胃癌術后不同布野方案對調強放療劑量分布的影響

胡志綱，劉勇強，任建，張紅

寶雞市中心醫院放療科，陜西寶雞721000

前言

胃癌是世界范圍內發病率、死亡率居高不下的惡性腫瘤，目前外科手術仍是早期胃癌的首選治療方式，但胃癌病情隱匿，臨床癥狀無特異性，多數患者就診時已錯過最佳手術時期，無法行外科手術或手術效果不佳［1-2］。放療為惡性腫瘤治療常見輔助手段，可在胃癌術后達到提高局部控制的目的，對于無手術指征的患者也能達到延長生存期的目的［3］。適形調強放射技術（Intensity-Modulated Radiotherapy,IMRT）是目前應用最為廣泛的放療方法，可根據腫瘤大小、放療劑量進行調節，產生最佳靶區劑量效應，避開重要組織器官，達到盡可能保護周圍組織的目的［4-5］。盡管如此，IMRT實際應用時的劑量分布仍受射野數、布野角度及總子野數等條件影響［6-7］。探究不同布野方案對IMRT 劑量分布的影響可為臨床治療提供劑量學參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2016年2月至2018年3月寶雞市中心醫院收治的42例胃癌患者，所有患者均行胃癌術后再行放療，臨床資料完整。其中男27例，女15例，年齡36～77歲，平均年齡（52.63±10.22）歲；術后病理分期為T3期35例，T4期7例；伴有淋巴結轉移患者6例。

1.2 方法

1.2.1 定位圖像采集患者取仰臥位，雙手抱肘置于額頭，采用熱塑體膜固定，并采用美國GE 公司4 排CT 機進行增強CT 掃描，掃描范圍為膈上5 cm 至骨盆，掃描層厚5 mm。

1.2.2 靶區及危及器官的勾畫將CT 掃描圖像傳至VARIAN Eclipse計劃系統（13.6版本），基于國際輻射單位及測量委員會83 號報告原則［8］，對靶區及危及器官區進行勾畫。臨床靶體積（Clinical Target Volume,CTV）包括吻合口、瘤床、區域淋巴結；CTV向外均勻外擴10 mm 形成計劃靶體積（Planning Target Volume,PTV）；危及器官包括脊髓、腎臟、肝臟、小腸、心臟等。所有靶區及危及器官的勾畫均由同一名經驗豐富的臨床醫師完成。

1.2.3 受照劑量確定靶區處方劑量為45 Gy，1.8 Gy/d，限制條件為95%PTV≥45 Gy，最大劑量（Dmax）＜48.5 Gy；危及器官劑量限制：左腎及右腎V20小于總體積的30%，V30小于總體積的20%，平均劑量（Dmean）＜15 Gy；肝臟受到照射體積V30小于總體積30%，Dmean＜15 Gy；脊髓Dmax＜40 Gy；小腸的受照體積V40及V50小于總體積的20%及5%。

1.2.4 布野方案制定采用VARIAN Eclipse系統進行治療計劃方案的確定，選擇靜態調強Sliding Window葉片模式及直接子野優化算法進行計算。本研究中IMRT 計劃為3 組，分別為7 野等角度均分靜態調強計劃（方案A，射野方向為0°、52°、104°、156°、214°、256°、308°）、5 野等角度均分靜態調強計劃（方案B，射野方向為0°、72°、144°、216°、288°）及4野固定照射野靜態調強計劃方案（方案C，射野方向為20°、90°、180°、310°）。本研究中所有患者的計劃由同一名物理師設計完成。

1.3 評價指標

計劃完成后，采用靶區、危及器官受量及靶區適形指數（Conformity Index,CI）和均勻性指數（Homogeneity Index,HI）對不同布野方式進行評價。靶區參數包括PTV體積劑量D2、D50、D95、D98（2%、50%、95%、98%體積受照劑量）及Dmean；危及器官受量主要為脊髓Dmax及Dmean，肝臟V30及Dmean，腎臟V20及Dmean。靶區CI=（VPTV95/VPTV）×（VPTV95/V95），其中VPTV95為PTV接受95%處方劑量體積，VPTV為PTV總體積，V95為95%處方劑量總體積；靶區HI=D2/D98，其中D2為2%靶區體積對應高劑量，D98為98%體積對應低劑量。

1.4 統計學分析

采用SPSS 22.0進行數據處理與統計學分析，計量資料組間比較行獨立樣本t檢驗，檢驗水準α=0.05，以P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同射野方案靶區以及組織器官受照劑量分布

靶區勾畫及不同射野方案靶區、組織器官受照劑量分布表現詳見圖1和圖2。胃癌靶區勾畫一般包括賁門區、胃底、胃竇及臨近轉移的淋巴結。胃與脊髓、腎臟、肝臟及小腸相對位置關系較近，這些重要組織器官的受照劑量將直接影響靶區的劑量，從而影響胃癌的放射治療效果。

圖1 靶區勾畫范圍及與周圍正常組織器官位置關系Fig.1 Segmentations of target areas and their relationship with the position of surrounding normal tissues and organs

從圖2可以看出，3 種不同射野數量的治療計劃的靶區劑量無明顯差異，最大劑量熱點也差異不大，但是重要組織器官的受照劑量存在差異。

圖2 不同射野方案靶區、組織器官受照劑量表現Fig.2 Doses to target area as well as tissues and organs-at-risk in plans with different field arrangements

2.2 不同射野計劃組PTV的劑量分布差異

不同射野計劃方案靶區受量指數及HI比較差異無統計學意義（P＞0.05），方案A 的CI 值顯著優于方案B、C，差異有統計學意義（P＜0.05）。詳見表1。

表1 不同射野計劃組靶區劑量體積參數比較Tab.1 Comparison of dose-volume parameters of target areas in different plans

2.3 不同射野計劃危及器官劑量分布差異

不同射野計劃方案脊髓Dmax及Dmean、肝臟V30、肝臟Dmean、左右腎臟V20、左右腎臟Dmean等方面差異有統計學意義（P＜0.05）。方案A 的脊髓Dmax及Dmean、肝臟V30及右腎V20等參數優于方案B（P＜0.05）；方案C 的在肝臟V30、肝臟Dmean、左右腎臟V20、左右腎臟Dmean等方面均顯著優于方案A、B（P＜0.05）。詳見表2。

表2 不同射野計劃危及器官劑量分布差異Tab.2 Differences in the dose distribution of organs-at-risk among different plans

3 討論

放射治療與外科手術、化學藥物治療構成腫瘤治療3大治療手段，對于部分分期較晚的腫瘤患者來說，外科手術后仍需進行放、化療以延緩腫瘤進展［9］。既往研究證實，與化學治療相比，放療治療副作用較小，可有效保證患者良好的生活質量［10-11］。放療基本目標為提高治療增效比，實現局部腫瘤的完全控制，即最大限度將放射劑量集中于病灶區，殺死腫瘤細胞，同時盡可能減少正常組織及危及器官不必要的輻射。IMRT 是由適形放射治療發展而來的新型放療技術，可同時實現靶區劑量均勻性，改善及降低危及器官高劑量，諸多研究已初步證實IMRT 技術可明顯降低皮膚及軟組織急性毒性，減少皮膚毛細血管擴張［12-13］。目前IMRT技術在不同腫瘤中仍尚處于劑量學研究階段，其實際應用劑量分布受諸多因素影響［14］。

本研究以胃癌患者作為研究對象，比較胃癌術后放療不同布野方案對放療劑量分布的影響。目前臨床使用的IMRT方案多為5野固定照射野靜態方案或5 野等角度均分靜態調強方案。本研究的布野方案選用7 野等角度均分靜態調強計劃方案、5 野等角度均分靜態調強計劃方案及4 野固定照射野靜態調強計劃方案，比較3種方案對靶區劑量、適形度、均勻性及危及器官受照劑量差異。對靶區劑量相關參數進行分析，結果顯示，不同射野計劃方案靶區受量參數及HI 比較差異無明顯不同，而7 野等角度均分靜態調強計劃CI 值略優于其他兩種方案，CI 是衡量放療劑量分布體積與靶區體積大小及形狀適形度的指標，本研究表明7野等角度均分靜態調強計劃具有較好的CI，提示7野等角度均分靜態調強方案在放療適形度上具有一定優勢，這一結果中與童鑄廷等［15］所報道的7 野調強計劃靶區適形度優于5 野調強計劃這一結果相似，兩者與4野調強計劃在靶區劑量影響方面的研究尚需驗證。

放療過程中盡量保護危及器官免受射線影響是保證放療安全性的重要內容［16］，本研究進一步對不同射野方案危及器官劑量分布差異進行比較顯示，與5 野等角度均分靜態調強方案相比，7 野等角度均分靜態調強方案在脊髓Dmax及Dmean、肝臟V30及右腎V20等方面具有一定優勢，而4 野固定照射野靜態調強計劃方案在肝臟V30、肝臟Dmean、左右腎臟V20、左右腎臟Dmean等方面均優于其他兩種方案。既往關于7野靜態調強在保護重要器官方面的研究尚存在一定爭議，曾華驅等［17］研究結果證實，7 野靜態調強計劃在宮頸癌放療過程中保護危及器官及正常組織劑量方面較5野靜態調強計劃要好；而部分研究則證實其在保護危及器官方面無明顯劑量優勢［18-19］，本研究與5野靜態調強計劃相比，7野靜態調強方案在脊髓、肝臟及右腎等方面具有一定優勢，與前者研究結果類似。值得注意的是，與其他兩種調強方案相比，4 野固定照射野靜態調強計劃方案在肝臟、左右腎臟等方面均表現較為顯著的差異，腎臟為胃癌術后放療需重要保護的危及器官，4 野固定照射野靜態調強計劃顯著降低左右腎V20及Dmean，提示該方案在保護危及器官方面的重要作用；結合前文所報道的靶區劑量參數的比較，4 野固定照射野靜態調強計劃可在保證較好靶區適形度情況下，提高對危及器官及重要組織的保護作用，這一結果與李霞等［20］研究結果類似。

綜上，在胃癌術后放療中，4 野靜態調強計劃在保證靶區劑量的同時，可更好地保護危及器官。本研究存在的不足為尚未對放療效果及安全性進行臨床評價，且本研究樣本量存在一定限制，臨床上可進一步擴大樣本量并結合相應臨床評價指標進行驗證研究。