ICRU 83號報告推薦方式評估宮頸癌術后輔助IMRT與傳統放療方式的差異及可行性

杜霄勐 安菊生 馬攀 張紅志 黃曼妮#

北京協和醫學院中國醫學科學院腫瘤醫院1婦瘤科，2放療科，北京100021

ICRU 83號報告推薦方式評估宮頸癌術后輔助IMRT與傳統放療方式的差異及可行性

杜霄勐1安菊生1馬攀2張紅志2黃曼妮1#

北京協和醫學院中國醫學科學院腫瘤醫院1婦瘤科，2放療科，北京100021

目的以國際輻射單位與測量委員會（International Comm ission on Radiation Units and Measurements，ICRU）83號報告推薦的方式評估調強適形放療（intensity-modulated radiotherapy，IMRT）方式與傳統二維二野等中心放療方式用于宮頸癌術后輔助放療的差異及可行性。方法回顧性分析10例宮頸癌術后IMRT和模擬傳統二維放療的劑量體積直方圖（dose-volume histogram，DVH）數據。統計計劃靶區體積（planning target volume，PTV）、D100、D98、D95、D50、Dmean、D2、D0，計算均勻性指數（homogeneity index，HI）；以D50評估不同放療方式對劑量的影響；分別統計危及器官（organs at risk，OAR）的DVH參數并進行分析。結果以D50評估IMRT方式的PTV劑量較二維放療方式提高4.47%±3.62%，其實際差值為（200±157）cGy（t=4.2，P=0.001）。IMRT中骨盆的V10和V20高于二維放療，V30的差異無統計學意義。IMRT中小腸的V10和V20高于二維放療，V40低于二維放療。IMRT中膀胱和直腸的V40、Dmean低于二維放療，而以D1cc、D2cc、D2和Dmax為指標評估高劑量區，兩種放療方式的差異無統計學意義。結論ICRU 83號報告推薦方式適用于IMRT計劃評估；IMRT較傳統放療方式提高了靶區劑量，增加了骨盆和小腸的低劑量受照體積，降低了膀胱和直腸的整體受照劑量，但仍存在小體積較高劑量。若采用D50作為評估標準，可考慮降低劑量4.47%±3.62%。

宮頸癌；體外放療；ICRU 83；劑量評估

Oncol prog,2015,13(4)

目前IMRT已成為宮頸癌術后輔助放療、根治性放療和姑息性放療的重要方式。對宮頸癌術后無高危因素的患者進行淋巴引流區及陰道殘端照射的輔助體外放療，可降低復發風險。ICRU 29號報告提出的基于點劑量的評估方法，適用于傳統的二維放療。隨著三維適形放療技術和調強技術的出現，ICRU 50號和62號報告建立了第2水平的劑量報告方法，提出了腫瘤區（gross tumor volum，GTV）、CTV、PTV等概念，并開始實行基于DVH的放療計劃評估。2008年ICRU 83號報告[1]曾對IMRT的處方方案、劑量記錄和報告規定進行了更新。本研究在宮頸癌術后患者中應用ICRU 83推薦的IMRT處方方式，比較其與傳統放療方式的差異，并探討其在婦科腫瘤治療中的可行性。

1 資料和方法

1.1 一般資料

收集2011年9月至2013年1月中國醫學科學院腫瘤醫院婦瘤科收治的宮頸癌患者的病歷資料，其中符合入組標準的患者共10例，臨床分期為ⅠA1～ⅡA2期。入組標準為：病理證實為宮頸癌，均行根治性手術及術后輔助放療，手術均未保留卵巢，術后無肉眼腫瘤殘存，無殘留的增大淋巴結。

1.2 計劃方案

1.2.1 調強計劃方案 所有患者置胸腹平架，仰臥位，采用6MV-X線7野固定野IMRT或雙弧旋轉IMRT。CT模擬定位掃描層厚5mm。使用Pinnacle3（R）V7.0工作站進行靶區勾畫及DVH資料統計。

靶區勾畫：臨床靶體積（clinical target volume，CTV）包括陰道殘端、殘端周圍組織及髂總、髂外、髂內、閉孔、骶前淋巴結引流區，勾畫標準參考2008年Small等[2]總結的宮頸癌術后放療靶區勾畫方式和2005年Tyalor等[3]建議的淋巴結勾畫方式；CTV向三維方向外放5mm，并經過調整形成PTV。

OAR勾畫：直腸和膀胱的勾畫方式包括器官壁和內腔整體勾畫；小腸的勾畫為小腸袢；骨盆的勾畫包括髂骨、坐骨和恥骨。

放療處方劑量：95%PTV 45Gy/1.8Gy/25 f。

正常組織限量：直腸V50＜20%，V40＜40%；膀胱V50＜20%，V40＜40%；乙狀結腸Dmax＜52 Gy，V40＜60%；小腸 Dmax＜52 Gy，V40＜50%；結腸Dmax＜52 Gy，V40＜50%；骨盆V30＜50%；股骨頭V50＜5%，V30＜30%；脊髓Dmax＜40Gy。

1.2.2 二維計劃方案 在相同計劃CT上模擬傳統盆腔二維等中心放療計劃，采用盆腔六邊形野，設野上下界同調強計劃，上界為8 cm，下界為12 cm，最寬處為真骨盆外側1.5～2 cm。前后二野等中心對穿照射。參考點劑量45 Gy/1.8 Gy/25 f。

1.3 數據統計

分別統計10例患者的調強計劃和二維計劃的DVH參數。統計PTV的靶區體積、最小劑量D100、接近最小劑量D98、D95、中位吸收劑量D50、平均劑量Dmean、接近最大劑量D2、最大劑量D0。統計OAR的DVH參數，包括膀胱的體積、Dmax、V40、V50、D1cc、D2cc、D2和Dmean；直腸的體積、Dmax、V40、V50、D1cc、D2cc、D2%和Dmean；骨盆的V10、V20、V30和小腸的V10～40、Dmean、Dmax、D2。

1.4 數據分析

采用SPSS 19.0軟件進行統計分析和比較。計算PTV的HI，即（D2-D98）/D50；計算調強計劃和傳統放療計劃D50的偏差和實際差值、調強計劃中D95與D50的偏差（D50-D95）/D95和實際差值D50-D95；計算D50與處方劑量的偏差（D50-4500）/ 4500。計數資料為連續性數據，應用均數±標準差（x-±s）進行描述；兩組樣本之間的比較采用配對樣本t檢驗，以P＜0.05為有統計學差異。

2 結果

PTV的靶區體積為（1309±189）m l，調強計劃和二維計劃PTV的DVH參數見表1；統計結果顯示：相同處方劑量下，調強計劃劑量整體高于傳統二維計劃劑量（圖1）。

表1 IMRT和二維放療PTV的DVH參數

圖1 傳統方式與調強方式的DVH參數

以D50進行評估，計算IMRT較二維傳統放療方式的劑量提高：（D50-IMRT-D50-2D）/D50-2D，IMRT的PTV劑量提高4.47%±3.62%，其實際差值（D50-IMRT-D50-2D）為（200±157）cGy（t=4.2，P=0.001）。計算兩組放療方式中PTV的HI=（D2-D98）/D50；統計兩組放療方式達到100%和90%處方劑量的靶區體積百分數（表2），結果提示IMRT方式中達到100%和90%處方劑量的體積明顯高于二維方式。

表2 IMRT和二維放療PTV的HI

OAR（包括骨盆、膀胱、直腸）的相應DV（一定體積接受的最小受照劑量）和VD（接受一定劑量照射的體積）數據見表3，其中直腸的平均體積為（90±38）m l；膀胱的平均體積為（300±161）m l；小腸的平均體積為（495±192）m l。

3 討論

宮頸癌術后無高危因素的患者進行淋巴引流區及陰道殘端照射的輔助體外放療，可降低復發風險。2008年ICRU 83號報告建立了針對IMRT技術的第3水平劑量報告方法。2012年起美國國家癌癥綜合網絡（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南推薦應用高度適形技術給予45 Gy（40～50 Gy）的照射，但未指明處方方案。目前各中心的處方和劑量報告方式尚無統一標準，且ICRU 83號報告推薦的方法在婦科腫瘤的IMRT中并無報道。

3.1 PTV靶區劑量評估

腫瘤控制率與靶區劑量及劑量分布等因素相關，需謹慎評估。對兩組放療方式的PTV劑量評估結果見表1、表2及圖1。

表3 OAR的DV和VD數據

3.1.1 D50劑量評估 如圖1和表1所示，調強計劃的PTV劑量整體高于二維計劃，需對其差異進行評估。ICRU 83號報告指出，在二維放療方式中，D50接近參考點劑量；而IMRT方式中，D50是最接近Dmean的指標，能較好地代表靶區劑量；因此，建議以D50作為標準評估傳統二維放療與IMRT計劃。本研究結果與報告相符：二維放療方式中的D50為（4555±133）cGy，接近參考點處方劑量為4500 cGy；IMRT方式中，D50為（4755±66）cGy，Dmean為（4751±74）cGy，兩者的數值較接近。以D50作為指標對調強和二維放療方式進行評估，計算IMRT方式較二維傳統放療方式的劑量提高：（D50-IMRTD50-2D）/D50-2D=4.47%±3.62%，其實際差值（D50-IMRTD50-2D）為（200±157）cGy（t=4.2，P=0.001）。即因處方方式不同導致IMRT方式的D50劑量高于傳統放療方式（4.47%±3.62%）。

3.1.2 PTV劑量分布評估 ICRU 50號報告建議將靶區內劑量控制在處方劑量的-5%～7%之間，但是在IMRT中存在小體積的高、低劑量區，一般認為±10%的劑量偏差在可接受范圍之內。因為在精確放療中，高劑量及低劑量的效應與其體積有關，故ICRU 83號報告推薦以接近最小劑量D98和接近最大劑量D2代替D100和D0進行評估，并計算HI，要求DVH參數報告具有連續性。

表2的結果為兩種放療方式的靶區劑量均勻性，其中IMRT方式PTV的HI好于二維放療方式（0.13±0.04 vs 0.62±0.28；t=－5.781，P=0.000）。出現這種結果的原因可能為：模擬傳統放療方式中可見髂外血管腹外側部分淋巴引流區存在漏照。宮頸癌術后IMRTPTV靶區為凹形，IMRT計劃難度相對較大，放射野交匯處產生較高的劑量區域，其后方產生相對低劑量區。本研究中，IMRT方式PTV的D2和D0最大值分別為5379 cGy和5518 cGy，分別超過處方劑量的19.5%和22.6%；D98和D100最小值分別為4316 cGy和2626 cGy，分別低于處方劑量的4.1%和41.6%；故審核放療計劃時需關注劑量熱點和冷點的位置。ICRU 83號報告建議放療醫生應逐層查看放療劑量熱點和冷點的位置，以降低IMRT方式的劑量不均勻性對臨床效應的影響。若低劑量區靠近PTV中心，可能影響腫瘤控制率，若位于PTV邊緣則其影響相對減小；而PTV邊緣的高劑量區可能導致OAR受量的不確定性增加[4]。有研究報道宮頸癌早期術后放療后患者，其10年總復發率僅為13%～17%[5]；另一項研究報道，對無高危因素的患者進行同步放化療，其5年無復發生存率可達到93.8%[6]。雖然無明確報道髂外血管腹外側部分區域的淋巴結復發概率，但根據臨床經驗，若術中淋巴結清掃徹底，則較少見該部位淋巴結復發。

表2的結果顯示靶區覆蓋率達到100%處方劑量時的靶區體積，IMRT方式為93.6%±0.7%，二維放療方式僅為53.7%±26.4%，其差異有統計學意義。IMRT方式達到90%處方劑量的靶區體積為99.7%±0.6%，二維放療方式為86.5%±18.3%（P= 0.05）；兩種方式均可基本達到劑量要求，但IMRT方式的總體靶區覆蓋率好于二維放療方式。

3.2 OAR劑量評估

ICRU 83號報告推薦OAR分為串聯型、并聯型及串并聯型三種類型，其評估方式也不同。串聯型器官需報告高劑量D1cc、D2cc或D2；并聯型器官需報告相關VD及Dmean；串并聯型器官則上述參數均應報告。

3.2.1 膀胱、直腸劑量評估 目前對于直腸、膀胱等空腔器官的勾畫方式，是否單獨勾畫器官壁尚無明確推薦，不同的勾畫方式可能對評估D1cc、D2cc、D2產生不同的差異。本研究中對膀胱、直腸的勾畫包括器官壁和內腔，結果顯示IMRT方式膀胱和直腸的V40、Dmean較二維放療方式明顯降低；評估D1cc、D2cc、D2%和Dmax，兩種放療方式的差異無統計學意義。提示IMRT方式降低了OAR的整體受量，但仍存在較小體積的劑量較高。術后患者可能出現腸道及膀胱功能障礙，膀胱與腸道位置不確定性增加。IMRT方式中PTV受器官充盈度的影響，若鄰近危及器官如膀胱和直腸靠近PTV或劑量熱點，其受照劑量可能提高[7]。而對于OAR，作為晚反應組織進行評估，分次劑量提高可能對其放射生物效應產生影響。

3.2.2 骨盆劑量評估 骨盆是人體最重要的造血器官[8]，作為并聯器官需評估其相關VD。本研究結果顯示IMRT方式可增加骨盆的低劑量照射體積，骨盆的V10和V20在IMRT方式中高于二維放療方式，分別為95.9%±1.7%vs 56.4%±4.0%（t=32.2，P=0.000）和77.9%±7.2%vs 47.5%±5.0%（t=10.6，P= 0.000）。骨盆的V30在兩種放療計劃中的差異無統計學意義（[IMRT方式和二維放療方式相比：（42.8%±6.0%）vs（40.9%±5.6%）；t=0.7，P=0.486）]。既往研究顯示，骨髓受照劑量＞30 Gy時會出現完全的增生不良，影響遠期骨髓毒性；而V10和V20與發生急性HT相關[9]，是影響放療與同步化療實施的重要因素之一；另有研究顯示，完成同步化療者的預后較好，化療周期數與遠處轉移率相關[6]。因此，仍需關注IMRT中的低劑量體積，術后IMRT可采用單獨限定骨髓劑量的調強方式[10]，降低低劑量受照體積，增加同步化療完成率。

3.2.3 小腸劑量評估 小腸為串并聯器官，本研究中對小腸的勾畫方式為單獨勾畫腸袢，不包括腸系膜，劑量評估見表3。IMRT方式中小腸的V10、V20較傳統放療方式增加，分別為81%±12%vs 45%±15%（P=0.000）和54%±12%vs 40%±14%（P= 0.000）；V40IMRT方式較低；DmeanIMRT方式稍高于傳統放療方式，兩者的差異無統計學意義，即IMRT方式明顯降低了小腸的高劑量體積，增加了低劑量體積。有研究顯示，V15與小腸的近期反應相關[11]，且是遠期胃腸道反應影響預后的獨立因素[12-13]。小腸V15＜275m l或腹膜腔體積V15＜830m l者發生3級以上小腸不良反應的概率小于10%[14]。而此前有研究報告的數值為V15＞120～150m l即增加不良反應的發生率[15-16]。近期發表的一項大樣本回顧性研究顯示：針對子宮腫瘤（未包括宮頸癌）的術后IMRT可能增加腸梗阻的發生率；該研究納入2001—2007年SEER數據庫中的3555例患者，其中328例（9.2%）患者接受IMRT，結果顯示接受IMRT的患者發生腸梗阻的風險更高，其相對危險度（rate ratio，RR）為1.41，95%CI：1.03～1.93，而其他遠期并發癥如胃腸道、泌尿系、骨盆骨折的發生率相似[17]。因此，對于IMRT所造成的小腸低劑量體積增加對遠期小腸不良反應的影響還需進一步研究。

3.3 傳統放療與IMRT的差異及可行性

相對于傳統放療技術，IMRT技術的整體照射劑量增加，正常組織低劑量照射體積增加；而根據“低劑量高敏感性”現象，IMRT技術可能增加放射誘導的惡性腫瘤發病風險。研究顯示，對比IMRT與傳統放療，患者存活10年內的第二原發腫瘤發生率由1%上升至1.75%，對于年輕、存活時間更長的患者，其累積風險可能進一步增加[18]。

不同中心間質控方式和水平不同、具體實施有差異，IMRT作為術后無高危因素患者的輔助治療，耗費較多的人力、物力資源，且費用較高，因此，可根據具體的情況選用。若選用調強技術，目前推薦分次劑量為1.8～2.0 Gy，總劑量為40～45 Gy，ICRU 83號報告推薦以D50作為處方方式。根據本研究結果，可考慮降低分次劑量及總劑量的4.47%±3.62%：若以目前常用的D95作為處方方式，可考慮95%PTV為43 Gy/1.72 Gy/25 f，則調強方式的PTV D50與傳統方式相當，但覆蓋率優于傳統方式，可能提高腫瘤的控制率；對于晚反應組織OAR，總劑量及分次劑量降低，可能進一步降低其不良反應。

但是，本研究亦存在不足之處：未單獨勾畫骨髓，僅根據模擬定位CT勾畫骨盆；未參考其他影像學資料，故對骨髓的評估不夠準確；膀胱充盈采用定時定量飲水法，直腸和小腸充盈程度未作規定，故器官充盈程度變化較大；研究樣本量偏少，需擴大樣本量以進一步明確可降低劑量范圍。

另外，降低處方劑量可能導致腫瘤控制率降低，目前尚無明確的研究證實其可行性，故需謹慎；可首先進行回顧性分析，評價宮頸癌術后無高危因素患者應用不同放療方式的臨床效果及不良反應，再作為進一步研究的依據。

4 結論

ICRU 83號報告推薦的IMRT放療方式較傳統放療方式提高了靶區劑量，增加了骨盆和小腸的低劑量受照體積，降低了膀胱和直腸的整體受照劑量，但仍存在小體積較高劑量。若采用D50作為評估標準，可考慮降低劑量4.47%±3.62%。

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Differenceand feasibility of intensity-modulated radiotherapy and conventional2D radiotherapy for postoperative cervicalcancerevaluatedw ith ICRU 83 reportmethod

DU Xiao-meng1AN Ju-sheng1MA Pan2ZHANGHong-zhi2HUANGMan-ni1#1DepartmentofGynecologic Oncology,2Departmentof Radiation Oncology,Cancer Institute&Hospital,Chinese Academy ofMedicalScience& Peking Union MedicalCollege,Beijing 100021,China

ObjectiveTo evaluate the difference and feasibility of intensity-modulated radiotherapy and conventional 2D radiotherapy for postoperative cervical cancer w ith ICRU83 reportmethod.MethodThe DVH parameters of 10 IMRT plans and 10 conventional 2D plans simulated on the same planning CT were analyzed retrospectively. The DVH parameters include D100,D98,D95,D50,Dmean,D2,D0 for PTV,and heterogeneity index was calculated;the influence of different radiation modality on dose was assessed by V50;the DVH parameters of organs at risk were summarized and analyzed respectively.ResultPTV D50 is raised by(4.47%±3.62%)in IMRT plans compared w ith 2D plans,the actual difference was(200±157)cGy(t=4.2,P=0.001).V10 and V20 for pelvic bones in IMRT was higher than that in 2D plans,V30 for pelvic bones in the two plans showed no statistical significance.V10 and V20 for small intestine were higher and V40 was lower in IMRT plans.V 40 and Dmean were reduced in IMRT plans compared w ith 2D plans,while D1cc,D2cc,D2 and Dmax still remained as high dose volume,and there was no significant difference between the two therapies.ConclusionTheMethodrecommended by ICRU 83 report is applicable to IMRT plans.IMRT potentially increases dose to the target volume,increasing low-dose volume for small intestine and pelvic bones,while reducing dose for bladder and rectum,but small high dose volume still remain.With D50 as a standard for dose evaluation,prescribed dose should be decreased by 4.47%±3.62%。

cervical cancer;external beam radiotherapy;ICRU 83;dose evaluation

R737.3

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2015.13.04.16

#通信作者（corresponding author），e-mail：huangmanni@csco.org.cn

2014-12-22）