容積調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)在宮頸癌放射治療中的應(yīng)用

張偉??葉奕菁??余建榮??古定標(biāo)??李珍

[摘要] 目的 比較分析雙弧、三弧旋轉(zhuǎn)容積調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)和三維適形調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)在宮頸癌放療中的劑量學(xué)差異。 方法 隨機(jī)選取2012年12月～2014年12月間我院經(jīng)病理診斷確診并接受手術(shù)且有術(shù)后輔助治療指征的20例宮頸癌患者作為研究對(duì)象，分別設(shè)計(jì)雙弧、三弧容積調(diào)強(qiáng)和三維適形調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃，以Arc2、Arc3和IMRT表示，分析三套放療計(jì)劃的劑量學(xué)參數(shù)，比較三者在劑量體積直方圖、靶區(qū)適形度、靶區(qū)劑量覆蓋率、危及器官和正常組織保護(hù)、機(jī)器跳數(shù)和治療時(shí)間以及計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)間各方面的優(yōu)劣。 結(jié)果 容積調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃在靶區(qū)劑量分布、適形度、均勻度、總機(jī)器跳數(shù)以及治療時(shí)間方面優(yōu)于IMRT，Arc3整體優(yōu)于Arc2，二者治療時(shí)間相差無幾，IMRT在計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)間方面優(yōu)于前二者。IMRT組、Arc2組和Arc3組分別在計(jì)劃平均設(shè)計(jì)時(shí)間（min）、計(jì)劃實(shí)際執(zhí)行時(shí)間（min）、機(jī)器平均跳數(shù)（MU）、靶區(qū)均勻性指數(shù)以及靶區(qū)適形度方面的結(jié)果為25、35、40；11.5、2.25、3.6；2210、651、675；（1.11±0.06）、（1.06±0.03）、（1.04±0.02）；（0.82±0.05）、（0.89±0.05）、（0.91±0.05）。 各參數(shù)間P值均小于0.05，為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。直腸V20與V40，小腸V30與V40，膀胱V20與V40，股骨頭V20與V40的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；直腸受量IMRT組稍優(yōu)于Arc組；小腸受量V20 IMRT組大于Arc組；膀胱和股骨頭受量IMRT組整體高于Arc組。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 結(jié)論 在宮頸癌臨床放療應(yīng)用方面容積調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)明顯優(yōu)于三維適形調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)，Arc3優(yōu)于Arc2，能夠?yàn)閷m頸癌患者的治療提供參考。

[關(guān)鍵詞] 宮頸癌；放射治療；容積調(diào)強(qiáng)

[中圖分類號(hào)] R311；R730.55 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-0616（2016）20-20-04

Application of volumetric modulated arc therapy in cervical cancer

ZHANG Wei YE Yijing YU Jianrong GU Dingbiao LI Zhen

Department of Radiotherapy， Zhongshan People's Hospital， Guangdong， Zhongshan 528400， China

[Abstract] Objective To compare and analyze the dose of two arc， three arc and IMRT in the radiotherapy of cervical cancer. Methods 20 cases of cervical cancer patients diagnosed by pathological diagnosis and surgery and postoperative adjuvant treatment of indications in our hospital from December 2012 to December 2014 were randomly selected as the research objects. Plans of two arc， three arc and IMRT were Designed respectively， and represented by Arc2， Arc3 and IMRT. The dose parameters of the three sets of Radiation Therapy plans were analyzed， and all aspects of the advantages and disadvantages of the above three，such as Dose Volume Histograms（DVH）， Target Volume Rate （TVR）， Target Dose Coverage， Organs at Risk（OAR） and Normal Tissues， MU， treatment time and planning time were comparrd. Results Volumetric modulated arc therapy was better than IMRT in terms of target dose distribution， conformal index， homogeneity index， total MU and treatment time. Arc3 was better than Arc2 on the whole， and the two had almost the same treatment time. IMRT was better than the previous two in terms of planning time. The planning time（min） of IMRT group， Arc2 group and Arc3 group respectively were 25， 35， 40， the treatment time（min） of IMRT group， Arc2 group and Arc3 group respectively were 11.5， 2.25， 3.6， the average MU of IMRT group， Arc2 group and Arc3 group respectively were 2210， 651， 675， the HI of IMRT group， Arc2 group and Arc3 group respectively were （1.11±0.06）， （1.06±0.03）， （1.04±0.02）， and the CI of IMRT group， Arc2 group and Arc3 group respectively were （0.82±0.05）， （0.89±0.05）， （0.91±0.05）. The P value of each parameter was less than 0.05， and the differences were statistically significant. In rectal V20 and V40， V30 and V40 in small intestine， bladder and femoral head V20 and V40， the value had no statistical significance（ P>0.05）. Rectal dose IMRT group was slightly better than the Arc group. The amount of IMRT V20 group was larger than that of Arc group. The amount of IMRT in bladder and femoral head were higher than those in Arc group， and the difference was statistically significant（P<0.05）. Conclusion Volumetric modulated arc therapy（VMAT） is much better than IMRT in terms of radiotheraphy of cervical cancer， and Arc3 is better than Arc2，they can also provide a reference for the radiotherapy of cervical cancer.

[Key words] Cervical cancer； Radiotherapy； Volumetric modulated arc therapy

宮頸癌是全球婦女中僅次于乳腺癌的惡性腫瘤，而在發(fā)展中國(guó)家女性中則是最常見的。我國(guó)宮頸癌高發(fā)區(qū)主要分布在中部地區(qū)，且農(nóng)村高于城市，山區(qū)高于平原。早中期的宮頸癌以手術(shù)治療為主，中晚期的宮頸癌患者以放療為主。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、CT等影像技術(shù)、直線加速器的發(fā)展以及多頁光柵技術(shù)的不斷完善，很多放療新技術(shù)開始應(yīng)用于臨床。本研究應(yīng)用美國(guó)瓦里安公司提供的集成CBCT系統(tǒng)和調(diào)強(qiáng)驗(yàn)證系統(tǒng)的TRILOGY直線加速器容積調(diào)強(qiáng)技術(shù)（volumetric modulated arc therapy，VMAT）設(shè)計(jì)2組容積調(diào)強(qiáng)計(jì)劃，并與固定野調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)[1-2]做劑量學(xué)比較，以期為宮頸癌的臨床治療提供一定的臨床參考。

1 資料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

Varian公司生產(chǎn)的Trilogy5253直線加速器，Elekta公司生產(chǎn)的Precise直線加速器，Philips公司大孔徑CT，山東新華醫(yī)療數(shù)字化X線模擬定位機(jī)，Eclipse（10.0版本）、Xio、Precise 等治療計(jì)劃系統(tǒng)，IBA調(diào)強(qiáng)驗(yàn)證系統(tǒng)以及各種放療定擺位輔助設(shè)備等。

1.2 一般資料

隨機(jī)選取2012年12月～2014年12月間我院經(jīng)病理診斷確診接受手術(shù)且有術(shù)后輔助治療指征的20例宮頸癌患者作為研究對(duì)象，年齡35～65歲，中位年齡50歲。未曾接受術(shù)前放化療，影像學(xué)檢查無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移并排除復(fù)發(fā)，分期為T1N0M0，無放療禁忌證。

1.3 模擬定位

患者采用仰臥位，雙腿并攏，雙手上舉至頭頂，交叉互抱對(duì)側(cè)手肘，此后定位及每次治療均采用此體位和姿勢(shì)。用熱塑體膜+現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡膠固定，飛利浦大孔徑CT行增強(qiáng)掃描，掃描范圍從第二腰椎上緣至坐骨結(jié)節(jié)下緣3～5cm，掃描層距為3mm。CT圖像通過局域網(wǎng)傳輸?shù)紼clipse 10.0三維治療計(jì)劃系統(tǒng)，由臨床醫(yī)生逐層勾畫靶區(qū)。

1.4 靶區(qū)和危及器官確定

根據(jù)ICRU 62號(hào)報(bào)告宮頸癌術(shù)后盆腔臨床靶體積（clinical target volume，CTV）包括陰道上段1/2及殘端、陰道旁軟組織和盆腔淋巴引流區(qū)域，范圍為上界達(dá)4～5腰椎間、下界達(dá)閉孔下緣水平。將CTV在三維方向上均外放1 cm獲得計(jì)劃靶體積（planning target volume，PTV）。為計(jì)劃比較方便勾畫直腸、膀胱和小腸以及股骨頭等危及器官，其中小腸包括造影劑顯示的腸管及其周圍腸系膜組織，直腸上界為直腸乙狀結(jié)腸交界處、下界為肛門，膀胱包括充盈狀態(tài)下的全部膀胱[3]。

1.5 放療計(jì)劃設(shè)計(jì)

Arc2二弧設(shè)計(jì)為arc1：旋轉(zhuǎn)角度179°逆時(shí)針至181°（CCW）、準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)10°；arc2：設(shè)計(jì)為181°順時(shí)針至179°（CW）、準(zhǔn)直器角度350°。Arc3三弧設(shè)計(jì)為arc1：旋轉(zhuǎn)角度179°逆時(shí)針至181°（CCW）、準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)10°；arc2：設(shè)計(jì)為181°順時(shí)針至179°（CW）、準(zhǔn)直器角度350°；arc3可單獨(dú)設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)角度以及準(zhǔn)直器角度，本文為了方便比較，arc3統(tǒng)一設(shè)計(jì)為arc1的條件：旋轉(zhuǎn)角度179°逆時(shí)針至181°（CCW）、準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)10°。IMRT計(jì)劃各個(gè)射野角度設(shè)為：200°、240°、280°、320°、0°、40°、80°、120°、160°，準(zhǔn)直器0°，以上3組計(jì)劃床角度為0°，機(jī)器劑量率為600MU/min。各組計(jì)劃均以PTV為參考靶區(qū)，處方劑量60Gy，要求95%以上劑量滿足PTV劑量覆蓋，用Eclipse10.0做逆向計(jì)劃設(shè)計(jì)。

1.6 劑量學(xué)差異比較

比較3種放療計(jì)劃在劑量體積直方圖、靶區(qū)適形度、靶區(qū)劑量覆蓋率、危及器官和正常組織保護(hù)、機(jī)器跳數(shù)和治療時(shí)間以及計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)間各方面的優(yōu)劣。靶區(qū)均勻指數(shù)HI=（D2-D98）/D50，其中D2，D98和D50分別表示PTV覆蓋2%，98%和50%的劑量。靶區(qū)適形度CI=（TVRI/TV）×（TVRI/VRI），其中TVRI表示參考劑量覆蓋的靶體積，TV表示靶體積，VRI表示參考劑量覆蓋的體積。用劑量體積直方圖（DVH）對(duì)直腸、小腸、膀胱以及股骨頭劑量和受照體積進(jìn)行比較[4]。數(shù)據(jù)結(jié)果用（）表示。采用PASW Statistics 18.0軟件，對(duì)計(jì)劃結(jié)果比較行配對(duì)t檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 各分組計(jì)劃參數(shù)比較

通過比較各組相關(guān)參數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出如下結(jié)果：適形調(diào)強(qiáng)分組（IMRT）計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)間最短，但計(jì)劃執(zhí)行時(shí)間、機(jī)器跳數(shù)最多；容積調(diào)強(qiáng)3弧（Arc3）組靶區(qū)均勻性指數(shù)和靶區(qū)適形度最好，但計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)間和執(zhí)行時(shí)間以及機(jī)器跳數(shù)稍多于容積調(diào)強(qiáng)2弧（Arc2）組。整體來看，容積調(diào)強(qiáng)組優(yōu)于適形調(diào)強(qiáng)組，容積調(diào)強(qiáng)組3弧優(yōu)于容積調(diào)強(qiáng)2弧。

各比較組治療計(jì)劃平均設(shè)計(jì)時(shí)間、實(shí)際治療時(shí)間（不含擺位時(shí)間）、機(jī)器跳數(shù)以及靶區(qū)均勻性指數(shù)和適形指數(shù)見表1。表1中各參數(shù)P值小于0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 各主要危及器官劑量、體積比較

通過比較各主要危及器官直腸、小腸、膀胱以及股骨頭V20、V30和V40受照射劑量，有如下結(jié)果：直腸V20與直腸V40 P值大于0.05，結(jié)果無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；小腸V30與V40 P值大于0.05，結(jié)果無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；由于計(jì)劃設(shè)計(jì)的方式和多葉光柵執(zhí)行的方式不同，直腸受量適形調(diào)強(qiáng)組稍優(yōu)于容積調(diào)強(qiáng)組，2弧和3弧組直腸受量沒有太大區(qū)別；小腸受量V20適形調(diào)強(qiáng)組大于容積調(diào)強(qiáng)組，容積調(diào)強(qiáng)組2弧與3弧沒有太明顯區(qū)別；膀胱V20與V40，股骨頭V20與V40 P值大于0.05，結(jié)果無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；由于適形調(diào)強(qiáng)組是固定角度射野照射，所以膀胱和股骨頭劑量明顯高于容積調(diào)強(qiáng)組，容積調(diào)強(qiáng)組2弧與3弧沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（以P<0.05為統(tǒng)計(jì)學(xué)有意義）。各實(shí)驗(yàn)分組直腸、膀胱、小腸以及股骨頭劑量體積參數(shù)比較詳見表2～3。

3 討論

從以上研究結(jié)果可知：在靶區(qū)劑量均勻性、靶區(qū)適形度和總治療跳數(shù)方面容積調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)明顯好于適形調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)，并且容積調(diào)強(qiáng)3弧優(yōu)于容積調(diào)強(qiáng)2弧，容積調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)機(jī)器總跳數(shù)只有適形調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)的約1/3，這在病人治療期間的舒適度、擺位重復(fù)性方面容積調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)占優(yōu)，從組織生物學(xué)反應(yīng)方面前者也占優(yōu)[5]。由于容積調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)計(jì)劃設(shè)計(jì)的特殊性使得危及器官高劑量范圍比適形調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)更少，但是后者低劑量區(qū)域更低。在計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)間方面適形調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)時(shí)間最短，3弧容積調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)最長(zhǎng)。在實(shí)際治療時(shí)間方面適形調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)最長(zhǎng)，2弧容積調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)最短，但是2弧技術(shù)跟3弧技術(shù)相差不多。綜上所述，在宮頸癌放射治療技術(shù)中，3弧容積調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)整體優(yōu)于2弧容積調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)，更加優(yōu)于固定9野適形調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)。

容積調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)（VMAT）是近年來開展的一項(xiàng)全新放療腫瘤放射治療技術(shù)，從設(shè)備、軟件以及操作人員技術(shù)方面來看都有不斷改善與探索的空間。從本院6年多容積調(diào)強(qiáng)治療經(jīng)驗(yàn)來看，容積調(diào)強(qiáng)技術(shù)從患者治療時(shí)間、患者舒適度、靶區(qū)重復(fù)性各方面綜合考慮都明顯優(yōu)于固定野調(diào)強(qiáng)技術(shù)[6]。本文由于選擇病例有限，同時(shí)容積調(diào)強(qiáng)計(jì)劃設(shè)計(jì)還處于不斷摸索完善階段，因而不同數(shù)量與角度旋轉(zhuǎn)計(jì)劃以及固定野調(diào)強(qiáng)計(jì)劃之間的優(yōu)劣比較還有待進(jìn)一步去研究。

影響宮頸癌療效的很重要的一個(gè)原因之一就是擺位誤差。患者體位固定的可重復(fù)性、膀胱憋尿充盈多少都能大幅度影響誤差。本院的定位現(xiàn)在統(tǒng)一采用A、B發(fā)泡膠與熱塑體膜結(jié)合的方式定位，而對(duì)于膀胱充盈程度則采取讓患者先排空小便然后喝一定量水過一定時(shí)間之后再做CT掃描定位搜集圖像數(shù)據(jù)。通過這20例觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)改善誤差有一定的作用。由于搜集病例有限，我們還需要探索更好的誤差改善方法，有待進(jìn)一步研究。

有研究發(fā)現(xiàn)，隨著治療時(shí)間的延長(zhǎng)，腫瘤控制率會(huì)顯著降低。容積調(diào)強(qiáng)整體劑量給定時(shí)間比三維適形調(diào)強(qiáng)縮短了約80%，這樣可有效減少患者因體位移動(dòng)而帶來的誤差風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也減少了因器官體積變化和運(yùn)動(dòng)等不確定因素給療效帶來的影響，這也是近年來旋轉(zhuǎn)容積調(diào)強(qiáng)被大力推廣的原因之一，關(guān)于容積調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)更多的應(yīng)用還有待于各醫(yī)務(wù)工作者做進(jìn)一步的研究。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 張富利，陳靜，陳建平，等.宮頸癌術(shù)后盆腔調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃方法的劑量學(xué)比較研究[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志，2010，19（1）：37-39.

[2] Van Benthuysen L， Hales L， Podgorsak M， et al. Volumetric modulated arc therapy vs.IMRT for the treatment of distal esophageal cancer [J].Med Dosim，2011，36（4）：404-409.

[3] Bertelsen A， Hansen CR， Johansen J， et al. Single Arc Volumetric Modulated Arc Therapy of head and neck cancer [J]. Radiother Oncol， 2010，95（2）：142-148.

[4] Hawkins MA，Bedford JL， Warrington AP， et al. Volumetric modulated arc therapy planning for distal oesophageal malignancies [J].Br J Radiol，2011，3：22.

[5] 劉翔宇，柳先鋒，何亞男，等.宮頸癌放療中的快速旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃和調(diào)強(qiáng)計(jì)劃比較[J].中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志，2011，31（3）：326-328.

[6] Vanetti E， Clivio A， Nicolini G，et al. Volumetric modulated IMAT radiotherapy for IMAT inomas of the oro-pharynx， hypopharynx and larynx： a treatment planning comparison with fixed field IMRT [J].Radiother Oncol，2009，92：111-117.

[7] 何翰，黃榮，蔣軍，等.適形調(diào)強(qiáng)放射治療（IMRT）技術(shù)在宮頸癌放療中的初步應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)信息，2011（7）：3240-3241.

[8] 蔡麗平，張國(guó)斌，劉寬榮，等.子宮頸癌不同放療方法遠(yuǎn)期療效對(duì)比分析[J].基層醫(yī)學(xué)論壇，2010，14（3月中旬刊）：202-203.

[9] 凌昕，朱滔，陳維軍.宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療膀胱限制劑量研究[J].中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)生，2012，50（29）：31-33.

[10] 董云，任俊麗，韓曉棟，等.宮頸癌術(shù)后三維適形放射治療膀胱受照射劑量的分析研究[J].中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)生，2012， 50（2）：40-42.

[11] 劉孜，楊蘊(yùn)一，王蕊華，等.宮頸癌盆腔放療靶區(qū)及直腸劑量分布與受照射體積的關(guān)系[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2010，31（3）：358-361.

[12] 陳吉祥，李修伍，李俊禹.CBCT在監(jiān)測(cè)宮頸癌患者憋尿中的應(yīng)用[J].基層醫(yī)學(xué)論壇，2013，17（4）：452-453.

[13] 高琨，許君艷，鄧燁，等.應(yīng)用錐形束CT矯正宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療擺位誤差的研究[J].腫瘤防治研究，2013，40（2）：190-192.

[14] 皈燕.子宮頸癌術(shù)后4種放療計(jì)劃的劑量學(xué)對(duì)比研究[J].中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥，2012，7（31）：22-23.

[15] 靳紅，張?jiān)破G，李奇.圖像引導(dǎo)放射治療在宮頸癌患者治療中的應(yīng)用[J].實(shí)用臨床醫(yī)藥雜志，2012，16（21）：62-67.

[16] 康梅，權(quán)循鳳，李兵兵，等.宮頸癌容積調(diào)強(qiáng)與固定野動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)的劑量學(xué)比較[J].安徽醫(yī)學(xué)，2016， 37（4）：398-401.

[17] 洪潮，陳小丹，張懷文，等.宮頸癌術(shù)后旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)與固定野調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)的比較[J].實(shí)用癌癥雜志，2015，30（12）：1821-1825.

[18] 林柏翰，吳麗麗，張基永.不同調(diào)強(qiáng)技術(shù)在宮頸癌骨髓保護(hù)根治性放療中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)創(chuàng)新，2015，12（10）：41-45.