非共面與共面VMAT 技術(shù)應(yīng)用于鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤調(diào)強(qiáng)放療的劑量學(xué)差異

李 鋼，譚軍文，賀先桃，馮永富，劉光明，龍雨松

（廣西醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院腫瘤科放療室，廣西柳州545005）

0 引言

鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤在我國是比較常見的一種特殊的非霍奇金淋巴瘤，占該類型淋巴瘤的5%～12%[1]，發(fā)病率在我國呈現(xiàn)上升趨勢。該病缺乏特異性且惡性程度較高，晚期主要是以化療治療為主，但預(yù)后較差，因此早期放射治療對改進(jìn)療效起著至關(guān)重要的作用[2]。已有研究[3]表明鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤運(yùn)用調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)較半野照射技術(shù)在劑量學(xué)方面有一定優(yōu)越性。容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（volumetric modulated arc therapy，VMAT）技術(shù)是一種新型的放射治療技術(shù)，已有研究表明VMAT 在治療頭頸部腫瘤、直腸癌、前列腺癌上有很好的靶區(qū)覆蓋率與適形度，能很好地保護(hù)危及器官[4-6]。VMAT 技術(shù)相較于調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)運(yùn)用于鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤，在靶區(qū)劑量投射和正常器官保護(hù)上都有明顯的優(yōu)勢[7]。VMAT 技術(shù)作為一種360°范圍的劑量投射，有很多影響VMAT 的劑量學(xué)因素，包括控制點(diǎn)間隔與弧數(shù)目[8]、多葉準(zhǔn)直器的運(yùn)動限制[9]、擺位誤差[10]、共面方式[11-12]等，而且危及器官如眼晶體等的劑量限值很低且靠近靶區(qū)，一般都會采用非共面VMAT 放療技術(shù)。非共面VMAT技術(shù)采用的是在共面的全弧基礎(chǔ)上加一個非共面的部分弧，能避免眼晶體在照射野內(nèi)，從而使眼晶體等危及器官達(dá)到要求的限量。本文研究共面VMAT 技術(shù)與非共面VMAT 技術(shù)相比在治療鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤方面是否更具優(yōu)勢。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取廣西醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院2018年1月至2019年5月接受放療的10 例鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）病理診斷為鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤的患者；（2）均為首程放療的患者；（3）靶區(qū)與危及器官分布一致，有接受55 Gy 劑量的推量靶區(qū)的患者；（4）簽訂放療知情同意書的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）不接受55 Gy 劑量的推量靶區(qū)的患者；（2）眼球與靶區(qū)相距較遠(yuǎn)的患者；（3）不是首程放療的患者。10 例患者年齡為27～55 歲，中位年齡45 歲，均滿足放療適應(yīng)證，臨床分期均為Ⅰ～Ⅱ期，病變多分布于鼻腔和鄰近組織。

1.2 定位方法與靶區(qū)勾畫

患者取仰臥位，選擇相應(yīng)的定位枕，雙手置于身體兩側(cè)，采用熱塑頭頸肩膜固定，在本院PET-CT 中心行CT 掃描，掃描范圍為頭頂至鎖骨下2 cm，掃描層厚3 mm，掃描獲得的CT 圖像通過DICOM 網(wǎng)絡(luò)傳至計(jì)劃系統(tǒng)內(nèi)。放療醫(yī)師根據(jù)腫瘤病灶分期勾畫腫瘤靶區(qū)（gross tumor volume，GTV）或臨床靶區(qū)（clinical tumor volume，CTV），將GTV 或CTV 外擴(kuò)1 cm 得到相應(yīng)的計(jì)劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）。

1.3 治療設(shè)備

治療設(shè)備采用瓦里安Trilogy 直線加速器，配備60 對多葉準(zhǔn)直器（multi-leaf collimator，MLC），葉片寬度中間為0.5 cm、兩頭為1 cm，治療用6 MV X 射線，采用VMAT 放療技術(shù)，計(jì)劃系統(tǒng)為瑞典Raysearch 公司Raystation 4.7.5.4。

1.4 計(jì)劃設(shè)計(jì)

運(yùn)用Raystation 計(jì)劃系統(tǒng)分別對10 例患者制訂共面VMAT 計(jì)劃和非共面VMAT 計(jì)劃，2 組計(jì)劃分別設(shè)計(jì)2 個全弧和1 個部分弧。2 個全弧是相同的，即機(jī)架（Gantry）角為0～179°（順時針方向）、179～181°（逆時針方向）、181～0°（順時針方向），為了減少M(fèi)LC 漏射線對實(shí)際劑量分布的影響，設(shè)置小機(jī)頭（Collimator）角度為5 和355°。在部分弧中共面VMAT計(jì)劃采用Gantry 角度為25～300°（逆時針方向），床（Couch）角度為0°，Collimator 角度為5°；非共面VMAT計(jì)劃同樣采用Gantry 角度為25～300°（逆時針方向），但Couch 角度為90°，Collimator 角度為95°。

鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤靶區(qū)包含有3 個處方劑量，分別為45、50、55 Gy，本文選擇55 Gy 處方劑量的靶區(qū)（PTV55）作為PTV 進(jìn)行分析比較，治療等中心設(shè)定在靶區(qū)的合適位置，并且共面VMAT 計(jì)劃與非共面VMAT 計(jì)劃治療等中心相同，給予PTV55處方劑量55 Gy/25f，要求100%的處方劑量覆蓋95%的靶區(qū)體積，做到2 組計(jì)劃的優(yōu)化條件和優(yōu)化參數(shù)一致。

1.5 評估指標(biāo)

（1）靶區(qū)所受的最小劑量Dmin（D98%）、靶區(qū)所受的最大劑量Dmax（D2%）和靶區(qū)所受的平均劑量Dmean。靶區(qū)適形度指數(shù)（conformity index，CI）計(jì)算公式如下：

其中，VTref是95%等劑量線所包繞的靶區(qū)體積，VT是靶區(qū)體積，Vref是95%等劑量線所包繞的體積。CI 值范圍介于0 和1 之間，CI 值越大，說明靶區(qū)適形度越好。靶區(qū)均勻性指數(shù)（homogeneity index，HI）計(jì)算公式如下：

其中，D2%是2%靶區(qū)所受劑量，D98%是98%靶區(qū)所受劑量，D50%是50%靶區(qū)所受劑量。HI 值范圍也介于0和1 之間，HI 值越小，說明劑量曲線坡度越陡，靶區(qū)劑量分布越均勻。

（2）危及器官。評估參數(shù)主要包括眼晶體（lens）、眼球（eye）、視神經(jīng)（optic nerve）、腦干（brainstem）、視交叉（optic chiasm）、垂體（pitutary）、脊髓（spinal cord）、腮腺（parotid）的最大劑量Dmax和平均劑量Dmin，其中最大劑量用D2%表示。

（3）劑量體積直方圖（dose volume histogram，DVH）和等劑量分布圖。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 19.0 對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用配對t 檢驗(yàn)，P＜0.05 表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 靶區(qū)劑量與覆蓋比較

分別對共面與非共面VMAT 計(jì)劃靶區(qū)PTV55的Dmin、Dmax、Dmean、CI 和HI 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，結(jié)果詳見表1。由表1 可知，共面VMAT 計(jì)劃和非共面VMAT 計(jì)劃相比，靶區(qū)的Dmin、Dmax、Dmean以及表現(xiàn)靶區(qū)覆蓋的CI 和HI 在統(tǒng)計(jì)學(xué)上都不存在顯著性差異P＞0.05），表明在靶區(qū)劑量與覆蓋方面，共面VMAT計(jì)劃與非共面VMAT 計(jì)劃都能滿足處方劑量，且不存在顯著差異。

表1 鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤共面和非共面VMAT 計(jì)劃靶區(qū)劑量學(xué)比較

2.2 危及器官劑量比較

共面VMAT 計(jì)劃和非共面VMAT 計(jì)劃危及器官劑量見表2。由表2 可知，共面VMAT 計(jì)劃和非共面VMAT 計(jì)劃相比較，非共面VMAT 計(jì)劃右眼晶體與左視神經(jīng)的Dmean比共面VMAT 計(jì)劃分別低約0.1、2 Gy，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），但晶體與視神經(jīng)的Dmean為次要評估指標(biāo)；右眼晶體與左視神經(jīng)的Dmax，左眼晶體、右視神經(jīng)、左右眼球、腦干、視交叉、垂體、脊髓、左右腮腺的Dmax與Dmean，2種計(jì)劃間不存在顯著性差異P＞0.05）。說明共面VMAT 技術(shù)在危及器官的受量方面與非共面并無差別。

表2 鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤共面和非共面VMAT 計(jì)劃危及器官的劑量學(xué)比較Gy

2.3 DVH 及劑量分布圖比較

共面VMAT 計(jì)劃和非共面VMAT 計(jì)劃危及器官和PTV 的DVH 比較如圖1 所示。從圖中可看出，共面VMAT 計(jì)劃與非共面VMAT 計(jì)劃的PTV55曲線基本重合，都達(dá)到了55 Gy 95%的處方劑量，且D95%（95%靶區(qū)所受劑量）接近，大部分危及器官曲線偏差不大，甚至達(dá)到重合。圖2 和圖3 是某患者橫斷層面上共面VMAT 計(jì)劃和非共面VMAT 計(jì)劃劑量分布圖，顏色代表劑量區(qū)，靶區(qū)PTV55與危及器官眼晶體相距很近，但共面VMAT 計(jì)劃與非共面VMAT計(jì)劃處方劑量均能較好地包繞靶區(qū)，且都能很好地將眼晶體劑量限制在合理的范圍內(nèi)（6.60～6.48 Gy），靶區(qū)內(nèi)外均無劑量熱點(diǎn)。因此從DVH 和劑量分布圖上來看，共面VMAT 計(jì)劃與非共面VMAT 計(jì)劃亦無差別。

圖1 共面VMAT 計(jì)劃與非共面VMAT 計(jì)劃危及器官和PTV 的DVH 比較

圖2 鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤患者共面VMAT 計(jì)劃劑量平面圖

圖3 鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤患者非共面VMAT 計(jì)劃劑量平面圖

2.4 機(jī)器跳數(shù)和出束時間比較

共面VMAT 計(jì)劃和非共面VMAT 計(jì)劃的總跳數(shù)分別為（640.76±83.14）、（630.28±72.29）MU；總出束時間分別為（177.80±12.37）、（184.20±14.50）s，詳見表3。共面VMAT 計(jì)劃的出束時間比非共面VMAT計(jì)劃約少7 s（P<0.05），但二者的出束跳數(shù)無顯著性差異（P>0.05）?？紤]到非共面VMAT 計(jì)劃需要轉(zhuǎn)動床角，一定程度上增加了擺位時間，總體上說，非共面VMAT 計(jì)劃患者的治療時間相比共面VMAT 計(jì)劃是增加的，故共面VMAT 計(jì)劃更利于節(jié)省患者治療時間，提高患者治療舒適度。

表3 鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤共面VMAT 計(jì)劃與非共面VMAT 計(jì)劃單次治療跳數(shù)和治療時間比較

3 討論

鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤的靶區(qū)位于頭顱前方，鄰近危及器官眼球和晶體，而晶體的劑量限制較低（本單位晶體限量7 Gy），靶區(qū)與晶體之間區(qū)域劑量跌落需很快，傳統(tǒng)的調(diào)強(qiáng)技術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)選擇的入射角度有限，導(dǎo)致兩側(cè)眼球容易形成高劑量。VMAT 技術(shù)作為一種新型的調(diào)強(qiáng)技術(shù)，可形成360°全覆蓋靶區(qū)，能實(shí)現(xiàn)機(jī)架角速度、MLC 運(yùn)動速率、劑量率等多參數(shù)可調(diào)，因而當(dāng)靶區(qū)與危及器官相距較近時，計(jì)劃制訂上有更強(qiáng)的優(yōu)越性。我院以往在進(jìn)行鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤放療時均采用非共面VMAT 技術(shù)，目的就是增加非共面入射角度，盡量避開危及器官。然而VMAT技術(shù)有極強(qiáng)的調(diào)制能力，這給共面VMAT 技術(shù)治療鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤帶來了可能性。因而本文探討共面VMAT 技術(shù)是否比非共面VMAT 技術(shù)對鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤的治療更有優(yōu)勢。

從本文的研究結(jié)果看，PTV55靶區(qū)共面VMAT計(jì)劃與非共面VMAT 計(jì)劃均能達(dá)到55 Gy 處方劑量覆蓋95%的靶區(qū)體積，其靶區(qū)的Dmax分別為（58.52±0.65）和（58.53±0.65）Gy，Dmin分別為（54.80±0.41）和（54.73±0.35）Gy，都很接近，且均未出現(xiàn)劑量熱點(diǎn)（處方劑量的110%）。共面VMAT 計(jì)劃與非共面VMAT 計(jì)劃的靶區(qū)HI[（0.066±0.018），（0.067±0.016）]一致，且都較小，兩者的靶區(qū)CI[（0.672±0.018），（0.677±0.079）]也接近一致；對于危及器官，共面VMAT 計(jì)劃和非共面VMAT 計(jì)劃的左眼晶體Dmax[（6.60±0.63）Gy，（6.58±0.62）Gy]、左眼球的Dmax[（34.54±5.89）Gy，（34.68±6.26）Gy]、腦干的Dmax[（38.75±3.15）Gy，（39.68±1.76）Gy]也很接近，且在計(jì)劃評估上，劑量限制在一個較理想的水平。在治療時間上，共面VMAT 計(jì)劃執(zhí)行時間較非共面VMAT 計(jì)劃減少約7 s，有助于提高治療速度和患者舒適度。因此，共面VMAT 技術(shù)比非共面VMAT 技術(shù)運(yùn)用于鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤更優(yōu)。有研究者對鼻咽癌調(diào)強(qiáng)方案中共面計(jì)劃和非共面計(jì)劃進(jìn)行了比較，亦得出非共面計(jì)劃在眼晶體保護(hù)方面不一定優(yōu)于共面計(jì)劃[11]。還有研究者研究了共面VMAT計(jì)劃與非共面VMAT 計(jì)劃在鼻竇癌中的應(yīng)用[12]，也得出了非共面VMAT 計(jì)劃在靶區(qū)覆蓋層面上或重要器官保護(hù)上都不占優(yōu)勢。

共面VMAT 計(jì)劃在達(dá)到靶區(qū)處方劑量同時可滿足危及器官的限量，在大劑量靶區(qū)和低劑量器官相距很近時，還能合理有效地分配劑量，使靶區(qū)與危及器官之間形成很大的劑量跌落區(qū)，一定程度上證明了VMAT 技術(shù)的優(yōu)越性。但VMAT 技術(shù)的實(shí)行與加速器本身的性能參數(shù)是相關(guān)的，若機(jī)器參數(shù)達(dá)不到合理的配置，VMAT 技術(shù)亦不能使大劑量靶區(qū)和低劑量器官之間形成很大的劑量跌落區(qū)。我院使用的是瓦里安的Trilogy 直線加速器，配備的是60 對MLC，中間40 對葉片寬度達(dá)到0.5 cm，兩邊20 對葉片寬度為1 cm，劑量率可變化，最高能達(dá)到600 MU/min，MLC 運(yùn)行的速度最大達(dá)到4.8 cm/°，是較高的配置?？梢钥闯?，設(shè)備的性能也決定了本文共面VMAT 技術(shù)能達(dá)到與非共面VMAT 技術(shù)相當(dāng)?shù)某潭?。隨著MLC 葉片的細(xì)化（葉片寬度小于5 mm）或其他機(jī)器參數(shù)的改進(jìn)，共面VMAT 放療技術(shù)能實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的計(jì)劃。

本文共面VMAT 計(jì)劃采用2 個共面全弧和1 個共面部分弧，非共面VMAT 計(jì)劃采用2 個共面全弧和1 個非共面部分弧。已有研究[13]對VMAT 技術(shù)不同弧數(shù)目計(jì)劃間的劑量學(xué)差異進(jìn)行了比較，得出弧數(shù)目的增多使計(jì)劃更優(yōu)。下一步課題組將增加共面VMAT計(jì)劃和非共面VMAT 計(jì)劃弧數(shù)目進(jìn)行比較研究。

綜上所述，在機(jī)器性能參數(shù)較高的情況下，共面VMAT 技術(shù)相較于非共面VMAT 技術(shù)治療鼻腔NK/T細(xì)胞淋巴瘤，一定程度上節(jié)省了治療時間，提高了治療效率，改善了患者治療舒適度，降低了因轉(zhuǎn)床角治療帶來靶區(qū)位置的不確定性以及存在的安全隱患，體現(xiàn)了共面VMAT 技術(shù)在治療鼻腔NK/T 細(xì)胞淋巴瘤的優(yōu)越性。