容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)與調(diào)強(qiáng)放療在宮頸癌放療中的應(yīng)用及劑量學(xué)、安全性研究

常娟娟,李太平,康婉英,張 飛,王光明

(阜陽(yáng)市腫瘤醫(yī)院放療科,安徽 阜陽(yáng) 236000)

盆腔腫瘤是婦科常見(jiàn)的腫瘤之一,患者多有疼痛、排便困難、下肢水腫等臨床癥狀[1-2]。宮頸癌是盆腔腫瘤中常見(jiàn)的惡性腫瘤,2015年我國(guó)因?qū)m頸癌死亡的病例達(dá)3.05萬(wàn)例,如未治療控制,患者在5年內(nèi)生存率低于13%,且手術(shù)治療后有復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),目前常在手術(shù)后予以放療[3]。通過(guò)放射線可消滅或根治局部腫瘤的原發(fā)灶或轉(zhuǎn)移灶,但放療仍會(huì)對(duì)靶區(qū)正常組織器官產(chǎn)生放射損傷,如腸炎、腸道損傷、排尿功能障礙等[4]。因?qū)ε枨徊课荒[瘤解剖因素(皮膚松弛、膀胱和直腸充盈程度)和固定方法的限制,包括宮頸癌在內(nèi)的盆腔腫瘤放療位點(diǎn)精確性要求更高[5]。為了提高放療位點(diǎn)精確度、增加腫瘤部位的控制率、降低放療不良反應(yīng)率,放療方法不斷升級(jí)優(yōu)化,如調(diào)強(qiáng)放療可顯著降低小腸、膀胱和直腸等器官的受照劑量[6]。21世紀(jì)以來(lái),容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療(Volumetric modulated arc therapy,VMAT)與調(diào)強(qiáng)放療(Intensity modulated radiation therapy,IMRT)在臨床上廣泛應(yīng)用到宮頸癌根治術(shù)后放療中,兩者均能根據(jù)靶區(qū)三維形狀進(jìn)行針對(duì)性放射治療[7]。為了優(yōu)化患者放療方案、提高臨床治療精確度,本研究對(duì)比并分析VMAT與IMRT在宮頸癌根治術(shù)后放療中的應(yīng)用及劑量學(xué)、安全性差異,現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019年1月至2022年12月于本院治療宮頸癌根治術(shù)后的患者60例,病例納入標(biāo)準(zhǔn):①年齡≥18歲;②均行廣泛全子宮、雙附件切除和盆腔淋巴結(jié)清掃術(shù),無(wú)腫瘤殘留;③患者及其家屬均同意參與本次研究。排除標(biāo)準(zhǔn):①合并其他惡性腫瘤者;精神疾病患者,或有智力或認(rèn)知障礙者;②進(jìn)行過(guò)放療治療者。根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法將患者分為VMAT組和IMRT組,VMAT組30例,年齡35～70歲,平均(49.76±11.53)歲,體重指數(shù)(22.35±1.00)kg/m2,腫瘤大小(3.45±0.62)cm;Ⅰ期16例,Ⅱ期8例,Ⅲ期2例,Ⅳ期4例;無(wú)宮旁浸潤(rùn)24例,有宮旁浸潤(rùn)6例。IMRT組30例,年齡36～70歲,平均(49.18±11.53)歲;體重指數(shù)(21.62±1.18)kg/m2,腫瘤大小(3.53±0.79)cm;Ⅰ期15例,Ⅱ期9例,Ⅲ期1例,Ⅳ期5例;無(wú)宮旁浸潤(rùn)25例,有宮旁浸潤(rùn)5例。兩組患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),本研究通過(guò)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 放療方法

1.2.1 CT模擬定位:CT掃描前患者需將腸胃排空,保持空腹、膀胱充盈的狀態(tài),并在定位前1～1.5 h內(nèi)口服腸道對(duì)比劑(20%泛影葡胺20 ml+800～1000 ml清水),CT掃描時(shí)呈仰臥位,雙手抱肘置于額頭處,使用熱塑膜固定體位,參考三維激光燈標(biāo)志與治療床的相應(yīng)位置,使用Philips Briliance CT Big Bore掃描定位,掃描層間距5 mm,從腰3椎體上緣到坐骨結(jié)節(jié)下2 cm進(jìn)行掃描,定位CT圖像傳至 Eclipse放療計(jì)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

1.2.2 靶區(qū)勾畫(huà):參照國(guó)際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)62號(hào)報(bào)告中勾畫(huà)靶區(qū)的標(biāo)準(zhǔn),由同一專業(yè)放療醫(yī)師在Eclipse放療計(jì)劃系統(tǒng)上對(duì)患者靶區(qū)及危及器官進(jìn)行勾畫(huà),區(qū)域包括臨床靶區(qū)包括陰道殘端、陰道旁軟組織、盆腔淋巴引流區(qū)域和計(jì)劃靶區(qū),并在三維水平各方向上均勻外擴(kuò)5～10 mm,獲得計(jì)劃靶區(qū)體積;另外勾畫(huà)危及器官包括骨盆、直腸、膀胱等。

1.2.3 放療實(shí)施:對(duì)照組予以IMRT治療:采用6 MV X射線,機(jī)架角度為0°、52°、105°、157°、208°、260°、310°,全程在Eclipse放療計(jì)劃系統(tǒng)完成。觀察組予以VMAT治療:采用6 MV X射線,VMAT設(shè)置為共面雙弧,旋轉(zhuǎn)角度為逆時(shí)針從179°～181°,然后再順時(shí)針181°～179°,小機(jī)頭角度為10°和350°,床角為0°,全程在Eclipse放療計(jì)劃系統(tǒng)完成。

1.2.4 處方劑量及危及器官限量:處方劑量95%計(jì)劃腫瘤靶區(qū)(PTV) 50 Gy/25次(2 Gy/次)。危及器官耐受劑量的限定要求:骨盆接受40 Gy照射體積占總體積的百分比V40<40%,直腸V40<50%,膀胱V40<50%。

1.3 觀察指標(biāo) ①劑量驗(yàn)證評(píng)估:跟蹤并記錄所有計(jì)劃的機(jī)器總跳數(shù)和治療時(shí)間,同時(shí)使用三維劑量驗(yàn)證設(shè)備對(duì)所有計(jì)劃進(jìn)行劑量驗(yàn)證,包括3%/3 mm和4%/4 mm γ通過(guò)率。②靶區(qū)劑量比較:比較兩種放療計(jì)劃靶區(qū)的適形指數(shù)(CI)和均勻性指數(shù)(HI),CI=Vtret/Vt×Vtret/Vret,其中Vtret 為95%等劑量線面包繞的靶區(qū)體積,Vret為95%等劑量線面包繞的所有區(qū)域的體積,Vt為靶區(qū)體積。CI取值在0～1,越接近1說(shuō)明靶區(qū)適形度越好。HI=D5/D95,其中D5和D95分別為5%和95%靶區(qū)體積所受到的照射劑量,HI越接近1,靶區(qū)劑量分布越均勻。③危及器官劑量:比較直腸、膀胱、骨盆10、20、30、40、50 Gy的受照體積V10、V20、V30、V40以及V50。④不良反應(yīng):根據(jù)腫瘤放射治療協(xié)作組放射不良反應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),比較兩組患者治療過(guò)程中胃腸道、膀胱及骨髓的不良反應(yīng)發(fā)生率。⑤療效及預(yù)后:放療結(jié)束后3周結(jié)合CT及MRI結(jié)果評(píng)估療效,參考實(shí)體瘤療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[8]評(píng)價(jià)近期療效,并分為完全緩解、部分緩解、病情穩(wěn)定、無(wú)疾病進(jìn)展;同時(shí)采用電話、門診復(fù)查方式保持隨訪,統(tǒng)計(jì)盆腔內(nèi)復(fù)發(fā)、盆腔外轉(zhuǎn)移及死亡情況。

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者劑量驗(yàn)證評(píng)估結(jié)果對(duì)比 VMAT組在總跳數(shù)多于IMRT組的情況下,其治療時(shí)間短于IMRT組,通過(guò)Delta驗(yàn)證,VMAT組患者的3%/3 mm和4%/4 mm γ通過(guò)率低于IMRT組(P<0.05),見(jiàn)表1。

表1 兩組患者劑量驗(yàn)證評(píng)估結(jié)果對(duì)比

2.2 兩組患者靶區(qū)劑量對(duì)比 VMAT計(jì)劃的CI記錄與IMRT比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),但與IMRT相比,VMAT的HI更接近于1,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表2。

表2 兩組患者靶區(qū)劑量對(duì)比

2.3 兩組患者危及器官比較 VMAT組直腸的V30、V40、V50低于IMRT組,VMAT組骨盆、膀胱的V20、V30、V40明顯低于IMRT組(均P<0.05),見(jiàn)表3～5。

表3 兩組患者骨盆劑量參數(shù)對(duì)比(%)

表4 兩組患者直腸劑量參數(shù)對(duì)比(%)

表5 兩組患者膀胱劑量參數(shù)對(duì)比(%)

2.4 兩組患者放療后不良反應(yīng)發(fā)生情況對(duì)比 VMAT組和IMRT組發(fā)生胃腸道反應(yīng)患者分別有9例(30.00%)、14例(46.67%),VMAT組和IMRT組發(fā)生膀胱反應(yīng)的患者分別有3例(10.00%)、5例(16.67%),兩組比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(均P>0.05),見(jiàn)表6。

表6 兩組患者放療后不良反應(yīng)發(fā)生情況對(duì)比[例(%)]

2.5 兩組患者療效及隨訪對(duì)比 VMAT組中完全緩解、部分緩解、病情穩(wěn)定分別為18、11、1例,無(wú)疾病進(jìn)展病例;IMRT組分別為16、12、2例,無(wú)疾病進(jìn)展病例,兩組療效經(jīng)秩和檢驗(yàn)分析無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(Z=0.495,P>0.05)。隨訪截至2023年6月,VMAT組和IMRT組中盆腔內(nèi)復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移分別有1例(3.33%)、2例(6.67%),兩組比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(χ2=0.351,P>0.05)。

3 討 論

宮頸癌術(shù)后放療可顯著提高治療效果,降低復(fù)發(fā)率[9]。因?qū)m頸癌術(shù)后放療時(shí),放療靶區(qū)為凹形結(jié)構(gòu),易出現(xiàn)腸管下移、腸粘連等,造成危及器官的現(xiàn)象。為了避免治療靶區(qū)周圍的小腸、膀胱等臟器受影響,提高放療靶區(qū)精度、減少周圍臟器放療劑量、確保放療安全性對(duì)治療效果及患者身體健康尤為重要[10]。現(xiàn)今放射治療經(jīng)過(guò)常規(guī)放療、適形放療、調(diào)強(qiáng)放療的演變,可根據(jù)放療部位、入射范圍、劑量分布范圍等不同選擇不同的放療方式[11]。VMAT是調(diào)強(qiáng)方式的新技術(shù)之一,其使用過(guò)程中,可在機(jī)架360°旋轉(zhuǎn)過(guò)程中連續(xù)出束,研究[12]表明,VMAT可在縮短治療時(shí)間的同時(shí),獲得較高的腫瘤放療增益比。目前,調(diào)強(qiáng)放療作為一項(xiàng)成熟的放療技術(shù),是婦科手術(shù)后放療的首選手段。王瑋等[13]臨床研究發(fā)現(xiàn)VMAT可獲得更好CI,在減少機(jī)器跳數(shù)的前提下,顯著縮短治療時(shí)間,并且可以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)劑量的傳輸,從而保護(hù)危及器官。另外,VMAT是IMRT計(jì)劃的延伸,其可通過(guò)優(yōu)化機(jī)架旋轉(zhuǎn)角度、調(diào)整多葉光柵的性狀等,達(dá)到更加均勻和高度適形的劑量要求,提高設(shè)備使用效率,且節(jié)約了治療時(shí)間[14-15]。計(jì)劃控制點(diǎn)數(shù)量與治療時(shí)間、治療效率緊密相關(guān),一般的計(jì)劃控制點(diǎn)越多,治療時(shí)間越長(zhǎng)、治療效率降低[16-17]。

本研究以宮頸癌術(shù)后放療患者為對(duì)象進(jìn)一步觀察VMAT與IMRT的差異發(fā)現(xiàn),VMAT在計(jì)劃控制點(diǎn)多于IMRT的情況下,其治療時(shí)間短于IMRT。通過(guò)Delta驗(yàn)證,VMAT組患者的3%/3 mm和4%/4 mm γ通過(guò)率低于IMRT組。說(shuō)明VMAT治療效率高于IMRT,這是因?yàn)閂MAT技術(shù)可以全動(dòng)態(tài)出束,在任何方向上根據(jù)腫瘤形狀的復(fù)雜程度給予不同劑量率、強(qiáng)度的射線,其可通過(guò)優(yōu)化機(jī)架旋轉(zhuǎn)角度、調(diào)整多葉光柵的性狀等,達(dá)到更加均勻和高度適形的劑量要求,提高設(shè)備使用效率,且節(jié)約了治療時(shí)間,而IMRT技術(shù)只能在固定方向上給予射線,所以VMAT可以更好地給予劑量補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)更優(yōu)效率[18-19]。許新明等[20]研究發(fā)現(xiàn)相比于IMRT,VMAT計(jì)劃用于宮頸癌根治術(shù)后患者具有更佳的靶區(qū)HI和CI,實(shí)際劑量更貼近于處方劑量。本研究發(fā)現(xiàn),VMAT計(jì)劃的CI記錄與IMRT無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,但與IMRT相比,VMAT的HI更接近于1,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。說(shuō)明對(duì)于宮頸癌根治術(shù)后放療患者,VMAT計(jì)劃劑量分布的均勻性優(yōu)于IMRT計(jì)劃,可以很好地滿足臨床需求,這與國(guó)內(nèi)外的研究相類似[21]。兩種放療計(jì)劃均滿足所有危及器官的限量要求。VMAT組直腸的V30、V40、V50低于IMRT組,VMAT組對(duì)骨盆、膀胱的V20、V30、V40明顯低于IMRT組,說(shuō)明VMAT在保護(hù)直腸、膀胱上有明顯優(yōu)勢(shì),這與JODDA等[22]的研究結(jié)果相近。這是因?yàn)閂MAT射線可以更好地做到局部控制,可形成高度適形的放療計(jì)劃,并通過(guò)調(diào)整機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度、投射劑量率和多葉準(zhǔn)直器,降低對(duì)危機(jī)器官的傷害[23-25]。宮頸癌根治術(shù)后放療過(guò)程中,患者常在腸道、膀胱處有不良反應(yīng),本研究發(fā)現(xiàn)VMAT組和IMRT組發(fā)生胃腸道反應(yīng)患者分別有9例(30%)、14例(46.67%);VMAT組和IMRT組發(fā)生膀胱反應(yīng)的患者分別有3例(10%)、5例(16.67%),兩組發(fā)生率比較未見(jiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,可能是本研究樣本量較少所致。兩組療效及隨訪期內(nèi)復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移情況對(duì)比均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,證實(shí)兩者對(duì)宮頸癌根治術(shù)后放療療效及預(yù)后的影響不大,但由于本研究多數(shù)患者仍在隨訪中,兩者對(duì)患者預(yù)后的遠(yuǎn)期影響有待后期隨訪結(jié)束后補(bǔ)充論證。

綜上所述,在宮頸癌根治術(shù)后放療采用VMAT及IMRT療效及預(yù)后相當(dāng),但VMAT的計(jì)劃控制點(diǎn)比IMRT更多,且治療時(shí)間縮短,有利于提高患者治療舒適度,并且能有效保護(hù)盆骨、直腸和膀胱,有助于提升放療安全性。