根治放射治療宮頸癌患者中旋轉(zhuǎn)容積調(diào)強(qiáng)與固定野靜態(tài)調(diào)強(qiáng)的劑量

柏晗 ，陳飛虎 ，李文輝 （通信作者），李嵐 ，朱思瑾 ，劉旭紅

1 云南省腫瘤醫(yī)院 （云南昆明 650118）；2 昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院 （云南昆明650118）；3 云南省粒子天體物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （云南昆明 650118）

宮頸癌是我國(guó)常見的婦科惡性腫瘤，放射治療在宮頸癌患者綜合治療中的應(yīng)用廣泛，研究顯示，同期放化療可顯著提高宮頸癌患者的總生存率和局控率[1]。固定野靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放射治療（sIMRT）因強(qiáng)大的射束調(diào)制能力，取代了三維適形放射治療（3DCRT），成為宮頸癌患者放射治療的主流技術(shù)。相比3DCRT技術(shù)，sIMRT技術(shù)能更好地保護(hù)膀胱和小腸等危及器官，但帶來(lái)的問題是sIMRT的治療時(shí)間延長(zhǎng)，相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)下降；且治療時(shí)間的延長(zhǎng)，增加了宮頸癌靶區(qū)和危及器官在治療中發(fā)生位移的潛在風(fēng)險(xiǎn)，相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)的下低和潛在的位移風(fēng)險(xiǎn)都在“拉低”sIMRT技術(shù)在劑量學(xué)上取得的優(yōu)勢(shì)[2-5]。旋轉(zhuǎn)容積調(diào)強(qiáng)放射治療（VMAT）也是調(diào)強(qiáng)技術(shù)的一種，但VMAT技術(shù)的治療時(shí)間比sIMRT技術(shù)短，且有研究表明相對(duì)sIMRT技術(shù)在前列腺、乳腺癌等病種患者的放射治療上，VMAT具有劑量學(xué)上的優(yōu)勢(shì)[6-7]。本研究擬用常見的Pinnacle 9.10放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)，為11例Ⅱb～Ⅲb期接受根治放射治療的宮頸癌患者設(shè)計(jì)VMAT和sIMRT計(jì)劃：VMATPinnacle和sIMRTPinnacle，比較VMATPinnacle和sIMRTPinnacle的劑量，評(píng)估兩種物理方案的優(yōu)缺點(diǎn)，為選擇合適的宮頸癌患者根治放射治療物理方案提供參考?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

隨機(jī)選取2017年在我科室接受根治放射治療的宮頸癌患者11例作為研究對(duì)象，年齡35～61歲，中位年齡48歲；患者均未接受過手術(shù)，無(wú)放射治療禁忌證，行根治性放射治療。腹盆腔內(nèi)陽(yáng)性淋巴結(jié)（GTVnd）外擴(kuò)0.5 cm后形成計(jì)劃靶區(qū)（PGTVnd），給予治療劑量62.5 Gy/25 F；臨床靶區(qū)（CTV）前后左右外放0.5 cm，上下（頭腳）外放0.8 cm得到計(jì)劃靶區(qū)（PTV），給予預(yù)防劑量45 Gy/25 F。

1.2 方法

1.2.1 體位固定和CT掃描

患者均取仰臥位，熱塑網(wǎng)膜固定，在自由呼吸狀態(tài)下應(yīng)用德國(guó)Siemens公司的Sensation Open 24 CT模擬定位機(jī)掃描定位，掃描范圍從橫膈頂至恥骨聯(lián)合下緣1 cm，重建3 cm層厚，經(jīng)局域網(wǎng)傳至Pinnacle 9.10三維放射治療計(jì)劃系統(tǒng)工作站。

1.2.2 靶區(qū)和危及器官的定義

由患者的放射治療主管醫(yī)師根據(jù)ICRU 52、62號(hào)報(bào)告定義放射治療靶區(qū)，GTVnd包括下腹部和盆腔內(nèi)陽(yáng)性淋巴結(jié)；CTV上界至腹主動(dòng)脈分叉處，約L4-5間隙，下界至閉孔下緣，左右界包括雙側(cè)髂總、髂內(nèi)外血管周圍、閉孔淋巴區(qū)。定義的危及器官主要包括直腸、膀胱、小腸和股骨頭。

1.2.3 物理計(jì)劃的設(shè)計(jì)

在Pinnacle 9.10系統(tǒng)上定義好GTVnd、PGTVnd、CTV、PTV及所有的危及器官后，物理師根據(jù)醫(yī)師的推薦標(biāo)準(zhǔn)和本研究擬要統(tǒng)計(jì)的劑量體積參數(shù)，在Pinnacle 9.10為每例患者分別設(shè)計(jì)VMATPinnacle和sIMRTPinnacle，VMATPinnacle計(jì)劃均設(shè)置為共面雙弧，逆時(shí)針180.1°～180°，而后順時(shí)針180°～180.1°，治療床角度為0°，小機(jī)頭順時(shí)針旋轉(zhuǎn)5°，sIMRTPinnacle計(jì)劃均設(shè)置為共面7野均分360°，最小子野面積為5 cm2，最大子野數(shù)為80。所有計(jì)劃均選擇6 MV光子線進(jìn)行計(jì)劃的設(shè)計(jì)，VMATPinnacle和sIMRTPinnacle優(yōu)化時(shí)的目標(biāo)函數(shù)設(shè)置見表1。

表1 計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)目標(biāo)函數(shù)的設(shè)計(jì)情況

1.3 臨床評(píng)價(jià)

將處方劑量歸一至95%的PTV體積，即使處方劑量覆蓋95%以上的靶區(qū)體積，借助劑量體積直方圖DVH、劑量統(tǒng)計(jì)表和等劑量曲線分布圖對(duì)靶區(qū)和危及器官的吸收劑量進(jìn)行比較。（1）PGTVnd、PTV的評(píng)價(jià)指標(biāo)：適形指數(shù)（CI）和均勻性指數(shù)（HI）。（2）危及器官的評(píng)價(jià)指標(biāo)：直腸的V20、V30、V40、V50、MeanDose；膀胱的V20、V30、V40、MeanDose；小腸的V10、V20、V30；股骨頭的 V20、V30、V40。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以±s表示，采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 PGTVnd和PTV的CI、HI比較

VMATPinnacle和sIMRTPinnacle計(jì)劃均能較好地滿足處方劑量覆蓋95%以上靶區(qū)的要求。分析PGTVnd和PTV的CI，VMATPinnacle優(yōu)于sIMRTPinnacle，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；分析PGTVnd的HI，VMATPinnacle優(yōu)于sIMRTPinnacle，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。

表2 靶區(qū)PGTVnd、PTV的CI、HI比較（±s）

表2 靶區(qū)PGTVnd、PTV的CI、HI比較（±s）

注：“-”為無(wú)數(shù)據(jù)；與sIMRTPinnacle比較，aP＜0.05

PGTVnd sIMRTPinnacle 0.79±0.07 1.12±0.05 VMATPinnacle 0.84±0.06a 1.06±0.03a PTV sIMRTPinnacle 0.78±0.02 -VMATPinnacle 0.85±0.05a -

2.2 VMATPinnacle和sIMRTPinnacle中危及器官劑量體積比較

2.2.1 直腸劑量體積比較

VMATPinnacle和sIMRTPinnacle計(jì)劃在直腸的低劑量V20、V30上比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；在高劑量V40上，VMATPinnacle優(yōu)于sIMRTPinnacle，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；但在更高劑量V50上，兩者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。在直腸的 MeanDose上，VMATPinnacle優(yōu)于sIMRTPinnacle，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表3。

表3 VMATPinnacle和sIMRTPinnacle中直腸劑量體積比較（±s）

表3 VMATPinnacle和sIMRTPinnacle中直腸劑量體積比較（±s）

注：與sIMRTPinnacle比較，aP＜0.05

VMATPinnacle 99.6±0.16 99.3±0.51 95.8±1.21a 0.0±0.00 4 525±130a sIMRTPinnacle 99.8±0.01 98.4±0.17 97.1±1.32 0.0±0.00 4 646±185

2.2.2 膀胱劑量體積比較

兩種計(jì)劃在膀胱的V20和MeanDose上比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；在膀胱的V30上，sIMRTPinnacle略優(yōu)于VMATPinnacle，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；而在直腸的V40上，VMATPinnacle略優(yōu)于sIMRTPinnacle，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表4。

表4 VMATPinnacle和sIMRTPinnacle中膀胱劑量體積比較（±s）

表4 VMATPinnacle和sIMRTPinnacle中膀胱劑量體積比較（±s）

注：與VMATPinnacle比較，aP＜0.05

VMATPinnacle 97.0±1.11 92.6±1.66 86.6±3.11 4 481±105 sIMRTPinnacle 98.7±1.26 90.5±2.14a87.7±4.87 4 418±121

2.2.3 小腸和股骨頭劑量體積比較

小腸和股骨頭的劑量體積在兩種計(jì)劃中，除小腸的V10，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表5。

表5 VMATPinnacle和sIMRTPinnacle中小腸和股骨頭劑量體積比較（±s）

表5 VMATPinnacle和sIMRTPinnacle中小腸和股骨頭劑量體積比較（±s）

注：與VMATPinnacle比較，aP＜0.05

VMATPinnacle 86.6±5.12 60.9±3.81a 35.9±2.64a sIMRTPinnacle 87.2±6.33 75.3±7.99 48.2±2.76計(jì)劃名稱 股骨頭V10 V20 V30 VMATPinnacle 46.4±3.11a 23.0±3.38a 4.6±3.05a sIMRTPinnacle 48.8±5.14 32.3±4.25 7.5±2.61?

3 討論

宮頸癌患者根治放射治療的PTV通常是個(gè)凹形的區(qū)域，采用VMATPinnacle和sIMRTPinnacle均能獲得較好的處方劑量覆蓋。兩種計(jì)劃結(jié)果統(tǒng)計(jì)顯示，VMATPinnacle和sIMRTPinnacle計(jì)劃在靶區(qū)的其他方面（除處方劑量覆蓋）和危及器官的體積劑量上均存在差異。在PGTVnd和PTV的CI，及PGTVnd的HI（PTV內(nèi)含有PGTVnd，PGTVnd的吸收劑量62.5 Gy遠(yuǎn)高于PTV的吸收劑量45.0 Gy，統(tǒng)計(jì)PTV內(nèi)劑量的HI已沒有均勻的意義）上，VMATPinnacle均優(yōu)于sIMRTPinnacle，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。VMAT和sIMRT都是調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)，VMAT之所以能顯現(xiàn)出更好的優(yōu)勢(shì)，原因在于VMAT可調(diào)制的參數(shù)更多，如機(jī)架的角度、輻射的劑量率、射野的數(shù)量等[8]。

直腸是距離靶區(qū)近且體積較小的危及器官，一部分又與靶區(qū)重疊，重疊部分在Pinnacle計(jì)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)靶區(qū)和危及器官“相互爭(zhēng)奪”的現(xiàn)象，因靶區(qū)的處罰權(quán)重高，因此通常重疊部分會(huì)歸為靶區(qū)。直腸的V20、V30、V40值都很高，直腸的V50均為0，原因一是直腸距離高劑量的PGTVnd較遠(yuǎn)，二是在計(jì)劃優(yōu)化時(shí)，均對(duì)直腸最大劑量給予了高處罰的約束。

膀胱體積劑量受其本身的充盈與否影響較大，本研究入組的11例患者，膀胱的充盈都不太充分，導(dǎo)致了劑量體積的統(tǒng)計(jì)數(shù)值略偏高[9]。膀胱的體積較大，其結(jié)果比直腸復(fù)雜：V30，sIMRTPinnacle優(yōu)于VMATPinnacle；V40，VMATPinnacle優(yōu)于sIMRTPinnacle。VMAT計(jì)劃聚焦的機(jī)架角度遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于sIMRT計(jì)劃，這就決定了在靶區(qū)的邊緣VMAT計(jì)劃能實(shí)現(xiàn)“更快”的劑量“跌落”，因此與靶區(qū)毗鄰的膀胱被高劑量（40 Gy）“卷入”的體積相對(duì)較少；但高聚焦會(huì)導(dǎo)致相對(duì)較低的劑量線（30 Gy）外擴(kuò)，這可能是sIMRTPinnacle優(yōu)于VMATPinnacle的原因。

小腸的體積更大，因此從低劑量的V20便已開始出現(xiàn)差異。股骨頭的密度較高，電子在低密度肌肉與高密度骨頭交界面處失去平衡，Pinnacle的CCC算法的計(jì)算值會(huì)低于實(shí)際測(cè)量值，也就是說(shuō)兩種計(jì)劃的實(shí)際照射值會(huì)略高于計(jì)算所得到的劑量體積值，因此選擇更低的劑量體積值的計(jì)劃會(huì)更有利于保護(hù)股骨頭。

但在臨床實(shí)踐中，劑量還受到其他一些因素的影響。宮頸癌位于腹盆腔內(nèi)，其吸收劑量很容易受擺位誤差、膀胱直腸的充盈程度和小腸狀態(tài)的影響，sIMRT的治療時(shí)間長(zhǎng)，患者發(fā)生治療內(nèi)位移的可能性會(huì)更大，分析VMAT會(huì)更好些[10]。

綜上所述，對(duì)于行根治放射治療的宮頸癌患者，選用VMAT計(jì)劃存在潛在的劑量學(xué)優(yōu)勢(shì)。