不同子野數量的靜態調強治療中晚期宮頸癌的劑量學比較

朱均強，班衛華，王洪乾，蘇煜，林海超

（1.玉林市紅十字會醫院腫瘤放療科，廣西 玉林 537000；2. 百色市人民醫院腫瘤放療科，廣西 百色 533000；3. 玉林市紅十字會醫院婦科一區，廣西 玉林 537000）

0 引言

宮頸癌的發病率和死亡率較高，中晚期宮頸癌推薦使用以放療為主的綜合治療[1-2]。中晚期宮頸癌靶區復雜，危及器官較多，調強放射治療（Intensity Modulated Radiotherapy, IMRT）技術通過控制多葉光柵（Multi-leaf Collimator，MLC）的位置及駐留時間改善靶區劑量分布，降低危及器官和正常組織受量，在宮頸癌治療中逐漸被廣泛應用[3-4]。靜態調強技術（Static intensity-modulated radiotherapy, sIMRT）是調強技術的一種方式，按照射野要求的強度分布或設定的子野數量進行分級，利用MLC 形成的多個子野進行分布照射，它的實現方式為MLC 先運動至設定位置，停止運動后出束投照，然后MLC 再運動至下一個子野，繼續照射，可以減少MLC 的磨損，降低機器故障發生率。靜態調強在保持調強優勢的同時，可以縮短治療時間，簡化驗證[5-6]。本文采用Pinnacle3 9.10計劃系統，采用5 野固定野調強技術，比較子野數量為25，35和50 的靜態調強技術治療中晚期宮頸癌時的劑量學優缺點，為臨床應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 病例選擇及一般資料

回顧性選取我院2017 年10 月至2019 年3 月收治的50例中晚期宮頸癌患者，年齡38～68 歲，中位年齡52 歲。所有患者經兩名副高級及以上婦科醫師檢查，其中Ⅱb 期17 例，Ⅲa 期15 例，Ⅲb 期18 例。所有患者KPS＞70，均自愿接受盆腔外照射治療聯合后裝放療。

1.2 患者定位及靶區勾畫

患者仰臥，雙腿自然伸直，采集CT 圖像前膀胱適度充盈，雙手互握肘關節并置于前額，采用體膜固定。用美國通用電氣公司的Discovery CT 模擬定位機掃描，層厚5mm。臨床靶區體積（Clinic target volume, CTV）包括原發腫瘤區域及髂外、髂內、髂總、閉孔、骶前淋巴結等區域及其周圍組織[5]。主管醫生在CT 影像上勾畫原發腫瘤（Gross target volume, GTV）和CTV，考慮身體器官運動和擺位誤差后，將CTV 在各個方向外擴5mm 形成計劃靶區PTV（Planning target volume, PTV）。由兩位有經驗的主治醫師及以上級別的醫師共同確認，以減小靶區不確定度。同時勾畫股骨頭、馬尾、膀胱、直腸和小腸等危及器官。

1.3 計劃設計

采用Pinnacle3 9.10 計劃系統，以機架180°為起始角度等分圓周布5 野，治療床和準直器角度均為0°，選取6MV X線等中心照射，靶區處方劑量為50Gy，共25 次，每次2Gy，劑量率為400MU/min，要求計劃靶區95%的體積達到處方劑量，采用直接機器參數（DMPO）算法。危及器官限量為：脊髓最大劑量Dmax＜40Gy，脊髓外放的保護區最大劑量Dmax＜42Gy，股骨頭V50＜5%，小腸受照劑量V50＜10%，膀胱和直腸受照劑量V50＜50%。通過逆向優化設計放療計劃，設置最小子野跳數為4，最小子野面積為4 cm2，允許鉛門運動，設置子野數量分別為25（P25），35（P35）和50（P50）。為保證計劃質量，確認25個子野的靜態調強計劃符合臨床要求之后再設計35 和50 個子野的放療計劃。所有的計劃均由同一名經驗豐富的物理師設計和兩名臨床醫生審核。在美國Varian 公司的IX 型加速器上治療。

1.4 計劃評價

通過劑量- 體積直方圖（Dose volume histogram, DVH）比較三種計劃PTV 的最小劑量Dmin、最大劑量Dmax、平均劑 量Dmean，V＜46.5Gy（PTV 內＜93% 處 方 劑 量（46.5Gy）的 體積 百 分 比）、靶 區 均 勻 指 數[7]（Homogeneity Index, HI）和適形指數(Conformity Index, CI)，危及器官（膀胱、小腸和直腸）的受照劑量體積V40（40Gy 劑量照射的體積）和V50，劑量最大值Dmax和平均劑量Dmean。通過傳輸參數，統計各組機器跳數MUs，各組的治療時間（該時間為病人擺位后開始治療到加速器出束完后的時間，不包含擺位時間）用公式T=6.4S+12.3F+0.3M+0.17G 計算，其中T 為治療時間（單位為s），S 為總子野數量，F 為射野數量，M 為機器跳數，G 為機架旋轉的總角度[8]。

HI 表示如下[7]：

其中，VRef表示100%處方劑量包含的體積，VT-Ref表示計劃靶區內100%處方劑量包含的體積，VT表示計劃靶區體積。CI 值為0～1，該值越接近1 表示靶區適形度越好。

1.5 統計學方法

應用SPSS 22 軟件完成統計分析。定量數據經正態分布驗證，結果以±s 描述，組間均值差異進行單因素方差分析，兩兩多重比較采用LSD-t 法，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 計劃靶區劑量分布

對于三組放療計劃，計劃靶區的Dmin、Dmean、Dmax、V＜46.5Gy、HI 和CI 的均值差異均有統計學意義（P＜0.01），詳見表1。從表中可以看出，P50組的Dmin較高，Dmax和Dmean較低，HI 值較小，說明計劃靶區劑量分布較均勻，CI 值較大，說明靶區適形度較好。隨著子野數目減少，HI 值變大，CI 值變小，表明靶區適形度變差，劑量分布變得不均勻。

表1 三種計劃PTV 內劑量分布參數、均勻指數和適形指數

2.2 危及器官受照劑量及體積

雖然有些數據差異沒有統計學意義，但是P25組的膀胱、直 腸 和 小 腸 的V40、V50、Dmax和Dmean均 值 較P35和P50兩 組高，P35組比P50組均值略大，有些數值比較接近。方差分析結果表明，膀胱的V50、Dmax和Dmean，小腸的Dmax和Dmean，直腸的V40、V50、Dmax和Dmean差異均有統計學意義（P＜0.05）；其他數據差異沒有統計學意義（P＞0.05）。對于膀胱、小腸和直腸，P25組的V50比P50組的均值大9.08%、16.13%和13.46%，Dmax比P50組的均值大1.80Gy、1.42Gy 和1.62Gy，詳見表2。左股骨頭和右股骨頭的V50均值皆小于2%，脊髓Dmax均小于42Gy。

2.3 機器跳數和治療時間

隨著子野數量增加，機器跳數減少，治療時間增加。P25、P35和P50組 的 機 器 跳 數 分 別 為（775.24±53.29）、 （725.68±60.92）和（704.16±80.83），差 異 有 統 計 學 意義（F=8.474，P＜0.001）；治療時間分別為（513.57±15.60）s、（562.70±25.67）s 和（652.24±24.25）s，差異有統計學意義（F=350.347，P＜0.001）。

3 討論

中晚期宮頸癌主要采取以放療為主的放化療聯合近距離治療，盆腔外照射是其中的重要環節。常規放療往往局部靶區劑量不足，三維適形靶區覆蓋較好，但是直腸、膀胱和小腸等受到較大體積的照射。調強放療技術可改善劑量分布，提高宮頸癌患者無進展生存期，改善患者生活質量[9]。呂銀等[10]研究認為宮頸癌放療過程中應當優化外照射技術和近距離治療技術，降低膀胱、小腸和直腸的最大劑量及照射體積，以降低尿道反應和腸道反應[11]。曾華驅等[12]研究顯示5 野和7野對宮頸癌靜態調強放療計劃影響不大，以180°為起始角度的等分圓周的5 野計劃比0°為起始角度的計劃好。本研究采用以180°為起始角度的等分圓周的5 野進行計劃設計，探討子野數量對中晚期宮頸癌靜態調強計劃劑量學的影響。

影響靜態調強計劃質量的子野因素有子野數量、最小子野面積、最小子野跳數等[13-14]。子野數量過少，最小子野面積過大，最小子野跳數過大等會使治療計劃靶區均勻度和適形度變差，冷熱區域較大，并造成危及器官受量增加[8,13]。王琳婧等[15]使用Pinnacle3 計劃系統比較了7 野49、35 和21個子野的宮頸癌靜態調強計劃，發現子野數量對PTV 的D95和Dmean影響有顯著差異；子野數為49 的計劃的直腸V50和Dmean、膀胱V50 比35 個和21 個子野數的計劃低（P＜0.05）。林 濤 等[8]使 用Pinnacle3 計 劃 系 統 比 較 了15、25、30、40 和60 個子野的宮頸癌術后計劃，發現子野數量對PTV 的Dmax、Dmin、HI、CI 和直腸的V50影響差異有統計學意義。朱均強[7]使用Eclipse 計劃系統比較了強度等級為5，7 和10 的宮頸癌靜態調強計劃，發現PTV 的Dmax、Dmean、HI、CI 的差異有統計學意義；膀胱、小腸和直腸的Dmax及直腸的V50差異有統計學意義。本研究中V＜46.5Gy反映PTV 中低劑量體積，隨著子野數量增加，該體積百分比減小。本研究結果表明，子野數量增加，計劃靶區的均勻性和適形度較好，計劃靶區的各項參數的均值均有統計學意義，同時，膀胱、小腸和直腸的Dmax和高劑量體積減小。

表2 三種計劃危及器官受照劑量及體積分數

影響治療效率的主要因素有射野數量、子野數量和機器跳數等[8]。林濤等[8]發現，子野數量增加，總機器跳數增加，治療時間延長。但本研究結果顯示，隨著子野數量增加，總機器跳數有所減小，治療時間延長。使用動態調強技術[16]或者旋轉調強技術可改善劑量分布并提高治療效率。

對于宮頸癌術后患者，25 個子野的靜態調強計劃即可獲得較好的劑量分布和執行效率。但是中晚期宮頸癌患者計劃靶區較大，放療時可以綜合考慮靶區劑量分布、危及器官受量和治療效率等因素選擇合適的子野數量,優先選取35 個子野的靜態調強計劃。