duì)于靶區(qū)和其它危及器官的結(jié)果，兩種VMAT方法沒(méi)有明顯的差異，計(jì)劃及驗(yàn)證的參數(shù)來(lái)看，雖然鎖定射野范圍的部分弧VMAT計(jì)劃的跳數(shù)和治療時(shí)間都高于雙弧VMAT計(jì)劃，但是分弧分野VMAT計(jì)劃的總弧度，少于1000MU的跳數(shù)和大約3分鐘的治療時(shí)間等，這些參數(shù)都保持在臨床治療計(jì)劃中的正常范圍內(nèi)。

3結(jié)論

本研究為陰莖癌術(shù)后接受放射治療的患者提供了一種創(chuàng)新的治療計(jì)劃方法，即避開(kāi)睪丸弧度的分弧分野容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放射治療（sapf-VMAT）技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)精確鎖定直線加速器鉛門(mén)的射野范圍，并利用避開(kāi)辜丸的特定弧度，有效減少了辜丸的輻射劑量。相較于傳統(tǒng)的常規(guī)雙弧VMAT技術(shù)，分弧分野VMAT技術(shù)顯著降低了陰莖癌術(shù)后放療患者睪丸的輻射暴露。因此，對(duì)于有生育需求的年輕患者，在接受器官保留手術(shù)后，無(wú)需采取放射治療期間的辜丸外部屏蔽防護(hù)措施或預(yù)先進(jìn)行精子冷凍保存以保護(hù)睪丸的功能。采用分弧分野VMAT方法，可以確保性腺器官功能的保留，避免了不可逆的損傷。

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United Imaging，and the range of jaw locking and arc of testicular avoidance were discussed. A paired t -test was employed and the dosimetry parameters of the plan target volume（PTV）and the radiation dose of organs at risk （OAR） were compared. All plans are normalized to a prescribed dose of 50.4 Gy covering 95% of the volume of PTV. The statistical results of machine unit （MU） in the dac-VMAT were 706.85±107.97 ，which were lower than those of 874.70±106.08 in the sapf-VMAT. The treatment time （T，s） of the dac-VMAT and sapfVMAT was 174.44±13.61 and 183.89±14.33 respectively and the V1 ， V2 ，V3 of testes in the sapf-VMAT were 49.77±14.52 ， 5.42±5.60 and 0.40±0.69 respectively，all of which are significantly lower than 97.97± 3.17， 83.15±19. 1 14 and 7.35±4.81 in dac-VMAT；the P values were all less than O. OO1. There were no significant diferences in other outcomes. For patients of postoperative radiotherapy for penile cancer，compared with dac-VMAT，the testicular dose can be significantly reduced by sapf-VMAT，and the dose received is lower than the dose threshold that causes functional impairment.This suggests that patients can preserve fertility without the need for gonadal occlusion or pre-radiation sperm banking.

Key words： linear accelerators ;penile cancer; testicular dose;jaw lock