Graves眼病3D-CRT、IMRT和VMAT放療劑量分布比較＊

單改仙，任 曄，王 瑩，蘇曉明，戴卓捷，徐鋒超，王宗燁

甲狀腺功能亢進(jìn)相關(guān)性眼?。℅raves眼病，又稱(chēng)突眼性甲狀腺腫）是一種與自身免疫相關(guān)的疾?。?］，其發(fā)病機(jī)制尚不明確。近年來(lái)，Graves眼病呈日益增長(zhǎng)的趨勢(shì)，占成人眼球突出發(fā)病率的首位。采用放療技術(shù)治療Graves眼病，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了很多嘗試和研究，且在臨床取得了一定的成果［2-4］。但是由于早期放療設(shè)備和技術(shù)的制約，無(wú)法做到劑量的精準(zhǔn)性以及有效保護(hù)周?chē)R近的重要器官，或多或少地限制了傳統(tǒng)球后放射治療技術(shù)的應(yīng)用推廣。近年來(lái)，隨著放療設(shè)備的不斷更新以及放療技術(shù)的日益進(jìn)步，臨床中對(duì)Graves眼病的放射治療也有了新的思考。

該研究分別采用三維適形照射技術(shù) （threedimensional conformal radiation therapy，3D-CRT）、逆向調(diào)強(qiáng)照射技術(shù) （intensity modulated radiation therapy，IMRT）和容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)照射技術(shù)（volumetric radiation therapy，VMAT）放射治療技術(shù)對(duì)Graves眼病治療進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)比分析其計(jì)劃靶區(qū) （planning target volume，PTV） 的 V95%、Dmax、Dmin、Dmean、適形指數(shù) CI和均勻性指數(shù) HI以及雙側(cè)晶體的Dmin、Dmean和Dmax等參數(shù)，從而更好地為臨床治療Graves眼病提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 筆者所在醫(yī)院2014年8月—2016年6月診斷明確且接受放射治療的雙側(cè)Graves眼病患者20例。男10例，平均年齡（52±8）歲；女10例，平均年齡（45±12）歲。所有治療患者均簽署了放療知情同意書(shū)。采用瑞典醫(yī)科達(dá)公司先進(jìn)的Axesse四維圖像引導(dǎo)放射治療系統(tǒng)進(jìn)行放射治療。

1.2 方 法

1.2.1 體位固定 體位固定既要考慮患者的舒適度，同時(shí)應(yīng)減小重復(fù)性帶來(lái)的治療誤差。本研究均采用仰臥位，患者松解衣扣，裸露上半身，標(biāo)準(zhǔn)平躺在CT定位床的中軸線上。根據(jù)患者頸部的長(zhǎng)短選擇合適的頭枕，將頭呈水平位自然垂落于頭枕的凹槽內(nèi)，保持左右對(duì)稱(chēng)狀。調(diào)節(jié)激光燈，使其橫切面對(duì)應(yīng)于雙眼內(nèi)眥，冠狀面對(duì)應(yīng)于雙側(cè)外耳孔前緣，矢狀面則對(duì)應(yīng)于頭正中，用熱塑網(wǎng)膜固定頭部，待網(wǎng)膜冷卻后用白色紡膠布貼于激光燈的三個(gè)十字交叉點(diǎn)處，用紅色記號(hào)筆標(biāo)記+字，并將鉛點(diǎn)貼附于三個(gè)交叉的點(diǎn)作為參考點(diǎn)，為劑量計(jì)算、重復(fù)擺位提供依據(jù)。并將患者姓名、頭枕型號(hào)標(biāo)記在頭膜上，以備治療時(shí)查對(duì)。

1.2.2 CT掃描 采用Philips Big Bore CT進(jìn)行掃描，條件設(shè)定為：螺旋掃描、層厚層間距均為2 mm、范圍為頭頂至顱底，采集病灶及其上下各10～15 mm的影像資料。掃描期間患者眼睛向上看，以減少眼球轉(zhuǎn)動(dòng)而引起的晶體評(píng)估誤差。掃描結(jié)束后將帶有定位信息的CT掃描序列圖像以DICOM格式傳輸?shù)街委熡?jì)劃系統(tǒng)中。

1.2.3 靶區(qū)勾畫(huà) 準(zhǔn)確勾畫(huà)放療靶區(qū) （gross target volume，CTV）及周?chē)R近的危及器官 （organs at risk，OAR）如晶體，其中放療靶區(qū)的范圍包括雙眼球后以及兩側(cè)晶體旁眼球前部眼肌附著點(diǎn)。取計(jì)劃靶區(qū)PTV為放療靶區(qū)CTV前后左右上下各外放3 mm。 放療處方為 20 Gy（2 Gy/次×10 次，5 次/周）。

1.2.4 計(jì)劃設(shè)計(jì) 通過(guò)螺旋CT掃描獲取球后靶區(qū)及其周?chē)M織的三維數(shù)據(jù)，分別采用三維適形（3DCRT）照射技術(shù)、逆向調(diào)強(qiáng)（IMRT）照射技術(shù)和容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)（VMAT）照射技術(shù)進(jìn)行治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)。三者設(shè)計(jì)的其他參數(shù)設(shè)置相同 （如射野等中心點(diǎn)，優(yōu)化目標(biāo)條件等），具體如表1所示。

1.2.5 計(jì)劃驗(yàn)證 所有計(jì)劃均行中心點(diǎn)劑量與通量驗(yàn)證。采用德國(guó)IBA公司的Matrix電離室探測(cè)器掛在加速器機(jī)頭上測(cè)量每個(gè)射野劑量的分布，通過(guò)Compass軟件進(jìn)行γ值評(píng)估，其中標(biāo)準(zhǔn)為3 mm/3%時(shí)的通過(guò)率均在95%以上。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0軟件對(duì)靶區(qū)和危及器官的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料用（x±s）表示，考慮到樣本量不是足夠大，數(shù)據(jù)呈非正態(tài)分布，參數(shù)間的比較采用秩和檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三種放療方式的劑量分布以及DVH圖比較圖1是一例典型Graves眼病靶區(qū)PTV中心層面的劑量分布圖。層面中顯示的等劑量區(qū)域分別為2000、1800、1600、1400、1200、1000 cGy。圖中可以看到3D-CRT中2000 cGy的劑量覆蓋了整個(gè)計(jì)劃靶區(qū)，但是周?chē)徑难矍蚝途w卻受到不必要的投照。IMRT較3D-CRT有較好的改善，靶區(qū)被處方劑量很好地包繞，眼球和晶體的受照射劑量都有所下降，但是低劑量區(qū)的覆蓋范圍明顯增大，甚至侵及周?chē)恼ＤX組織。VMAT不僅處方劑量包繞靶區(qū)適形度好，劑量分布凹凸明顯，且周?chē)徑奈＜捌鞴偈芰恳埠艿汀D2是該病例對(duì)應(yīng)的體積-劑量直方圖（DVH圖），圖中不僅可以清晰地顯示計(jì)劃靶區(qū)PTV、危及器官晶體受照劑量和體積的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而且可以定量看出PTV、L-LEN以及R-LEN在三種照射方式下的差異。

2.2 三種放療方式的靶區(qū)及危及器官等劑量參數(shù)的比較 結(jié)果見(jiàn)表2。

圖2 3種照射方式中靶區(qū)PTV和晶體的DVH分布圖

表2 3種放療計(jì)劃的劑量學(xué)參數(shù)比較

對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，結(jié)果顯示：對(duì)于靶區(qū)PTV的Dmax、Dmin、Dmean、適形指數(shù)CI和均勻性指數(shù)HI，三種照射方式之間比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），且VMAT照射技術(shù)的靶區(qū)PTV的明顯優(yōu)于3D-CRT技術(shù)。左右晶體的參數(shù)Dmax、Dmin、Dmean，三種照射方式比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.05），VMAT照射技術(shù)中晶體的受量也明顯低于其他兩種照射方式。

3 討論

Graves眼病是一種內(nèi)分泌相關(guān)性疾病，近年來(lái)，其發(fā)病率呈日益升高的趨勢(shì)，其臨床表現(xiàn)為眼瞼退縮，眼瞼閉合不全，眼瞼水腫，眼球突出等，嚴(yán)重者表現(xiàn)為角膜暴露，眼球運(yùn)動(dòng)障礙，復(fù)視和視神經(jīng)病變［6］。因其發(fā)病機(jī)制不明確，臨床治療中仍存在許多問(wèn)題。目前治療該病的方法有外科減壓術(shù)、藥物抑制術(shù)［7，8］和放射治療。 放射技術(shù)治療 Graves眼病的基本機(jī)理是T細(xì)胞和成纖維細(xì)胞對(duì)放射線具有一定的敏感性，通過(guò)最大限度地將放射線的劑量集中到靶區(qū)且盡可能減少鄰近正常組織的受量從而提高局部控制率。

筆者分別采用3D-CRT、IMRT、VMAT三種放療技術(shù)對(duì)Graves眼病進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)，然后對(duì)計(jì)劃靶區(qū)和晶體的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，通過(guò)劑量分布和DVH曲線圖等數(shù)據(jù)分析，結(jié)果顯示三種照射方式之間比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），且VMAT照射技術(shù)的PTV明顯優(yōu)于其他兩種技術(shù)。VMAT照射技術(shù)中晶體的受量也明顯低于其他兩種照射方式。

在患者治療過(guò)程中，由于3D-CRT照射技術(shù)的設(shè)計(jì)是雙野雙中心而且有床轉(zhuǎn)角，每次治療時(shí)需要進(jìn)行兩次擺位，每次對(duì)一個(gè)等中心進(jìn)行對(duì)應(yīng)的射野角度照射。對(duì)于IMRT照射和VMAT照射，每次治療只需要一次擺位，通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)架角到射野要求的角度進(jìn)行照射即可，不僅減小擺位誤差，而且大大縮短了患者的治療時(shí)間。與IMRT相比，VMAT在不間斷出束的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)架運(yùn)動(dòng)、照射劑量率和射野的形狀，從而增加治療的自由度。

在劑量分布上，VMAT與IMRT及3D-CRT相比，有較大的優(yōu)勢(shì)，不僅能較好地滿(mǎn)足處方劑量覆蓋靶區(qū)，低劑量區(qū)的劑量線分布密集，劑量陡降明顯，能有效地保護(hù)臨近的危及器官，如晶體，眼球，腦組織等，減少不必要的投照，從而保證功能和外觀的完善。后期隨訪發(fā)現(xiàn)，放療后的Graves眼病患者角膜炎癥、眼瞼遲落、突眼及運(yùn)動(dòng)障礙等的臨床癥狀都得到了迅速地緩解與改善。

相比于IMRT及3D-CRT，VMAT治療時(shí)間更短，在確保滿(mǎn)足治療指標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，能夠?yàn)榕R床提供一種更可靠、療效更好、損傷更小的Graves眼病治療方法，該方法在精確放射治療Graves眼病上邁進(jìn)了一大步，為臨床治療提供了理論參考。

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