Graves眼病3D-CRT、IMRT和VMAT放療劑量分布比較＊

單改仙，任 曄，王 瑩，蘇曉明，戴卓捷，徐鋒超，王宗燁

甲狀腺功能亢進相關性眼病（Graves眼病，又稱突眼性甲狀腺腫）是一種與自身免疫相關的疾病［1］，其發病機制尚不明確。近年來，Graves眼病呈日益增長的趨勢，占成人眼球突出發病率的首位。采用放療技術治療Graves眼病，國內外學者進行了很多嘗試和研究，且在臨床取得了一定的成果［2-4］。但是由于早期放療設備和技術的制約，無法做到劑量的精準性以及有效保護周圍臨近的重要器官，或多或少地限制了傳統球后放射治療技術的應用推廣。近年來，隨著放療設備的不斷更新以及放療技術的日益進步，臨床中對Graves眼病的放射治療也有了新的思考。

該研究分別采用三維適形照射技術 （threedimensional conformal radiation therapy，3D-CRT）、逆向調強照射技術 （intensity modulated radiation therapy，IMRT）和容積旋轉調強照射技術（volumetric radiation therapy，VMAT）放射治療技術對Graves眼病治療進行計劃設計，通過對比分析其計劃靶區 （planning target volume，PTV） 的 V95%、Dmax、Dmin、Dmean、適形指數 CI和均勻性指數 HI以及雙側晶體的Dmin、Dmean和Dmax等參數，從而更好地為臨床治療Graves眼病提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 筆者所在醫院2014年8月—2016年6月診斷明確且接受放射治療的雙側Graves眼病患者20例。男10例，平均年齡（52±8）歲；女10例，平均年齡（45±12）歲。所有治療患者均簽署了放療知情同意書。采用瑞典醫科達公司先進的Axesse四維圖像引導放射治療系統進行放射治療。

1.2 方 法

1.2.1 體位固定 體位固定既要考慮患者的舒適度，同時應減小重復性帶來的治療誤差。本研究均采用仰臥位，患者松解衣扣，裸露上半身，標準平躺在CT定位床的中軸線上。根據患者頸部的長短選擇合適的頭枕，將頭呈水平位自然垂落于頭枕的凹槽內，保持左右對稱狀。調節激光燈，使其橫切面對應于雙眼內眥，冠狀面對應于雙側外耳孔前緣，矢狀面則對應于頭正中，用熱塑網膜固定頭部，待網膜冷卻后用白色紡膠布貼于激光燈的三個十字交叉點處，用紅色記號筆標記+字，并將鉛點貼附于三個交叉的點作為參考點，為劑量計算、重復擺位提供依據。并將患者姓名、頭枕型號標記在頭膜上，以備治療時查對。

1.2.2 CT掃描 采用Philips Big Bore CT進行掃描，條件設定為：螺旋掃描、層厚層間距均為2 mm、范圍為頭頂至顱底，采集病灶及其上下各10～15 mm的影像資料。掃描期間患者眼睛向上看，以減少眼球轉動而引起的晶體評估誤差。掃描結束后將帶有定位信息的CT掃描序列圖像以DICOM格式傳輸到治療計劃系統中。

1.2.3 靶區勾畫 準確勾畫放療靶區 （gross target volume，CTV）及周圍臨近的危及器官 （organs at risk，OAR）如晶體，其中放療靶區的范圍包括雙眼球后以及兩側晶體旁眼球前部眼肌附著點。取計劃靶區PTV為放療靶區CTV前后左右上下各外放3 mm。 放療處方為 20 Gy（2 Gy/次×10 次，5 次/周）。

1.2.4 計劃設計 通過螺旋CT掃描獲取球后靶區及其周圍組織的三維數據，分別采用三維適形（3DCRT）照射技術、逆向調強（IMRT）照射技術和容積旋轉調強（VMAT）照射技術進行治療計劃的設計。三者設計的其他參數設置相同 （如射野等中心點，優化目標條件等），具體如表1所示。

1.2.5 計劃驗證 所有計劃均行中心點劑量與通量驗證。采用德國IBA公司的Matrix電離室探測器掛在加速器機頭上測量每個射野劑量的分布，通過Compass軟件進行γ值評估，其中標準為3 mm/3%時的通過率均在95%以上。

1.3 統計學分析 采用SPSS 19.0軟件對靶區和危及器官的相關參數進行統計分析。計量資料用（x±s）表示，考慮到樣本量不是足夠大，數據呈非正態分布，參數間的比較采用秩和檢驗，P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 三種放療方式的劑量分布以及DVH圖比較圖1是一例典型Graves眼病靶區PTV中心層面的劑量分布圖。層面中顯示的等劑量區域分別為2000、1800、1600、1400、1200、1000 cGy。圖中可以看到3D-CRT中2000 cGy的劑量覆蓋了整個計劃靶區，但是周圍鄰近的眼球和晶體卻受到不必要的投照。IMRT較3D-CRT有較好的改善，靶區被處方劑量很好地包繞，眼球和晶體的受照射劑量都有所下降，但是低劑量區的覆蓋范圍明顯增大，甚至侵及周圍的正常腦組織。VMAT不僅處方劑量包繞靶區適形度好，劑量分布凹凸明顯，且周圍鄰近的危及器官受量也很低。圖2是該病例對應的體積-劑量直方圖（DVH圖），圖中不僅可以清晰地顯示計劃靶區PTV、危及器官晶體受照劑量和體積的對應關系，而且可以定量看出PTV、L-LEN以及R-LEN在三種照射方式下的差異。

2.2 三種放療方式的靶區及危及器官等劑量參數的比較 結果見表2。

圖2 3種照射方式中靶區PTV和晶體的DVH分布圖

表2 3種放療計劃的劑量學參數比較

對表2數據進行統計學處理，結果顯示：對于靶區PTV的Dmax、Dmin、Dmean、適形指數CI和均勻性指數HI，三種照射方式之間比較，差異均具有統計學意義（P＜0.05），且VMAT照射技術的靶區PTV的明顯優于3D-CRT技術。左右晶體的參數Dmax、Dmin、Dmean，三種照射方式比較，差異均具有統計學意義 （P＜0.05），VMAT照射技術中晶體的受量也明顯低于其他兩種照射方式。

3 討論

Graves眼病是一種內分泌相關性疾病，近年來，其發病率呈日益升高的趨勢，其臨床表現為眼瞼退縮，眼瞼閉合不全，眼瞼水腫，眼球突出等，嚴重者表現為角膜暴露，眼球運動障礙，復視和視神經病變［6］。因其發病機制不明確，臨床治療中仍存在許多問題。目前治療該病的方法有外科減壓術、藥物抑制術［7，8］和放射治療。 放射技術治療 Graves眼病的基本機理是T細胞和成纖維細胞對放射線具有一定的敏感性，通過最大限度地將放射線的劑量集中到靶區且盡可能減少鄰近正常組織的受量從而提高局部控制率。

筆者分別采用3D-CRT、IMRT、VMAT三種放療技術對Graves眼病進行計劃設計，然后對計劃靶區和晶體的相關參數進行分析，通過劑量分布和DVH曲線圖等數據分析，結果顯示三種照射方式之間比較，差異均具有統計學意義（P＜0.05），且VMAT照射技術的PTV明顯優于其他兩種技術。VMAT照射技術中晶體的受量也明顯低于其他兩種照射方式。

在患者治療過程中，由于3D-CRT照射技術的設計是雙野雙中心而且有床轉角，每次治療時需要進行兩次擺位，每次對一個等中心進行對應的射野角度照射。對于IMRT照射和VMAT照射，每次治療只需要一次擺位，通過旋轉機架角到射野要求的角度進行照射即可，不僅減小擺位誤差，而且大大縮短了患者的治療時間。與IMRT相比，VMAT在不間斷出束的同時，還可以實現動態調節機架運動、照射劑量率和射野的形狀，從而增加治療的自由度。

在劑量分布上，VMAT與IMRT及3D-CRT相比，有較大的優勢，不僅能較好地滿足處方劑量覆蓋靶區，低劑量區的劑量線分布密集，劑量陡降明顯，能有效地保護臨近的危及器官，如晶體，眼球，腦組織等，減少不必要的投照，從而保證功能和外觀的完善。后期隨訪發現，放療后的Graves眼病患者角膜炎癥、眼瞼遲落、突眼及運動障礙等的臨床癥狀都得到了迅速地緩解與改善。

相比于IMRT及3D-CRT，VMAT治療時間更短，在確保滿足治療指標要求的基礎上，能夠為臨床提供一種更可靠、療效更好、損傷更小的Graves眼病治療方法，該方法在精確放射治療Graves眼病上邁進了一大步，為臨床治療提供了理論參考。

參考文獻

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