鼻咽癌外照射中的劑量學研究范文

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《中國癌癥雜志》2015年第十二期

［摘要］

背景與目的：放射治療是治療鼻咽癌的首選方法。該文旨在研究簡化調強放射治療(simplifiedintensity-modulatedradiationtherapy，sIMRT)與調強放療(intensity-modulatedradiationtherapy，IMRT)技術在鼻咽癌(nasopharyngealcarcinoma，NPC)放射治療中的劑量學差異。方法：對10例NPC患者以相同處方劑量和目標條件分別設計9野IMRT和sIMRT計劃，比較兩種計劃靶區劑量分布和劑量適形指數(confmityindex，CI)與均勻性指數(homogeneityindex，HI)，不同危及器官(ganatrisk，OAR)劑量參數、機器總跳數(MU)和總子野數。結果：IMRT和sIMRT的CI、HI分別為0.647、0.057和0.633、0.071(t=2.14，P=0.062；t=-6.21，P=0.000)，sIMRT計劃的靶區均勻性略差于IMRT，但兩種治療計劃均能滿足臨床劑量學的要求。兩種計劃中各OAR劑量參數差異無統計學意義(t=-0.51~2.22，P=0.053~0.621)。sIMRT計劃的機器總跳數和總子野數均少于IMRT計劃。結論：鼻咽癌sIMRT計劃的靶區劑量覆蓋與IMRT計劃相當，均勻性略差于IMRT；危及器官受照劑量相當，但sIMRT技術可顯著減少機器總跳數和總子野數，對患者數量大的治療中心提高治療效率具有較高的優勢。

［關鍵詞］

鼻咽癌；放射療法；簡單調強放射治療；劑量學

鼻咽癌是我國最常見的惡性腫瘤之一，有研究顯示，放射治療是目前治療鼻咽癌的首選治療手段［1］。調強放療(intensity-modulatedradiationtherapy，IMRT)技術是在三維適形放療技術的基礎上發展起來的一種放療技術，它克服了三維適形技術的局限，可實現靶區處方劑量的進一步提高和危及器官受照劑量的減少。但是IMRT技術子野數目過多、面積過小必將增加治療時間和誤差。簡化調強放療(simplifiedintensity-modulatedradiationtherapy，sIMRT)是針對IMRT的上述不足而提出的一種調強簡化技術，它保留了IMRT大部分劑量學優勢［2-4］。簡化調強放療是指單射野的平均子野數目小于等于5個，子野面積大于等于10cm2，子野機器跳數大于等于10MU的調強放療技術，總子野數相對少，治療時間短，同時也能減少在一般調強放療中所帶來的小子野和低跳數照射帶來的不確定因素［5-7］。該技術已經在食管癌、直腸癌和宮頸癌等病種上廣泛應用［8-9］。本研究旨在探討sIMRT技術應用于鼻咽癌放療的可行性，并與IMRT進行比較，為臨床應用提供參考。

1資料和方法

1.1臨床資料本院10例鼻咽癌患者，男性6例，女性4例，平均年齡46.5歲。其中Ⅰ期2例，Ⅱ期5例，Ⅲ期3例。全組病理均為低分化鱗癌。

1.2影像采集所有患者仰臥位，熱塑面膜固定，采用飛利浦BigceCT掃描。

1.3靶區定義與勾畫由臨床醫生在每例患者CT圖像上勾畫鼻咽和淋巴結計劃大體腫瘤體積(planninggrosstumvolume，PGTV)、亞臨床病灶與高危淋巴引流區域的臨床靶體積1(clinicaltargetvolume-1，CTV1)以及預防照射的CTV2。將GTV外放8mm作為PGTV，CTV1外放5mm作為計劃靶體積1(planningtargetvolume-1，PTV1)，CTV2外放5mm作為PTV2，PGTV、PTV1和PTV2的處方劑量依次為66、60和54Gy。靶區以外的危及器官參考ICRU83號報告進行定義和勾畫［10］

1.4治療計劃設計10例患者計劃都采用同步加量技術，分30次同期完成治療，并對每例患者采用治療計劃系統(treatmentplanningsystem，TPS)進行逆向優化設計以下兩種計劃。各靶區與危及器官的計劃劑量約束條件如下：各PTV的V95%≥100%且V105%≤10%(Vx%為接受x%處方劑量照射的計劃靶體積的百分比)；脊髓最大劑量D1cm3(1cm3體積接受的最高劑量)<45Gy；腦干最大劑量D1cm3<54Gy；腮腺D50%(50%體積最多能接受的劑量，以下類似)<30Gy；視神經和視交叉最大劑量D1%<54Gy；晶體最大劑量D1%盡可能低。IMRT和sIMRT均采用9個360°范圍內均分機架角度的共面調強射野，其中IMRT計劃限定最大子野個數為80個，最小子野面積為5cm2，最小子野機器跳數為5MU，sIMRT計劃限定最大子野數目為40個，最小子野面積為10cm2，最小子野機器跳數為10MU。計劃設計均在飛利浦Pinnacle38.0計劃系統進行，采用瓦里安ClinaciX直線加速器的6MV光子線進行實驗，計劃設計的優化算法為直接機器參數優化(directmachineparameteroptimize，DMPO)算法。

1.5計劃評價計劃的比較是基于劑量分布和采用1cGy和1cm3的分辨率生成的劑量體積直方圖。兩種計劃的處方都歸一至96%的PGTV接受66Gy。根據ICRU83號報告，采用近似最大劑量D2%、近似最小劑量D98%和中位劑量D50%來評估靶區劑量分布，并引入適形性指數［11］(confmityindex，CI)和均勻性指數(homogeneityindex，HI)評估計劃質量。

1.6統計方法采用SPSS13.0軟件對IMRT和sIMRT的治療計劃參數進行配對t檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1靶區劑量分布圖1示例(T2N1期)了兩種計劃在橫斷面的劑量分布。10例患者IMRT和sIMRT計劃的劑量分布均能達到臨床要求。在均勻性方面，IMRT組各靶區的D2%和D98%更接近于處方劑量值，IMRT計劃的劑量均勻性略好于sIMRT；在適形性方面，在PTV1上，IMRT計劃在PTV1上的適形性略優于sIMRT，在PGTV、PTV2上，兩種計劃均勻性指數相當(表1)。

2.2OAR劑量分布IMRT和sIMRT都達到了臨床基本要求。對各OAR的保護，兩種計劃中各OAR劑量參數差異無統計學意義(t=-0.51~2.22，P=0.053~0.621，表2)。

2.3總子野數和機器跳數sIMRT計劃的總子野數顯著少于IMRT計劃的總子野數(39.6個和77.8個，t=46.94，P=0.000)，sIMRT計劃的機器跳數相對IMRT計劃的機器跳數有所減少(698.9MU和853.9MU，t=7.54，P=0.000)。由于各計劃子野機器跳數與治療時間呈正相關，sIMRT計劃的治療時間少于IMRT計劃的治療時間。

3討論

隨著計算機技術和醫學影像技術的發展，腫瘤放療進入了精確放療時代。自從Brahme等［12］提出逆向調強技術以來，隨著計算機技術和醫學影像技術的發展，IMRT已發展為一種精確的放療技術［13］。其最大特點是可達到良好靶區劑量分布，同時降低腫瘤周圍正常組織劑量，從而提高腫瘤局部控制率，降低正常組織并發癥發生率。鼻咽癌因緊鄰周圍器官或組織，IMRT已成為鼻咽癌放療的主要手段。但由于IMRT技術采用多葉光柵(multileafcollimat，MLC)形成多個子野，子野數過多，面積過小引入劑量不確定性因素［5］,機器跳數過多，放療時間較長，患者舒適度下降使不自主運動概率顯著增加，可能會導致療效下降。黃曼妮等［8］介紹了sIMRT技術用于宮頸癌放療的情況，結果顯示sIMRT既能減少治療時間，又能較好保留IMRT的優點。筆者選擇復雜的鼻咽癌病例進行IMRT與sIMRT技術的比較研究，結果顯示sIMRT在靶區內劑量均勻度上不能完全等效IMRT,但兩種治療計劃均能達到臨床要求，總體上，兩種計劃保護OAR能力相當。在總子野數上，采用sIMRT技術相對IMRT技術顯著減少了子野數目，子野數目的大幅度減少有利于縮短計劃執行時間，治療時間的減少不僅可提高科室加速器的使用效率，而且能減輕患者不舒適感，減少患者分次內位移，提高治療劑量分布精度和治療效果。從總MU數上來看，相對sIMRT計劃的子野面積，IMRT計劃的子野面積過小，導致需要更多的子野和更多的機器跳數，增加了患者治療時間，也導致患者接受較多漏射劑量的可能性增加。隨著時間的推移和經驗的積累，經IMRT治療后第二原發腫瘤的危險性越來越引起重視，研究發現，患者非靶區的漏射和散射和所用的機器跳數成正比［14］，本研究顯示sIMRT計劃的機器跳數比IMRT有所減少，因此漏射到全身的放射劑量將減少。綜上所述，相對IMRT技術，在鼻咽癌外照射中，采用sIMRT技術在滿足臨床要求的劑量分布質量的前提下，減少了總子野數，降低了機器跳數，提高了治療效率，具有性價比高的優勢。

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作者：李凱旋 王佳舟 姜睿 胡偉剛 單位：復旦大學附屬腫瘤醫院放射治療科 復旦大學上海醫學院腫瘤學系