全中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)的應(yīng)用

謝秋英 石錦平 張利文 滕建建 胡學(xué)鋒

全中樞神經(jīng)系統(tǒng)放療(craniospinal irradiation,CSI)在臨床上應(yīng)用于惡性程度較高、易發(fā)生腦脊液播散的中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，如髓母細(xì)胞瘤、中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性淋巴瘤、生殖細(xì)胞瘤等[1]。傳統(tǒng)的CSI適形照射方法存在許多不足，如：定位方法復(fù)雜，靶區(qū)劑量分布不均勻，射野銜接困難等。為較好地解決以上問(wèn)題，我們研究采用了調(diào)強(qiáng)“射野疊加優(yōu)化”技術(shù)，逆向優(yōu)化靶區(qū)和銜接區(qū)域劑量均勻性，靶區(qū)適形度和銜接區(qū)域劑量均勻性均明顯改善，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2011年4月至2012年7月我院收治的CSI患者6例，其中男性3例，女性3例。年齡13～62歲，平均年齡29.3歲，中位年齡20歲。脊髓平均長(zhǎng)度74.1 cm(69.5～80.0 cm )。

1.2 設(shè)備材料

瓦里安Trilog直線加速器(其最大野為40 cm ×40 cm，配有60對(duì)多葉光欄(MLC)，中心處20 cm×20 cm范圍內(nèi)葉片寬度為5 mm)、瓦里安CBCT圖像引導(dǎo)放療系統(tǒng)和Eclipse 計(jì)劃系統(tǒng)(8.6版本)、飛利浦 Brilliance Big Bore CT模擬機(jī)。

1.3 體位固定及輪廓勾畫

患者取俯臥位或仰臥位，在常規(guī)模擬機(jī)下進(jìn)行透視和調(diào)整，使兩側(cè)外耳孔重合，整個(gè)脊髓、頭顱矢狀面保持在同一體中線上。頭頸部使用熱塑面罩固定，體部予真空袋和體罩固定，雙手自然垂放身體兩側(cè)。

CT掃描層厚3 mm,范圍應(yīng)從頭頂一直到骶4下緣,包括全腦和全脊髓。在CT斷層上勾畫靶區(qū)和危及器官結(jié)構(gòu)，另外將銜接區(qū)域中的脊髓單獨(dú)勾畫出來(lái)，以方便銜接區(qū)域劑量分布的分析比較。

1.4 治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)

針對(duì)每位患者分別采用2組計(jì)劃設(shè)計(jì)(圖1)。

圖1 2組計(jì)劃射野示意圖

常規(guī)組(CRT)：采用常規(guī)適形照射技術(shù)，即全腦照射采用等中心水平對(duì)穿照射，適當(dāng)旋轉(zhuǎn)光柵角度使全腦野下界與脊髓野上界吻合。脊髓野采用源皮距照射，視患者軀干長(zhǎng)度分為1～2個(gè)照射野，為避免脊髓超量，相鄰射野邊界間須空開一定間隙，通常在脊髓前緣銜接。

調(diào)強(qiáng)組(IMRT)：采用調(diào)強(qiáng)射野疊加優(yōu)化技術(shù)。全腦照射與上段脊髓野同中心，采用兩野水平對(duì)穿半束照射，脊髓照射采用等中心單后野垂直照射，相鄰射野間設(shè)置約5 cm射野重疊區(qū)—“銜接劑量緩沖區(qū)”。計(jì)劃優(yōu)化采用調(diào)強(qiáng)固定射野大小進(jìn)行逆向計(jì)劃優(yōu)化，優(yōu)化時(shí)考慮全腦野的劑量貢獻(xiàn)，可消除全腦野半影和脊髓調(diào)強(qiáng)射野的半影不一致的影響，銜接處劑量更均勻。旋轉(zhuǎn)光欄90°可消除葉片寬度影響。另外由于全腦野在篩骨板、頸椎等附近通常會(huì)有-7%左右的低劑量區(qū),可根據(jù)低劑量區(qū)的分布增加一個(gè)小權(quán)重的子野，以提高腦部靶區(qū)劑量均勻性。

1.5 劑量學(xué)評(píng)估

對(duì)比2組計(jì)劃的劑量學(xué)分布，并根據(jù)ICRU 83號(hào)報(bào)告[2]，采用近似最大劑量D2%、近似最小劑量D98%和中位劑量D50%，95%劑量V95%等指標(biāo)來(lái)評(píng)估靶區(qū)的均勻性和劑量覆蓋程度。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件行t檢驗(yàn)分析。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.5。

2 結(jié)果

2.1 正常組織受量評(píng)估

靶區(qū)周圍正常器官劑量對(duì)比直方圖(DVH)見(jiàn)圖2，調(diào)強(qiáng)組的正常組織高劑量體積降低，特別是心臟、肝臟和小腸等胸中段及腹部的器官結(jié)構(gòu)保護(hù)更有優(yōu)勢(shì)。

2.2 靶區(qū)劑量評(píng)估

常規(guī)組靶區(qū)整體劑量分布高低不均，調(diào)強(qiáng)組靶區(qū)整體劑量適形度及均勻性均明顯提高，劑量隨脊髓生理彎曲適形，正常組織得到了很好保護(hù)。6例CSI病例的脊髓靶區(qū)劑量參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于常規(guī)組，P值均<0.01，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3 射野銜接效果分析

常規(guī)組銜接區(qū)域劑量冷熱點(diǎn)差異顯著，特別是胸段脊髓銜接區(qū)域前方正常組織有較大面積處于高劑量范圍，最大劑量高達(dá)處方劑量的160%，而銜接后方脊髓靶區(qū)低量區(qū)域僅60%左右。采用射野疊加優(yōu)化法銜接區(qū)域劑量分布平滑均勻，銜接區(qū)內(nèi)脊髓劑量梯度由60%～115%提高到98%～107%。模擬頭腳方向擺位誤差±5 mm引起的銜接區(qū)域脊髓中軸劑量變化由160%～35%降低到110%～95%。

靶區(qū)處方劑量30 Gy。

3 討論

表1 6例病例2種方法脊髓靶區(qū)劑量參數(shù)對(duì)比/%

注：Dx%為x%的靶體積所受到的照射劑量(用處方量%表示)，Vx%為≥x%的處方劑量所覆蓋的靶區(qū)百分體積數(shù)。

常規(guī)二維放射治療作為全中樞的標(biāo)準(zhǔn)放療技術(shù)已有幾十年，但該技術(shù)存在定位方法過(guò)程繁復(fù)、誤差較大，靶區(qū)劑量分布不均勻，射野銜接困難等不足。以往的研究表明放射治療實(shí)施的質(zhì)量對(duì)治療效果有明顯的影響,為了提高CSI放療精度和安全舒適性,需要在放療技術(shù)和體位固定方面做進(jìn)一步改進(jìn)。

傳統(tǒng)CSI患者體位為俯臥位，這種體位可方便技術(shù)員在幫助患者源皮距擺位時(shí)做體表線銜接。然而由于擺位治療時(shí)間較長(zhǎng),在照射過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間保持體位較為困難，對(duì)于俯臥位不合作的兒童和重病患者，甚至無(wú)法進(jìn)行放射治療。另外由于脊髓深度差異較大，單一的處方劑量必然會(huì)造成靶區(qū)劑量分布不均，射野銜接區(qū)劑量變化較大，冷熱點(diǎn)并存，脊髓靶區(qū)存在超高劑量風(fēng)險(xiǎn)。而銜接區(qū)域前緣出現(xiàn)的超高劑量可使心臟肝臟等器官受到損害，進(jìn)而增加兒童未來(lái)心臟病等晚期疾病的發(fā)病率[3],脊柱受量不均勻也會(huì)影響兒童生長(zhǎng)發(fā)育等[4]。

為解決上述問(wèn)題，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了CSI仰臥位等中心放療技術(shù)研究，結(jié)果認(rèn)為這種患者較舒適的體位擺位重復(fù)性較好。我院放療中心2011年4月至2012年7月曾對(duì)6位CSI患者行仰臥位調(diào)強(qiáng)放射治療，效果良好。30次CBCT圖像引導(dǎo)分析擺位誤差顯示,患者體部左右方向及背腹方向平均誤差分別(2.1±1.4)mm、(1.6±1.2)mm，頭腳方向平均誤差為(2.7±1.3)mm。劑量?jī)?yōu)化技術(shù)方面，我們將等中心調(diào)強(qiáng)照射技術(shù)及半束照射技術(shù)應(yīng)用于全中樞的放射治療，依照脊髓靶區(qū)深度調(diào)整優(yōu)化劑量，靶區(qū)劑量分布均勻合理。表1可見(jiàn)與常規(guī)組相比，95%處方量包繞靶區(qū)體積V95%平均值由常規(guī)的88.6%提高到98.1%，而大于處方量110%的高量體積由常規(guī)組的25.4%降低到11.9%。脊髓劑量梯度96.5%～108.8%明顯優(yōu)于常規(guī)組57.7%～118.5%。靶區(qū)劑量適形度及均勻性均得到了極大改善。

關(guān)于射野銜接的問(wèn)題，一些治療中心采用旋轉(zhuǎn)光欄和治療床的方法使全腦野與脊髓野在幾何上相匹配[5]，這種方法理論上劑量分布均勻，但在遇到系統(tǒng)誤差或隨機(jī)擺位誤差時(shí)，銜接區(qū)域仍然存在較大的劑量變化。所以目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)中心在治療期間需要多次移動(dòng)銜接線,以消除該區(qū)域內(nèi)的冷點(diǎn)或熱點(diǎn)。這種多次變動(dòng)射野位置的做法增加了治療的復(fù)雜性和誤差。近年來(lái)不少國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)CSI技術(shù)做了進(jìn)一步改進(jìn)。有研究報(bào)道[6-8]通過(guò)手工設(shè)置多個(gè)“野中野”正向調(diào)強(qiáng)方式羽化銜接線法，可有效降低銜接區(qū)域脊髓的分次高量，然而計(jì)劃設(shè)計(jì)較麻煩，羽化的效果也有限。對(duì)此我們做了銜接方面前期研究[9]，借鑒了Seppala 等[10]射野疊加調(diào)強(qiáng)逆向優(yōu)化銜接區(qū)域的方法，并做了進(jìn)一步改進(jìn)，將全腦野與上段脊髓野用同一中心半束照射，巧妙地解決了頭頸非共面銜接難題。在脊髓鄰野銜接區(qū)設(shè)置約5 cm射野重疊區(qū)“銜接劑量緩沖區(qū)”，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)光欄90°優(yōu)化，消除葉片寬度對(duì)銜接區(qū)域優(yōu)化的影響。在銜接區(qū)域內(nèi)真正形成了一個(gè)向彼此延伸的平滑楔形劑量分布，如同每次治療時(shí)，銜接線一直做勻速滑窗移動(dòng)一樣，極大消減了擺位誤差對(duì)射野銜接處劑量的影響。銜接劑量更均勻、且每次的治療劑量均勻度都達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。此計(jì)劃設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，治療過(guò)程簡(jiǎn)化，無(wú)需療程中多次移動(dòng)銜接位置。缺點(diǎn)是由于仍沿用單后野照射，背部肌肉組織受量仍較高。

目前有學(xué)者主張采用多角度照射全中樞靶區(qū)，如固定野多角度旋轉(zhuǎn)照射CSI[11]，旋轉(zhuǎn)斷層治療(Tomotherapy)CSI[12]及容積調(diào)強(qiáng)放療應(yīng)用[13]等，結(jié)果均認(rèn)為多角度旋轉(zhuǎn)照射可顯著降低靶區(qū)周圍正常組織的高劑量體積，進(jìn)一步提高靶區(qū)適形度和均勻性。然而這種旋轉(zhuǎn)照射帶來(lái)的全身大面積低劑量照射是否會(huì)誘發(fā)第二腫瘤風(fēng)險(xiǎn)及是否影響兒童發(fā)育等還需進(jìn)一步的臨床觀察，亦有不少學(xué)者持謹(jǐn)慎態(tài)度。另外多角度照射對(duì)患者擺位要求更加嚴(yán)格，常規(guī)調(diào)強(qiáng)多中心多角度旋轉(zhuǎn)照射，治療時(shí)間將加倍，患者易發(fā)生移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)容積照射可縮短治療時(shí)間，但昂貴的機(jī)器造價(jià)不利于在基層醫(yī)院普及。

除了銜接技術(shù)改進(jìn)，在治療質(zhì)控方面，我們?cè)谟?jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)將脊髓射野中心與全腦野中心置于同一中軸線上，方便治療擺位和質(zhì)控監(jiān)督。利用遠(yuǎn)程控制治療床進(jìn)出移動(dòng)固定值的方法，可進(jìn)一步減少人為擺位誤差對(duì)銜接區(qū)域的影響，同時(shí)亦大大縮短了技術(shù)員進(jìn)出機(jī)房擺位治療的時(shí)間。值得注意的是機(jī)器質(zhì)控時(shí)應(yīng)注意定期做移床精度的檢測(cè)，確保精度在2 mm以內(nèi)?？紤]體部擺位仍存在一定的隨機(jī)誤差，放療應(yīng)結(jié)合圖像引導(dǎo)技術(shù)校準(zhǔn)位置誤差，以便進(jìn)一步提高銜接區(qū)靶區(qū)劑量分布的均勻性。

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