宮頸癌根治性放療旋轉(zhuǎn)容積調(diào)強技術(shù)及固定野動態(tài)調(diào)強放療技術(shù)的劑量學(xué)差異

吳麗麗 謝文佳 張武哲 林 珠 翟田田 謝良喜

(汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院放療科，廣東 汕頭 515041)

宮頸癌是婦科最常見的惡性腫瘤，同期放化療是局部晚期宮頸癌標(biāo)準(zhǔn)治療，與單純放療相比，同期放化療明顯提高宮頸癌患者的總生存率及局控率〔1〕。然而同期放化療模式下，急性骨髓抑制(血液毒性)顯著增加，同時老年患者體質(zhì)弱、治療并發(fā)癥較多，嚴(yán)重的急性骨髓抑制可延遲甚至中斷放化療，降低療效〔2，3〕。國外已有研究證明宮頸癌患者骨盆骨髓(PBM)受照劑量與急性骨髓抑制不良反應(yīng)相關(guān)〔4～6〕，固定野動態(tài)調(diào)強放療技術(shù)(DMLC-IMRT)相對于三維適形技術(shù)能減少PBM照射劑量和照射體積〔7，8〕，可減少患者血液毒性。但是DMLC-IMRT照射時間長，增加了治療的不確定因素，進而影響治療效果。旋轉(zhuǎn)容積調(diào)強技術(shù)(VMAT)是近年來剛出現(xiàn)的先進放療技術(shù)，具有高效、治療時間短的特點〔9〕。本研究應(yīng)用在瓦里安加速器TureBeam上實現(xiàn)的VMAT計劃，將PBM作為一個首要劑量限制器官，在劑量學(xué)上探討其與DMLC-IMRT計劃在宮頸癌治療中靶區(qū)、PBM與其他危及器官劑量分布特點，以及兩者加速器跳數(shù)和治療時間等因素的差異。

1 材料與方法

1.1對象 選擇2012年6月至2013年3月在汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院接受根治性放射治療的9例宮頸癌患者。所有患者均經(jīng)病理確診且無遠處及盆腔、腹主動脈旁淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。年齡60～74歲，中位年齡67歲，F(xiàn)igo分期情況：Ⅱa期1例，Ⅱb期5例，Ⅲb期3例。

1.2CT模擬定位 患者于CT模擬定位前口服造影劑及靜脈注射造影，采用仰臥體位，真空袋固定。采用 Philips Brilliance 85 cm大孔徑CT進行盆腔定位增強掃描，層厚及層間距均為3 mm，掃描范圍從膈頂至坐骨結(jié)節(jié)下緣3 cm。

1.3靶區(qū)及危及器官的勾畫 根據(jù)美國腫瘤放射治療協(xié)作組織(RTOG)勾畫指南〔8〕，大體臨檔靶區(qū)(GTV)包括宮頸局部腫物(GTV1)及盆腔淋巴結(jié)(GTV2)，本研究入組病人已剔除有盆腔及腹膜后淋巴結(jié)者，故本研究中無需勾畫GTV2。CTV分為原發(fā)灶CTV1和淋巴引流區(qū)CTV2。CTV1包括GTV1、整個子宮、宮旁組織和部分陰道。對于陰道有侵犯者包括腫瘤下端向下3 cm的正常陰道；陰道無侵犯的病例，CTV1常規(guī)包括陰道上段1/2。CTV2包括左右髂總血管、髂外、髂內(nèi)、宮旁、閉孔、骶骨前的淋巴結(jié)引流區(qū)。CTV1外擴1.5 cm為PTV1，CTV2外擴0.5 cm為PTV2。PTV1和PTV2合并為計劃靶體積(PTV)。

危及器官包括PBM、小腸、直腸、膀胱。骨盆勾畫包括腰四下緣至坐骨結(jié)節(jié)下緣所有骨性結(jié)構(gòu)，包括腰四、腰五、骶椎、髂骨、恥骨、坐骨和近端股骨〔6〕。勾畫整個骨性結(jié)構(gòu)代表PBM。小腸定義為PTV往上1 cm以下的所有結(jié)腸、小腸和腸間隙。危及器官具體勾畫標(biāo)準(zhǔn)參考最新版的RTOG勾畫指南〔10〕。

1.4治療計劃設(shè)計 在瓦里安計劃治療系統(tǒng)(Eclipse 10.0)和加速器TureBeam上，分別對每個患者設(shè)計VMAT計劃和DMLC-IMRT計劃兩種方案。VMAT計劃：兩弧(分別為順時針181°～179°和逆時針179°～181°)，采用6 MV X射線。DMLC-IMRT計劃：9野共面均分布野設(shè)計(角度分別為200°，240°，280°，320°，0°，40°，80°，120°，160°)，采用6 MV X射線。

患者均接受外照射和高劑量率(HDR)內(nèi)照射放療，由于HDR內(nèi)照射劑量與DMLC-IMRT和VMAT計劃劑量對比不相關(guān)，所以本研究不評價內(nèi)照射放療的劑量。外照射放療計劃靶區(qū)處方劑量統(tǒng)一設(shè)計為46 Gy/2 Gy/23 f，要求靶區(qū)劑量分布滿足下列要求：V100%≥95%(100%處方劑量覆蓋95%以上的PTV體積，下同)，V93%≥99%，V110%<1%。PTV以外不能出現(xiàn)>110%的劑量熱點。各種危及器官劑量體積限定條件見表1。

表1 危及器官劑量體積限定條件

1.5計劃評估 靶區(qū)：定義靶區(qū)適形性指數(shù)(CI)和均勻性指數(shù)(HI)評估靶區(qū)劑量分布，適形性指數(shù)CI采用Van't Riet〔11〕公式，CI =(TVRI/TV) ×(TVRI/VRI)，TV為靶體積，TVRI為處方等劑量線包繞的靶體積，VRI為處方等劑量線包繞的體積，CI取值0～1，越接近1說明靶區(qū)適形性越好。靶區(qū)劑量HI參考RTOG 83號報告建議，定義為HI =(D2%～D98%)/(D50%)，D2%，D98%，D50%，分別為2%，98%和50%的PTV體積的接受的劑量，D2%為靶區(qū)最大近似劑量，D98%為靶區(qū)近似最小劑量，D50%近似靶區(qū)平均劑量，Hl值越小說明靶區(qū)劑量分布越均勻。危及器官：評價PBM的V10(V10為接受≥10 Gy體積占總體積的百分比，V20等類推)，V20，V40；直腸的V40；小腸的V40，V45和膀胱的V45。

1.6加速器跳數(shù)和治療時間 比較兩種治療計劃實際運行效率，包括治療加速器的劑量監(jiān)測跳數(shù)(MU)和治療照射時間(不包括擺位時間)。

2 結(jié) 果

2.1靶區(qū)劑量 VMAT和DMLC-IMRT計劃的劑量分布均能夠滿足靶區(qū)處方劑量要求，VMAT計劃的平均劑量略高(P=0.001)，適形度指數(shù)CI略高(P>0.05)；兩組計劃的均勻性指數(shù)HI、最高劑量和最低劑量受量相似，無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。見表2，圖1。

表2 VMAT和DMLC-IMRT靶體積受照劑量比較

2.2危及器官受照劑量和體積比較 兩組計劃均可滿足所有危及器官劑量要求。見表3，圖1。

表3 VMAT和DMLC-IMRT危及器官受照劑量比較

圖1 VMAT和DMLC-IMRT靶區(qū)和危及器官劑量體積比較

2.3兩組加速器MU和治療時間比較 VMAT計劃的MU為848.4±58.8，較DMLC-IMRT 計劃的1 850.3±227.8 明顯減少(P=0.000)；DMLC-IMRT的治療時間(實際照射時間，不包括擺位時間)為(353.2±25.1)s，VMAT的治療時間為(136.2±3.6)s，僅為前者的1/3(P=0.000)。

3 討 論

多個研究發(fā)現(xiàn)對于接受同期放療化的患者，PBM受照劑量V10、V20、V40與骨髓抑制呈顯著正相關(guān)〔4～6〕，減少骨髓放射受量可減少骨髓抑制發(fā)生率。

王曉斐等〔3〕臨床研究表明IMRT 較三維適形放療在治療中晚期宮頸癌中能夠取得更高的有效率，并降低急、慢性放射損傷，IMRT組血小板抑制發(fā)生率為16.7%，明顯低于三維適形放療組的50%。Brixey等〔8〕的回顧性研究提示未限定骨髓劑量的IMRT計劃相比三維適形計劃仍然能減低PBM劑量。隨后多個研究針對宮頸癌患者骨髓進行限量，Mell等〔7〕研究結(jié)果顯示9野IMRT計劃相對三維適形4野盒式計劃在各個劑量水平明顯降低骨髓受照體積，比傳統(tǒng)前后兩野計劃顯著降低骨髓高劑量區(qū)受照體積。

IMRT雖然比三維適形放療技術(shù)好，但存在照射時間長的缺點，影響靶區(qū)生物效應(yīng)〔12〕，又由于老年患者體質(zhì)弱，長時間放射治療過程中控制力差，引起擺位誤差，從而影響治療效果〔13〕。而且IMRT 的 MU較多，可能進一步增加二次致癌的概率〔14〕。VMAT是一種全新的技術(shù)，與DMLC-IMRT相比，引入了機架旋轉(zhuǎn)速度，瓦里安直線加速器Truebeam的機架旋轉(zhuǎn)速度是6 s，機架旋轉(zhuǎn)一周為60 s。VMAT技術(shù)最大的優(yōu)點在于：具有與DMLC-IMRT相似的靶區(qū)劑量分布的同時，顯著減少治療時間和MU，從而提高靶區(qū)生物效應(yīng)和加速器治療效率〔15〕。由于MU的減少，進一步減少患者體內(nèi)正常組織散射量，理論上降低二次致癌概率。

Cozzi等〔16〕比較宮頸癌單弧VMAT和5野DMLC-IMRT劑量學(xué)差異發(fā)現(xiàn)VMAT比IMRT減少了直腸、小腸和膀胱照射劑量，同時改善靶區(qū)劑量分布，提高靶區(qū)適行性和均勻性，VMAT的MU數(shù)為245 ± 17，比IMRT的479 ± 63明顯減少，該研究沒有測量實際治療時間，估算IMRT治療時間為15 min。

本研究結(jié)果顯示VMAT和DMLC-IMRT的靶區(qū)劑量分布相似，兩者均有效降低PBM受照劑量，一定程度減少小腸和膀胱受量，但是沒有明顯改善計劃質(zhì)量，與上述研究結(jié)果不同是因為本研究采用9野DMLC-IMRT計劃，其計劃質(zhì)量明顯優(yōu)于5野IMRT〔17〕，具有與兩弧VMAT相似的靶體積劑量分布和危及器官受照劑量和體積。相對DMLC-IMRT計劃，VMAT計劃的MU數(shù)同樣顯著減少，僅為DMLC-IMRT的1/5。

本研究中DMLC-IMRT實際治療時間僅為7 min，雖然射野數(shù)高達9野，但是相對Cozzi等〔16〕的五野IMRT的照射時間仍然較短，可能是因為本研究采用瓦里安加速器Turebeam實施治療計劃，該加速器具有自動串聯(lián)射野的功能和大野分裂功能，前者的功能是自動串聯(lián)并調(diào)用計劃中的所有射野，照射過程中不需要技術(shù)員進行手動操作，同時減少治療中重新導(dǎo)入射野數(shù)據(jù)以及檢查加速器狀態(tài)的時間；后者的作用是通過移動靜態(tài)多葉準(zhǔn)直器(MLC)的Carrige照射>15 cm的靶區(qū)，不需要分野照射，從而減少需要投照的射野數(shù)目〔18〕；另外一個原因是本研究使用600 MU/min劑量率進行投照，而Cozzi采用300 MU/min的劑量率。然而對于DMLC-IMRT計劃，即使采用TureBeam直線加速器進行計劃投照，照射時間仍然長達7 min，其他直線加速器則需要10～15 min。相比之下，兩弧VMAT計劃僅需要2～3 min便可以完成治療，有效地降低了治療時間，提高患者的舒適度。

總體而言，宮頸癌VMAT計劃具有與9野DMLC-IMRT計劃相當(dāng)甚至略好的劑量分布，在加速器跳數(shù)和治療時間上，前者占優(yōu)勢。VMAT技術(shù)在有效保護宮頸癌患者PBM同時，顯著減少治療時間和加速器跳數(shù)。

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