胸腺瘤三維適形放射治療與調強放射治療在共面與非共面照射技術中的劑量學差異

張玉海 李月敏

(中國人民解放軍總醫院第八醫學中心放療科，北京市 100091，電子郵箱：zyhphy@sina.com)

放射治療是胸腺瘤的主要治療方法之一。目前，三維適形放射治療(three-dimensional conformal radiotherapy,3D-CRT)和調強放射治療(intensity-modulated radiotherapy,IMRT)已成為胸腺瘤放射治療的主流技術。胸腺瘤患者有較好的長期生存率，因此放療造成的晚期損傷不容忽視。胸腺瘤放療靶區鄰近心臟、食管、氣管、脊髓以及雙側肺，如何同時兼顧腫瘤靶區和周圍正常組織的受照劑量是治療計劃制定的關鍵。本研究通過回顧性分析29例接受放療的胸腺瘤患者的臨床資料，比較3D-CRT與IMRT在共面與非共面照射技術中的劑量學差異，為患者制定最佳的治療方案提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2012年10月至2016年7月在我院放療科接受放療的29例胸腺瘤患者為研究對象。納入標準：均經術前胸部CT檢查及術后病理證實為胸腺瘤，均為首次接受放射治療。排除胸腺癌患者。其中男性21例、女性8例，年齡17～62(45.3±7.2)歲，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期胸腺瘤各19例、7例、3例。

1.2 體位固定與CT掃描 患者仰臥位，用體部熱塑膜固定，做好定位標記，平靜呼吸下用GE Discovery CT模擬機掃描，掃描層厚3 mm，掃描范圍從胸廓入口至膈肌。獲取的定位CT圖像傳至Eclipse 8.6治療計劃系統(Varian Medical Systems公司)，重建三維圖像。

1.3 靶區和危及器官的定義 由放療醫生勾畫腫瘤靶區(gross tumor volume,GTV)、臨床靶區(clinical target volume,CTV)和計劃靶區(planning target volume,PTV)，其中PTV是在CTV的基礎上三維方向外放5 mm形成。勾畫的危及器官包括雙肺、心臟、氣管、食管、脊髓等，脊髓的計劃危及區(planning risk volume,PRV)在脊髓的基礎上外放3 mm形成。

1.4 治療計劃設計 所有計劃均在Eclipse 8.6治療計劃系統中進行設計，采用Varian Ⅸ 加速器6MV X線照射。對每個入選病例均設計兩組共4個放射治療計劃，包括共面組3D-CRT計劃和IMRT計劃，以及非共面組3D-CRT計劃和IMRT計劃。PTV 單次劑量2.0 Gy,總劑量50～60 Gy，要求處方劑量至少覆蓋95% PTV。危及器官限量要求：心臟受照劑量≥30 Gy的體積(V30)≤40%，食管受照劑量≥30 Gy的體積(V30)≤50%，雙肺受照劑量≥20 Gy的體積(V20)≤25%，脊髓最大受照劑量(maximal dose,Dmax)≤45 Gy。

1.4.1 共面3D-CRT計劃和IMRT計劃的設計：(1)3D-CRT計劃采用共面5野照射，射野方向通常是前野+兩右前斜野+兩左前斜野，射野的角度、權重和楔形板度數根據實際腫瘤形狀和劑量分布情況進行調整。(2)IMRT計劃采用角度分別為60°、30°、0°、330°和300°均勻分布的共面野，設定靶區及危及器官的目標函數和劑量限制，進行逆向運算和優化，完成后計算劑量分布。必要時依據劑量分布情況對優化條件進行微調。設計共面適形與調強計劃時，床角均為0°。射野分布情況如圖1a所示。

1.4.2 非共面3D-CRT計劃和IMRT計劃的設計：非共面3D-CRT計劃和IMRT計劃分別基于1.4.1的共面計劃進行設計，改變其中的兩個斜野為非共面野，其他的治療野保持不變。非共面野的設計將床角設定為270°，機架角度根據實際情況設定在30°～40°和320°～330°之間，射野分布情況如圖1b所示。非共面3D-CRT計劃的設計方法和IMRT計劃的優化方法均與共面計劃相同。

圖1 射野分布圖

1.6 統計學分析 采用SPSS 17.0軟件進行統計分析。計量資料以(x±s)表示，多組間比較采用方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 不同放療計劃的CI及HI比較 共面及非共面IMRT計劃的CI均大于共面及非共面3D-CRT計劃，而HI均小于共面及非共面3D-CRT計劃(均P<0.05)，但共面及非共面IMRT計劃之間、共面及非共面3D-CRT計劃之間的CI比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)，見表1。

2.2 不同放療計劃危及器官劑量分布比較 共面及非共面IMRT計劃的全肺 V30、V20、V15和MLD，以及非共面3D-CRT計劃的全肺V20、V15和V10均低于共面3D-CRT計劃(均P<0.05)，非共面IMRT計劃的全肺 V15和V10均低于共面IMRT(均P<0.05)。4種計劃的心臟、食管、氣管的V30、Dmean以及脊髓的Dmax比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)。見表2。

表1 不同放療計劃的CI及HI比較(x±s)

注：與共面及非共面3D-CRT 比較，*P<0.05。

表2 不同放療計劃危及器官劑量分布的比較(x±s，n=29)

注：與共面3D-CRT比較，*P<0.05；與共面IMRT比較，#P<0.05。

3 討 論

胸腺瘤是一種對放射治療敏感的腫瘤，因此放療在胸腺瘤治療中占有重要的地位，術后輔助放療可以顯著提高Ⅱ期和Ⅲ期胸腺瘤患者的總生存率，特別是對于非完全切除的患者[1-4]。近年來，胸腺瘤的3D-CRT和IMRT是廣泛開展的兩種精確放療技術[5]，由于胸腺瘤屬于縱隔腫瘤，受呼吸運動影響較小，比較適合做IMRT。相關研究表明，IMRT相對于3D-CRT有明顯的劑量學優勢，IMRT可以明顯改善靶區的劑量分布，同時降低周圍正常組織的受照劑量[6-8]。本研究結果顯示，共面及非共面IMRT計劃的CI均大于共面及非共面3D-CRT計劃，而HI均小于共面及非共面3D-CRT計劃(均P<0.05)，這提示相對于3D-CRT計劃而言，IMRT計劃既提高了靶區的適形性，也降低了靶區劑量分布的不均勻性，具有明顯的劑量學優勢，這與顧恒樂等[9]的研究結果相似。此外，共面及非共面IMRT計劃全肺的V30、V20、V15和MLD均低于共面3D-CRT計劃(均P<0.05)，這提示IMRT計劃靶區適形度好，對減少胸腺瘤周圍正常器官受量也更有優勢。

放射性肺損傷是胸腺瘤放療的主要副反應之一。研究表明，全肺V30、V20、V10、V5和MLD的大小與放射性肺炎的發生及放射性肺損傷密切相關[10-13]。胡睿等[14]比較晚期肺癌患者的非共面和共面IMRT計劃，發現非共面計劃降低了肺V20和MLD，也控制了低劑量肺體積。筆者對胸腺瘤非共面計劃與共面計劃也做了進一步的對比研究，結果顯示，共面及非共面IMRT計劃之間、共面及非共面3D-CRT計劃之間的CI比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)，且4種計劃的心臟、食管、氣管的V30、Dmean以及脊髓的Dmax比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)，這提示在靶區的適形度方面，以及心臟、食管、氣管和脊髓的保護上，非共面計劃均沒有明顯的優勢。但是，非共面3D-CRT計劃的全肺V20、V15和V10較共面3D-CRT計劃分別下降了3.19%、6.70%、9.93%，非共面IMRT計劃的全肺V15和V10較共面IMRT計劃分別下降了5.21%和8.40%，并且差異均有統計學意義(均P<0.05)，說明非共面計劃對肺組織的保護程度更好，這與其他學者[15-16]的研究結果相似。非共面計劃在降低全肺受照劑量的同時，必定會增加縱隔主要是心臟的受照劑量。本研究結果顯示，非共面計劃中心臟的Dmean較共面計劃有所增加，但差異并無統計學意義(P>0.05)，其值均在臨床可接受范圍內。因此筆者認為，對胸腺瘤放療而言，非共面照射在不影響靶區劑量分布和滿足心臟臨床要求的情況下，可明顯降低肺組織的受照劑量。

綜上所述，對于胸腺瘤而言，IMRT可以獲得更好的靶區適形度和均勻性，降低周圍正常器官的受照劑量，而非共面照射技術能進一步降低全肺的受照劑量。另外，如果采用非共面IMRT，隨著機器跳數的增加、治療床的旋轉、治療時間的延長，對患者的體位固定、擺位精度以及設備的機械精度的要求也更高。非共面照射不同于共面照射，由于角度關系增加了機架旋轉時與患者和治療床間的碰撞可能，因此，非共面照射的安全問題必須重視。首次治療前，必須在機房內模擬實際治療過程中的機架旋轉和治療床旋轉，確保治療過程的安全。治療過程中，共面和非共面治療野切換時，技師必須在機房內手動操作,以降低碰撞風險。