原發(fā)性肝癌患者螺旋斷層放射與三維適形放射治療劑量分布比較

時建芳　劉吉平　程曉龍　張婕

[摘要] 目的 探討原發(fā)性肝癌患者螺旋斷層放射與三維適形放射治療劑量分布情況。 方法 選擇2018年6月～2019年6月在我院行放療治療的原發(fā)性肝癌患者30例為研究對象，均行CT平掃。分別制定三維適形放射治療（3DCRT）方案與螺旋斷層放射治療（HT）方案。比較兩種放射方法靶區(qū)放射劑量分布情況以及危及器官放射劑量分布情況。 結(jié)果 （1）兩種放射治療方法靶區(qū)（PTV）劑量分布：95%、100%處方劑量覆蓋的靶區(qū)體積兩組方法比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）;HT放射治療方法CI顯著高于3DCRT，HI顯著低于3DCRT（P<0.05），提示HT放射治療方法適形度與靶區(qū)劑量分布均勻性均優(yōu)于3DCRT。（2）HT照射方法對危及器官照射劑量的分布上正常肝臟組織平均照射劑量、肝臟V30顯著低于3DCRT（P<0.05）;HT對雙腎的照射劑量顯著高于3DCRT（P<0.05）。結(jié)論 螺旋斷層放射與三維適形放射治療原發(fā)性肝癌，對PTV劑量分布沒有顯著差異，但是HT放射治療的適形度與靶區(qū)照射劑量的均勻性要優(yōu)于3DCRT。對危及器官照射劑量分布顯示，兩者在胃組織以及脊髓組織的照射劑量沒有顯著差異，HT在正常肝組織的平均照射劑量要低于3DCRT，但是對雙腎的照射劑量要高于3DCRT。

[關(guān)鍵詞] 原發(fā)性肝癌;螺旋斷層放射治療;正常肝組織;三維適形放射治療

[中圖分類號] R735.7? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2020）07-0110-04

Spiral tomography and three-dimensional conformal radiation therapy in patients with primary liver cancer： comparison of dose distribution

SHI Jianfang1， 2， 3 LIU Jiping1， 2， 3 CHENG Xiaolong1， 2， 3 ZHANG Jie1， 2， 3

1.Institute of Oncology and Basic Medicine， Chinese Academy of Sciences， Hangzhou 310000， China; 2.Department of Radiation Physics， University Cancer Hospital， Chinese Academy of Sciences， Hangzhou 310000， China; 3.Department of Radiophysics， Zhejiang Cancer Hospital， Hangzhou 310000， China

[Abstract] Objective To investigate the dose distribution of spiral tomography and three-dimensional conformal radiation therapy in patients with primary liver cancer. Methods Thirty patients with primary liver cancer who underwent radiotherapy in our hospital from June 2018 to June 2019 were selected as the research subjects， and all underwent plain CT scans. The therapy schedule of three-dimensional conformal radiation therapy（3DCRT） and helical tomography（HT） were developed separately. The radiation dose distribution of the planning target volume（PTV） and the organ at risk（OAR） were compared between the two therapy schedules. Results （1）The dose distribution of PTV of the two radiotherapy methods： the target volume covered by 95% and 100% of the prescribed dose was not significantly different between the two methods（P>0.05）; the CI of the HT radiotherapy method was significant higher than that of 3DCRT， HI was significantly lower than that of 3DCRT（P<0.05）， suggesting that the conformity and the uniformity of target dose distribution of HT radiotherapy were better than those of 3DCRT. （2）In the dose distribution of HT radiotherapy to OAR， the average dose of normal liver tissues and liver V30 were significantly lower than that of 3DCRT（P<0.05）; the dose of HT to both kidneys was significantly higher than that of 3DCRT（P<0.05）. Conclusion HT and 3DCRT for primary liver cancer have no significant difference in the dose distribution of PTV， but the conformity of HT radiation therapy and the uniformity of target radiation dose are better than those of 3DCRT. The dose distribution of OAR showed that there was no significant difference between the two in gastric tissue and spinal cord tissue. The average radiation dose of HT in normal liver tissue was lower than that of 3DCRT， but the radiation dose to both kidneys was higher than that of 3DCRT.

[Key words] Primary liver cancer; Helical tomography; Normal liver tissue; Three-dimensional conformal radiation therapy

原發(fā)性肝癌是我國常見的惡性腫瘤，在惡性腫瘤死亡順位中位居第三位，僅次于胃癌與食道癌，具有發(fā)生率高、預(yù)后差的特點(diǎn)。早期肝癌癥狀隱匿，無特征性表現(xiàn)，容易被忽視，因此臨床上一旦出現(xiàn)典型癥狀與體征，診斷不困難，但是多已非早期。早期肝癌以手術(shù)切除治療為主，但是對中晚期肝癌，多無法手術(shù)治療，臨床上采用其他方法治療。放療治療是綜合治療原發(fā)性肝癌的重要方法之一，隨著放射治療技術(shù)的發(fā)展，其在原發(fā)性肝癌中的應(yīng)用也越來越受到臨床重視。三維適形放射治療是一種高精度的放射治療，利用CT圖像重建三維的腫瘤結(jié)構(gòu)，通過在不同方向設(shè)置一系列不同的照射野，使得高劑量區(qū)的分布形狀在三維方向上與靶區(qū)形狀一致，同時使得病灶周圍正常組織的受量降低[1，2]。螺旋斷層放射治療是一種依托于螺旋斷層放射治療系統(tǒng)TOMO設(shè)備的癌癥放射治療方法，是當(dāng)今最先進(jìn)的腫瘤放射治療技術(shù)之一[3，4]。本文比較兩種放療方法在原發(fā)性肝癌治療中劑量分布情況，以期為臨床選擇提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2018年6月～2019年6月我院行放療治療的原發(fā)性肝癌患者30例為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：原發(fā)性肝癌診斷明確[5]，首次確診，病理為原發(fā)性肝細(xì)胞肝癌，腫瘤為單個病灶，最大直徑≤10 cm 或癌結(jié)節(jié)≤2個，最大直徑總和≤10 cm，局限在肝內(nèi)，肝功能B級及以下，ECOG評分≤2分;心、肺、腎功能正常，無放射治療禁忌證，無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，對放射治療知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：放療禁忌證，肝功能分級C級，入組前接受其他治療，入組前廣泛肝內(nèi)或者肝外轉(zhuǎn)移。30例患者其中Ⅲ期21例，Ⅳ期9例;男18例，女12例;年齡43～66歲，平均（55.2±7.4）歲;腫瘤直徑5～10 cm，平均（7.3±1.6）cm。本研究經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會同意。

1.2 掃描方法、靶區(qū)勾畫、照射劑量

1.2.1 CT掃描? 所有患者采用GE螺旋CT掃描儀進(jìn)行掃描?；颊邫z查前禁食4 h，掃描前30 min口服溫開水600～800 mL，以充盈胃腸道?；颊咂脚P位，行全肝平掃，掃描范圍膈肌上4 cm至右腎下4 cm，層厚3 mm，120～140 kV，230～250 mA，512×512矩陣。掃描期間患者屏氣。

1.2.2 靶區(qū)勾畫? 將所得圖像輸入圖像處理系統(tǒng)，進(jìn)行靶區(qū)勾畫（圖1、圖2），設(shè)計(jì)三維適形放射治療（3D CRT）化療計(jì)劃。將獲得的CT數(shù)據(jù)傳送入TOMO治療系統(tǒng)，設(shè)計(jì)螺旋斷層放射治療（HT）治療計(jì)劃。靶區(qū)勾畫包括腫瘤靶區(qū)（影像結(jié)果可觀察到的大體腫瘤體積，GTV）;臨床靶區(qū)（GTV+其周圍亞臨床病灶，將GTV往外擴(kuò)5 mm，CTV）;計(jì)劃靶區(qū)（包括CTV、治療過程中器官生理運(yùn)動以及日常擺位誤差等導(dǎo)致的外放邊界的擴(kuò)大照射范圍，確保CTV得到規(guī)定處方照射劑量，由GTV頭、腳方向向外擴(kuò)10 mm，其他方向向外擴(kuò)5 mm，根據(jù)組織器官解剖可做適當(dāng)修改，PTV）。照射危及器官包括正常肝臟、雙腎、胃及脊髓。

1.2.3 照射劑量設(shè)定[6]? GTV照射劑量定位50 Gy，單次劑量3～7 Gy/次，總次數(shù)7～13次，隔日1次;全肝平均劑量≤23 Gy;肝臟V30（肝臟30 Gy及以上照射劑量所占總體積的百分比）<50%;正常肝組織平均照射劑量≤23 Gy;腎臟平均照射劑量≤23 Gy，腎臟V20<33%;胃最大照射劑量≤54 Gy;脊髓最大受照射劑量≤47 Gy。

1.3照射劑量分布評價

比較HT與3DCRT兩種放射治療在計(jì)劃靶區(qū)同一個冠狀面、橫斷面、矢狀面的劑量分布。采用劑量體積直方圖（GVH）評估放射治療劑量，比較兩種放療方法在靶區(qū)以及照射危及器官照射劑量;靶區(qū)照射劑量包括V95%與V100%處方劑量覆蓋的靶區(qū)體積：正常肝組織平均照射劑量、肝臟組織平均照射劑量、肝臟V30、胃平均照射劑量、雙腎平均照射劑量、脊髓平均照射劑量。采用CI（適形指數(shù)）評估劑量曲線和PTV之間適形度比率，比值在0～1之間，得分越高則適形度越高。采用不均勻指數(shù)（HI）評價PTV劑量均勻性，越小則說明靶區(qū)劑量分布越均勻。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，采用t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩種放射方法靶區(qū)（PTV）劑量分布

見表1。兩種放射治療方法靶區(qū)（PTV）劑量分布：95%、100%處方劑量覆蓋的靶區(qū)體積兩組方法比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）;HT放射治療方法CI顯著高于3DCRT，HI顯著低于3DCRT（P<0.05），提示HT放射治療方法適形度與靶區(qū)劑量分布均勻性均優(yōu)于3DCRT。

2.2兩種方法危及器官照射劑量比較

見表2。HT照射方法對危及器官照射劑量的分布上正常肝臟組織平均照射劑量、肝臟V30（%）顯著低于3DCRT（P<0.05）;HT對雙腎的照射劑量顯著高于3DCRT（P<0.05）。

3討論

原發(fā)性肝癌的治療包括手術(shù)治療、介入治療、放射治療、靶向治療、基因治療、生物治療等，目前多采用綜合治療。手術(shù)治療主要用于早期患者，中晚期患者多失去手術(shù)治療時機(jī)，臨床上采用其他治療方法，放射治療是重要的治療方法之一。放射治療用于肝癌的治療較早，但原本放射治療因技術(shù)落后，受到肝臟及周圍正常組織耐受性的影響，放療致細(xì)胞死亡率高的限制及影響，放療在肝癌的治療中應(yīng)用受到限制。隨著放療技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)以及影像學(xué)的發(fā)展，放療技術(shù)逐漸成為肝癌患者非手術(shù)治療的重要方法。放療相對于其他治療方法不用手術(shù)，不用注入化療藥物，對身體傷害相對較小。

腫瘤放療的理想境界是只照射腫瘤而不照射腫瘤周圍的正常組織。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和腫瘤影像技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了腫瘤及其周圍正常組織和結(jié)構(gòu)上的虛擬三維重建及顯示技術(shù)。在傳統(tǒng)的放射治療中，我們所做的放射治療無法進(jìn)行有效的驗(yàn)證，不知道靶區(qū)的劑量分布是否達(dá)到預(yù)期的效果。在三維計(jì)劃系統(tǒng)中，可以在基于病人實(shí)體的虛擬圖像上通過計(jì)算得出劑量分布的真實(shí)情況，對照射效果進(jìn)行適時地評價并進(jìn)行優(yōu)化。改善放療計(jì)劃實(shí)施過程的精確性，最大程度地照射腫瘤，最好地保護(hù)腫瘤周圍的正常組織[7]。三維適形放射治療是一種高精度的放射治療[8]。它利用CT圖像重建三維的腫瘤結(jié)構(gòu)，通過在不同方向設(shè)置一系列不同的照射野，并采用與病灶形狀一致的適形擋鉛，使得高劑量區(qū)的分布形狀在三維方向（前后、左右、上下方向）上與靶區(qū)形狀一致，同時使得病灶周圍正常組織的受量降低。三維立體適形放療采用CT模擬定位，定位精度高，通過TPS重建CT圖像，實(shí)現(xiàn)三維空間顯示，腫瘤與周圍正常組織關(guān)系清楚，靶區(qū)勾畫更精確。目前三維立體適形放療廣泛應(yīng)用于臨床，在腦轉(zhuǎn)移瘤[9，10]、晚期肝內(nèi)膽管細(xì)胞癌[11]、食管鱗癌[12]、肺小細(xì)胞肺癌[13]等治療中均取得了確切的療效，并且能顯著提高患者生存治療，使患者生存獲益。

螺旋斷層放射治療（helical tomotherapy，HT）系統(tǒng)是一個將治療計(jì)劃、劑量計(jì)算、兆伏級CT掃描、定位和螺旋照射治療功能集為一體的調(diào)強(qiáng)放療系統(tǒng)。采用類似CT的模式，從360度聚焦斷層照射腫瘤，靶區(qū)適形性佳，劑量分布均勻，使正常組織及器官得到最大限度的保護(hù);具有圖像引導(dǎo)放射治療功能，每次放療前在治療機(jī)上進(jìn)行CT掃描，確認(rèn)治療體位在三維空間上與治療計(jì)劃一致后再行放療，從而保證了治療的精確性;可在每次治療后推算出腫瘤接收到的劑量，從而可以及時調(diào)整后續(xù)的治療劑量，從而保證治療劑量的準(zhǔn)確性。螺旋斷層放療是一種依托于螺旋斷層放射治療系統(tǒng)TOMO設(shè)備的癌癥放射治療方法，是當(dāng)今最先進(jìn)的腫瘤放射治療技術(shù)。螺旋斷層放療裝置集IMRT（調(diào)強(qiáng)適形放療）、IGRT（影像引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)適形放療）、DGRT（劑量引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)適形放療）于一體，其獨(dú)創(chuàng)性的設(shè)計(jì)使直線加速器與螺旋CT完美結(jié)合，突破了傳統(tǒng)加速器的諸多限制，在CT引導(dǎo)下360度聚焦斷層照射腫瘤，對惡性腫瘤患者進(jìn)行高效、精確的治療。螺旋斷層放療實(shí)現(xiàn)了腫瘤的自適應(yīng)放射治療，可應(yīng)用于全身各種腫瘤，特別是對多發(fā)病灶和緊鄰重要臟器或組織腫瘤的治療具有顯著優(yōu)勢;此項(xiàng)治療方法在充分保護(hù)正常器官的前提下，提高靶區(qū)照射劑量，降低并發(fā)癥發(fā)生率，從而提高各種腫瘤患者的治愈率[14，15]。HT照射精準(zhǔn)，特殊設(shè)計(jì)，具有高度精度，成像精度高達(dá)±0.1 mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)加速器;其獨(dú)有的扇形束（Fan Beam）兆伏級CT的影像質(zhì)量也明顯優(yōu)于常規(guī)加速器的錐形束（Cone Beam）千伏級CT影像質(zhì)量;同時該影像系統(tǒng)具有劑量計(jì)算和驗(yàn)證功能，保證患者每次治療時，治療計(jì)劃在位置和劑量上的雙重高精度[16]。療效顯著，多個病灶，一次完成。螺旋斷層放療系統(tǒng)是復(fù)雜和疑難腫瘤病例的克星。它通過多子野的螺旋斷層照射方式，實(shí)現(xiàn)一次照射多個腫瘤病灶，降低因?yàn)橛?jì)劃復(fù)雜而帶來的正常組織受到反復(fù)照射的風(fēng)險，同時由于螺旋照射的獨(dú)特設(shè)計(jì)使螺旋斷層放療系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)超長范圍的調(diào)強(qiáng)照射野（60 cm×160 cm），而且無需考慮相鄰野的銜接問題。多子野形成的高精度也使重要器官的保護(hù)成為可能，應(yīng)用廣泛，多種腫瘤均可選擇，例如乳腺癌[17]、鼻咽癌[18]、非小細(xì)胞肺癌[19]等均取得了較好的效果。

對放療方法的評價包括靶區(qū)放射劑量以及周圍正常組織及器官劑量兩方面。處方劑量集中在靶區(qū)，而對周圍正常組織以及器官的放射劑量盡量少為宜。在本次研究中，靶區(qū)劑量分析顯示，95%、100%處方劑量覆蓋的靶區(qū)體積兩組方法比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示兩種照射方法均能達(dá)到較好的靶區(qū)處方劑量，達(dá)到較好的治療效果。但是HT方法CI以及HI要優(yōu)于3DCRT。對周圍危及器官進(jìn)行分析，包括胃、脊柱、雙腎以及正常肝組織，結(jié)果顯示，兩種方法對危及器官平均照射劑量均符合北美放射治療協(xié)作組制定的標(biāo)準(zhǔn)。對兩種方法進(jìn)行比較，結(jié)果顯示HT照射方法對危及器官照射劑量的分布上正常肝臟組織平均照射劑量、肝臟V30（%）顯著低于3DCRT（P<0.05）;HT對雙腎的照射劑量顯著高于3DCRT（P<0.05），與相關(guān)文獻(xiàn)[20]的研究界限相似。這提示對周圍危及器官照射劑量分布上，兩種方法各有優(yōu)勢，因此在臨床工作中，應(yīng)根據(jù)患者具體情況，結(jié)合經(jīng)濟(jì)條件，選擇相應(yīng)的放療方法。本研究通過勾畫靶區(qū)，設(shè)定照射劑量，模擬照射的方法比較了兩種方法的靶區(qū)照射劑量分布以及危及器官劑量分布，并未對比兩種照射方法的近期及遠(yuǎn)期臨床療效，對患者生活質(zhì)量的改善，期待在今后的研究中能收集資料進(jìn)行分析。

綜上所述，螺旋斷層放射與三維適形放射治療原發(fā)性肝癌對PTV劑量分布沒有顯著差異，但是HT放射治療的適形度與靶區(qū)照射劑量的均勻性要優(yōu)于3DCRT。對危及器官照射劑量分布顯示，兩者在胃組織以及脊髓組織的照射劑量沒有顯著差異，HT在正常肝組織的平均照射劑量要低于3DCRT，但是對雙腎的照射劑量要高于3DCRT。

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（收稿日期：2019-10-29）