宮頸癌術(shù)后旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)與固定野調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)的比較

洪 潮 陳小丹 張懷文 胡海芹

宮頸癌是女性生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，術(shù)后放射治療是廣泛應(yīng)用的輔助治療方法。國內(nèi)外大量研究顯示同期放化療可顯著提高宮頸癌患者的總生存率及局控率［1-2］。傳統(tǒng)兩野對(duì)穿照射技術(shù)和三維適形放療技術(shù)使得盆腔內(nèi)的膀胱和部分小腸都會(huì)受到高劑量的照射，而調(diào)強(qiáng)放療在提高靶區(qū)的適形度的同時(shí)，可有效降低周圍正常組織的受照劑量，能更好地保護(hù)周圍正常組織［3］。但普通固定野調(diào)強(qiáng)技術(shù)存在治療時(shí)間較長、低劑量體積較大等缺點(diǎn)。RapidArc容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)治療是美國瓦里安公司近年來研發(fā)的一種新調(diào)強(qiáng)方式，它利用單弧或多弧，通過優(yōu)化機(jī)架旋轉(zhuǎn)的角度，同時(shí)調(diào)整多葉光柵MLC的形狀以及輸出劑量率，對(duì)靶區(qū)進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，在大多數(shù)腫瘤中體現(xiàn)出靶區(qū)劑量均勻和高適形度、更好保護(hù)危及器官以及縮短治療時(shí)間優(yōu)點(diǎn)［4-5］。本研究在Pinnacle39.6放療計(jì)劃系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)3種常用的調(diào)強(qiáng)方法，通過使用劑量體積直方圖來比較RapidArc及IMRT 2種放療技術(shù)在宮頸癌術(shù)后放療的劑量學(xué)差異，評(píng)估不同調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，尋找對(duì)宮頸癌術(shù)后患者更加合理的放療方式?，F(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

隨機(jī)選取2015年2月至2015年7月間在我科接受術(shù)后調(diào)強(qiáng)放射治療的宮頸癌患者10例作為研究對(duì)象。患者年齡40～70歲，中位年齡55歲。手術(shù)方式均為廣泛全子宮、雙附件切除術(shù)及盆腔淋巴結(jié)清掃術(shù);術(shù)后無腫瘤殘留。無放療禁忌證，大、小便情況基本正常。

1.2 方法

1.2.1 體位固定和CT掃描 患者均采用仰臥位，熱塑體膜固定，在自由呼吸狀態(tài)下應(yīng)用德國西門子公司Somatom Definition AS CT模擬機(jī)行放療前定位，掃描范圍為腰1椎體上緣至坐骨結(jié)節(jié)下3～5 cm，掃描層厚取5 mm。掃描結(jié)束后將CT模擬定位圖像資料通過瓦里安Aria局域網(wǎng)傳輸?shù)絇innacle39.6三維放射計(jì)劃系統(tǒng)工作站。

1.2.2 靶區(qū)和危及器官勾畫 將傳入3DTPS的宮頸癌術(shù)后患者的CT模擬定位圖像進(jìn)行三維重建。為避免人為誤差，所有患者靶區(qū)及危及器官均由同一位專業(yè)放療醫(yī)師在Philips Pinnacle39.6三維放療計(jì)劃系統(tǒng)的醫(yī)生工作站根據(jù)ICRU第50、62號(hào)報(bào)告勾畫放射治療靶區(qū)。臨床靶體積包括陰道上段1/2及殘端、陰道旁軟組織和盆腔淋巴引流區(qū)域，范圍為上界達(dá)4～5腰椎間、下界達(dá)閉孔下緣水平。CTV在前后方向外放0.6～0.8 cm、其余外放0.8～1.0 cm 得到計(jì)劃靶體積。危及器官組織包括膀胱、直腸、小腸、兩側(cè)股骨頭等。

1.3 放療計(jì)劃的設(shè)計(jì)

由專業(yè)放射物理師在Philips Pinnacle39.6三維放療計(jì)劃系統(tǒng)的物理師工作站根據(jù)放療醫(yī)師確認(rèn)后的靶區(qū)設(shè)計(jì)照射。針對(duì)每位患者分別設(shè)計(jì)3種不同的放療計(jì)劃。2種調(diào)強(qiáng)設(shè)野方法的機(jī)架角度分別為:①固定野5 野靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃的機(jī)架角度為 0°、72°、144°、216°、288°，床角和小機(jī)頭角度均為0度;②固定野7野靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃的機(jī)架角度為 0°、51°、103°、154°、206°、257°、309°，床角和小機(jī)頭角度均為 0 度;③RapidArc計(jì)劃均設(shè)置為共面雙弧，旋轉(zhuǎn)角度為逆時(shí)針從179°～181°，然后再順時(shí)針181°～179°，其床角設(shè)置為0°，小機(jī)頭角度順時(shí)針方向?yàn)?10°，逆時(shí)針方向?yàn)?50°。所有計(jì)劃均采用6MV光子線進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)。處方劑量為 50 Gy，2 Gy/次，1 次/天，5 次/周，共 25次。規(guī)定靶區(qū)處方劑量是指95%的PTV所接受的最低吸收劑量，PTV接受＞110%處方劑量的體積應(yīng)＜5%，危及器官耐受劑量的限定要求:膀胱:V50＜50%;小腸:V40＜50%;股骨頭 Dmax≤52 Gy，V50 ＜5%;其余正常組織受量越低越好。

1.4 放療計(jì)劃的評(píng)價(jià)指標(biāo)

將處方劑量歸一到95%的PTV體積，利用劑量體積直方圖對(duì)3種計(jì)劃的靶區(qū)和危及器官分別進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。(1)計(jì)劃靶區(qū)PTV的評(píng)價(jià)指標(biāo):①靶區(qū)平均劑量Dmean;②均勻性指數(shù)(HI)［6］為最大劑量與處方劑量的比值，其計(jì)算公式為:，其中 D5%、D95%，形度指數(shù)(CI)［7］計(jì)算公式為Vt，ref為95%的處方劑量所覆蓋的計(jì)劃靶體積，Vt為總的計(jì)劃靶體積，Vref為95%的劑量所覆蓋的所有體積，CI值為0～1，CI值越接近1，表示適形度越好。(2)危及器官評(píng)價(jià)指標(biāo):小腸 V30、V40、V50、Dmean;膀胱 V30、V40、V50、Dmean;左、右股骨頭 V30、V40、V50、Dmean、Dmax;正常組織V5、V10、V20、V30、Dmean。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

本研究采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件建立數(shù)據(jù)庫，并對(duì)計(jì)劃所得數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入和分析。定量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示。3種治療方法間的差別采用非參數(shù)秩和檢驗(yàn)進(jìn)行分析。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)劑量分布、CI、HI比較

3種調(diào)強(qiáng)技術(shù)靶區(qū)劑量分布、CI、HI見表1。3種計(jì)劃均能較好滿足95%等劑量曲線對(duì)PTV的劑量覆蓋。就PTV的平均劑量Dmean而言，RapidArc技術(shù)顯著低于普通IMRT技術(shù)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。且RapidArc技術(shù)的靶區(qū)均勻性指數(shù)HI要優(yōu)于IMRT技術(shù)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但在適形指數(shù)CI上，RapidArc技術(shù)雖在數(shù)值上略好于IMRT技術(shù)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分別表示5%、95%體積的靶區(qū)所接受照射的最低劑量，其值越大表明PTV內(nèi)部劑量分布越不均勻。③適

表1 靶區(qū)PTV劑量分布比較()

表1 靶區(qū)PTV劑量分布比較()

分組 CI HI Dmean /Gy RapidArc 0.93 ±0.01 1.03 ±0.01 51.81 ±0.20 7F IMRT 0.91 ±0.02 1.07 ±0.01 52.45 ±0.20 5F IMRT 0.88 ±0.01 1.07 ±0.01 52.38 ±0.14 χ25.2 7.90 7.60 P值 ＞0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.2 3種調(diào)強(qiáng)技術(shù)危及器官劑量體積的比較

2.2.1 膀胱劑量體積的比較 3種調(diào)強(qiáng)技術(shù)方法的膀胱受照劑量及體積如表2所示。RapidArc計(jì)劃方法的膀胱平均劑量、V40、V30等低劑量的受照體積均顯著優(yōu)于兩種IMRT技術(shù)，但在高劑量區(qū)域V50IMRT技術(shù)則略好于RapidArc技術(shù)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而7野IMRT技術(shù)膀胱的平均劑量、V40、V30在數(shù)值上略好于5野IMRT技術(shù)，在數(shù)值上5野IMRT技術(shù)略好于7野IMRT技術(shù)，但差異均不具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表2 膀胱劑量體積比較()

表2 膀胱劑量體積比較()

分組 Dmean/Gy V50/% V40/% V30 73.77 ±7.24 7F IMRT 42.50 ±2.09 35.15 ±10.87 61.58 ±8.77 83.39 ±4.35 5F IMRT 43.15 ±2.17 34.04 ±9.32 63.84 ±8.54 87.72 ±6.74 χ2/%RapidArc 41.58 ±2.31 42.79 ±11.36 59.06 ±8.45 9.58 8.40 6.40 8.40 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.2.2 小腸劑量體積的比較 3種調(diào)強(qiáng)技術(shù)方法小腸受照劑量及體積參數(shù)見表3。小腸的平均劑量、V40、V30，RapidArc技術(shù)方法要顯著優(yōu)于兩種IMRT技術(shù)，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。7野 IMRT技術(shù)小腸的平均劑量、V40、V30在數(shù)值上略好于5野 IMRT技術(shù)。RapidArc技術(shù)方法在小腸的高劑量照射區(qū)域V50上略好于IMRT技術(shù)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表3 小腸劑量體積比較()

表3 小腸劑量體積比較()

分組 Dmean/Gy V50/% V40/% V30 48.29 ±11.05 7F IMRT 32.65 ±4.52 12.18 ±11.10 30.12 ±10.23 58.77 ±13.31 5F IMRT 33.39 ±4.21 12.45 ±10.78 33.48 ±10.29 66.59 ±10.48 χ2/%RapidArc 30.58 ±4.03 11.84 ±11.09 24.04 ±9.67 8.40 5.20 10.00 10.00 P值 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.2.3 左側(cè)股骨頭劑量體積的比較 3種調(diào)強(qiáng)技術(shù)左側(cè)股骨頭劑量體積參數(shù)如表4所示。左側(cè)股骨頭的平均劑量 Dmean、V50、V40、V30，最大劑量 Dmax，RapidArc技術(shù)要好于兩種IMRT技術(shù)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。7野 IMRT技術(shù)左側(cè)股骨頭的平均劑量、V50、V40、V30，最大劑量，略好于5野IMRT技術(shù)。

表4 左側(cè)股骨頭劑量體積比較()

表4 左側(cè)股骨頭劑量體積比較()

分組 Dmean/Gy V50/% V40/% V30/%11 ±9.50 48.67 ±2.80 7F IMRT 29.99 ±2.53 0.12 ±0.15 9.05 ±7.67 43.43 ±13.73 49.65 ±2.11 5F IMRT 31.44 ±2.30 0.83 ±1.06 10.98 ±7.88 50.39 ±18.70 51.21 ±2.41 χ2 Dmax/Gy RapidArc 28.68 ±1.69 0.02 ±0.03 4.07 ±3.02 32.10.00 6.00 10.00 10.00 10.00 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.2.4 右側(cè)股骨頭劑量體積的比較 3種調(diào)強(qiáng)技術(shù)的右側(cè)股骨頭劑量體積如表5所示。右側(cè)股骨頭的平均劑量、V50、V40、V30，最大劑量，RapidArc 技術(shù)顯著優(yōu)于IMRT技術(shù)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。7野IMRT技術(shù)右側(cè)股骨頭的平均劑量、V50、V40、V30，最大劑量，略好于5野IMRT技術(shù)。

表5 右側(cè)股骨頭劑量體積比較()

表5 右側(cè)股骨頭劑量體積比較()

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2.2.5 正常組織的比較 3種調(diào)強(qiáng)技術(shù)其余正常組織劑量體積參數(shù)如表6所示，RapidArc技術(shù)正常組織的V20、V30的受照體積顯著低于IMRT技術(shù)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。平均劑量RapidArc技術(shù)在數(shù)值上略好于IMRT技術(shù)，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。5野IMRT技術(shù)的V5數(shù)值上略低于7野IMRT技術(shù)和RapidArc技術(shù)，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;V10低于7野IMRT技術(shù)和RapidArc技術(shù)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表6 正常組織劑量體積的比較()

表6 正常組織劑量體積的比較()

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2.2.6 機(jī)器跳數(shù)和治療時(shí)間 3種調(diào)強(qiáng)技術(shù)機(jī)器跳數(shù)和治療時(shí)間見表7。RapidArc技術(shù)的機(jī)器跳數(shù)較固定野IMRT技術(shù)少，因此患者接受治療時(shí)間更短。

表7 機(jī)器跳數(shù)和治療時(shí)間()

表7 機(jī)器跳數(shù)和治療時(shí)間()

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3 討論

宮頸癌術(shù)后靶區(qū)勾畫形狀以凹形為主，同時(shí)根據(jù)其盆腔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的規(guī)律和特點(diǎn)，放療范圍通常還需要包括腹腔淋巴結(jié)。而盆腔淋巴結(jié)放療可引起盆腔正常組織較大的早晚期放射損傷。傳統(tǒng)的四野箱式照射野放置方式雖可以保證靶區(qū)照射劑量，但是卻無法使直腸膀胱等正常組織得到良好保護(hù)。國內(nèi)外大量研究顯示［8-10］，固定野IMRT調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)與三維適形放療計(jì)劃相比可以明顯降低危及器官的不良反應(yīng)，并能夠顯著提高腫瘤局部控制率及生存率。但I(xiàn)MRT技術(shù)在臨床應(yīng)用中存在治療時(shí)間長致使腫瘤相對(duì)生物效應(yīng)降低，且機(jī)器跳數(shù)增加子野間漏射增多導(dǎo)致接受低劑量照射的正常組織體積變大，相應(yīng)增加了二次致癌的風(fēng)險(xiǎn)。如何在提高腫瘤靶區(qū)局部控制率的同時(shí)進(jìn)一步減輕正常危及器官組織放射性損傷是亟待解決的問題［11］。

本研究對(duì)宮頸癌術(shù)后放療常用的RapidArc與IMRT兩種放療技術(shù)的劑量學(xué)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了比較。研究發(fā)現(xiàn)5野和7野IMRT技術(shù)和RapidArc技術(shù)相比:靶區(qū)接受的平均劑量、適形度指數(shù)、均勻性指數(shù)、小腸和膀胱的劑量分布等方面無明顯差異。左、右股骨頭7野IMRT技術(shù)略好于5野IMRT技術(shù)。說明3種不同射野照射治療計(jì)劃在靶區(qū)劑量方面可以達(dá)到相同的效果。發(fā)生放射損傷反應(yīng)的因素與照射劑量和被照射的正常組織或器官的體積相關(guān)，減少直腸和膀胱的受照射體積是降低急性放射反應(yīng)和晚期并發(fā)癥的關(guān)鍵。RapidArc技術(shù)與IMRT技術(shù)相比，IMRT技術(shù)在低劑量分布V5、V10略優(yōu)于RapidArc技術(shù)，但在高劑量分布RapidArc技術(shù)要明顯好于IMRT技術(shù)。IMRT技術(shù)由于治療時(shí)間較長，在患者治療過程中可能因體位變化而產(chǎn)生誤差。RapidArc技術(shù)較IMRT技術(shù)提高了靶區(qū)適形度和均勻性，改善了靶區(qū)的平均劑量;RapidArc技術(shù)機(jī)架旋轉(zhuǎn)過程中連續(xù)出束、劑量率射野形狀同時(shí)可變從而進(jìn)一步減少治療時(shí)間和MU數(shù)，降低了患者治療中因體位變化可能產(chǎn)生的誤差。RapidArc由于MU數(shù)明顯減少，進(jìn)一步降低了機(jī)頭散射線數(shù)量，理論上可大幅降低2次致癌概率［12-14］。

總之，宮頸癌患者術(shù)后放療采用RapidArc技術(shù)可獲得等同或優(yōu)于固定野IMRT計(jì)劃的劑量分布，在提高靶區(qū)適形度、靶區(qū)均勻性的同時(shí)進(jìn)一步降低危及器官的受量;且由于降低加速器MU數(shù)量，因此將明顯縮短患者治療時(shí)間。

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