一種Eclipse系統計劃優化方法在胸腺瘤術后調強放療中的應用

張武哲 黃寶添 林 珠 彭 遜

(汕頭大學醫學院附屬腫瘤醫院放療科，廣東 汕頭 515031)

胸腺瘤為常見縱隔腫瘤，首選外科手術切除治療。放射治療主要用于術后，降低縱隔復發風險〔1〕，也可應用于各種原因無法手術的胸腺腫瘤患者。針對手術完整切除的胸腺瘤患者，單個靶區照射的劑量分布結果往往不理想，存在優化收斂誤差(OCE)，產生較多的劑量熱點和冷點〔2〕，熱點容易使神經、黏膜和骨組織等出現急性毒性反應，冷點容易局部劑量不足導致腫瘤復發〔3〕。本研究通過基底劑量補償計劃功能(BDP)補償OCE比較IMRT和BDP-IMRT兩組計劃的靶區和危及器官(OAR)之間的劑量學差異，研究進一步提高靶區劑量的可能性。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取汕頭大學醫學院附屬腫瘤醫院2016年10月至2017年4月收治的經病理診斷的10例胸腺瘤術后患者的CT數據，病理檢查均證實無完整包膜，且手術已完整切除腫瘤，其中男8例，女2例，中位年齡52(36～64)歲。

1.2靶區及OAR勾畫 根據ICRU62號報告勾畫靶區，胸腺瘤瘤床為臨床靶區(CTV)，在其三維方向上外擴5 mm形成計劃靶區(PTV)。OAR包括脊髓、脊髓計劃區、肺、心臟等，脊髓計劃區由脊髓三維方向外擴5 mm生成。

1.3固定體位及CT掃描 患者取仰臥位，以頭頸肩熱塑膜固定體位，雙手自然垂放于體外側。采用Philips CT模擬機行平掃+增強定位掃描，范圍由胸廓入口至膈肌，層厚和層間距均為3 mm。獲取的CT圖像通過DICOM 3.0傳輸到Eclipse治療計劃系統。

1.4計劃設計 運用Eclipse(Version 10.0)系統對每例患者分別制定IMRT和BDP-IMRT兩組計劃，采用TrueBeam直線加速器6 MV X射線，共面五野照射，機架角度為290°、325°、0°、35°、70°。以95% 靶區獲得100% 處方劑量進行歸一，處方劑量為50 Gy/25次。OAR劑量限值：脊髓Dmax<40 Gy，脊髓計劃區Dmax<45 Gy，肺V20≤30%、V30≤20%，心臟V30≤40%、V40≤30%；計劃設計在射野角度、處方劑量、優化條件等全部不變的情況下，分為兩組：①IMRT計劃。②BDP-IMRT計劃：復制IMRT計劃將治療分割數改為13，即26 Gy/13次，得到一個基底劑量計劃；繼續復制該基底劑量計劃，治療分割數改為12，即24 Gy/12次，利用優化程序中的base dose plan功能將基底劑量計劃引入并關聯，進而繼續優化，計算最終劑量結果后將治療分割數重置為25，即50 Gy/25次，生成BDP-IMRT計劃。劑量計算采用AAA模型，計算矩陣為0.25 cm。

1.5評估指標 ①適形度指數(CI)=(VT,ref/VT)×(VT,ref/Vref)，參考取值VT為靶體積，VT,ref為處方劑量線所包繞的靶體積，Vref為處方劑量線所包繞的體積。CI值在0～1，越靠近1說明靶區適合度越好。②劑量均勻性指數(HI)：HI=(D2-D98)/D50，D2、D98和D50分別是靶區2%高劑量區劑量和其他98%、50%區域的劑量。HI值越接近0，說明其劑量均勻性越好。③其他劑量參數：Dmean為平均劑量，Vx為器官受相應劑量照射的體積百分比，機器跳數(MU)。

1.6統計學處理 應用SPSS19.0軟件進行配對Wilcoxon符號秩檢驗。

2 結 果

2.1兩種計劃靶區劑量參數比較 與IMRT計劃相比，BDP-IMRT計劃的靶區Dmean、D2、D50、HI明顯減少，D98、CI明顯增加，差異均有統計學意義(均P<0.01)。見表1。

2.2兩種計劃OAR劑量參數和相關指標比較 兩種計劃脊髓和脊髓計劃區劑量分布相似；肺的V5 BDP-IMRT計劃較IMRT計劃低1%(P<0.05)；心臟的Dmean、V20、V30、V40 BDP-IMRT計劃較IMRT計劃分別低3.4%，3.4%，3.6%，3.4%(P<0.05)；MU:BDP-IMRT計劃較IMRT計劃增加了13%(P<0.01)。見表2。

表1 兩組計劃的靶區劑量學參數比較

與BDP-IMRT比較:1)P<0.01,2)P<0.05;下表同

表2 兩組計劃的OAR參數與MU比較

3 討 論

胸腺瘤術后放療療效明顯，可以加強局部治療效果〔4〕。已有研究結果示逆向調強治療能提高胸腺瘤術后的劑量分布和減少臨床并發癥〔5，6〕，但由于該技術受諸多因素影響，如靶區與空腔組織交界處劑量不足等，可能導致腫瘤局部控制率下降。因此，為了提高胸腺瘤術后的整體劑量分布，有必要進一步改進和完善IMRT技術。

調強是通過優化得到一個理想的通量圖，再轉換為MLC葉片運動序列進行劑量計算，獲得的實際劑量和理想通量圖存在一定的OCE。BDP是把引入的計劃作為基底計劃，進而繼續優化，由于引入的基底計劃是轉換MLC后的實際劑量，即已考慮了MLC的葉片運動序列，所以最終獲取的實際劑量能有效減少OCE，劑量分布得到明顯改善〔7〕。

本研究結果顯示，BDP-IMRT計劃較IMRT計劃提高了50%的靶區劑量均勻性，很好地解決了IMRT計劃存在的劑量熱點和冷點，劑量分布相對較差問題。BDP-IMRT計劃同時提高了9%的靶區適形度，使得高度適形的IMRT技術得到進一步的發揮與完善。

本研究中在低劑量區的保護上BDP-IMRT計劃表現出了優勢，有效地降低放射性肺炎的發生率。由于心臟毒性是后期放射損傷，而胸腺腫瘤放療后長期生存率較高，因此減少心臟耐受劑量具有重要意義〔8〕。心臟受照劑量和體積是損傷的重要因素，當V40>60%時，就有5%以上的患者損傷，如心包炎等；V30是輻射誘導心臟損傷的重要預測因素，V30>46%心包積液發生率為73%而V30<46%其發生率為13%〔9〕，本研究中兩組計劃劑量參數均遠低于以上指標，BDP-IMRT計劃較IMRT計劃保護得更好。BDP-IMRT計劃比IMRT計劃略為增加了MU，雖可能增加二次致癌的概率〔10〕，但MU值完全在可接受范圍內。

綜上所述，BDP-IMRT計劃較IMRT計劃提供了更優的靶區劑量分布，更好地保護了部分OAR，且提高了工作效率與質量。因此，BDP計劃功能技術明顯改善了靶區的劑量分布，提高了增加靶區劑量的可能性，將使得胸腺瘤術后患者從臨床療效中獲益。

4 參考文獻

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3Vineberg KA,Eisbruch A,Coselmon MM,etal.Is uniform target dose possible in IMRT plans in the head and neck〔J〕?Int J Radiat Oncol Biol Phys,2002;52(5):1159-72.

4Chen YD,Feng QF,Lu HZ,etal.Role of adjuvant radiotherapy for stageⅡ thymoma after complete tumor resection〔J〕.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2010;78(5):1400-6.

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8顧恒樂,王長祿,呂長興.胸腺腫瘤常規適形與調強放療的劑量學比較〔J〕.中國醫學物理學雜志,2010;27(1):1603-6.

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