洪 潮 陳小丹 張懷文 胡海芹

宮頸癌是女性生殖系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，術后放射治療是廣泛應用的輔助治療方法。國內(nèi)外大量研究顯示同期放化療可顯著提高宮頸癌患者的總生存率及局控率［1-2］。傳統(tǒng)兩野對穿照射技術和三維適形放療技術使得盆腔內(nèi)的膀胱和部分小腸都會受到高劑量的照射，而調(diào)強放療在提高靶區(qū)的適形度的同時，可有效降低周圍正常組織的受照劑量，能更好地保護周圍正常組織［3］。但普通固定野調(diào)強技術存在治療時間較長、低劑量體積較大等缺點。RapidArc容積旋轉調(diào)強治療是美國瓦里安公司近年來研發(fā)的一種新調(diào)強方式，它利用單弧或多弧，通過優(yōu)化機架旋轉的角度，同時調(diào)整多葉光柵MLC的形狀以及輸出劑量率，對靶區(qū)進行強度調(diào)制，在大多數(shù)腫瘤中體現(xiàn)出靶區(qū)劑量均勻和高適形度、更好保護危及器官以及縮短治療時間優(yōu)點［4-5］。本研究在Pinnacle39.6放療計劃系統(tǒng)分別設計3種常用的調(diào)強方法，通過使用劑量體積直方圖來比較RapidArc及IMRT 2種放療技術在宮頸癌術后放療的劑量學差異，評估不同調(diào)強放療技術的優(yōu)缺點，尋找對宮頸癌術后患者更加合理的放療方式。現(xiàn)將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

隨機選取2015年2月至2015年7月間在我科接受術后調(diào)強放射治療的宮頸癌患者10例作為研究對象?；颊吣挲g40～70歲，中位年齡55歲。手術方式均為廣泛全子宮、雙附件切除術及盆腔淋巴結清掃術;術后無腫瘤殘留。無放療禁忌證，大、小便情況基本正常。

1.2 方法

1.2.1 體位固定和CT掃描 患者均采用仰臥位，熱塑體膜固定，在自由呼吸狀態(tài)下應用德國西門子公司Somatom Definition AS CT模擬機行放療前定位，掃描范圍為腰1椎體上緣至坐骨結節(jié)下3～5 cm，掃描層厚取5 mm。掃描結束后將CT模擬定位圖像資料通過瓦里安Aria局域網(wǎng)傳輸?shù)絇innacle39.6三維放射計劃系統(tǒng)工作站。

1.2.2 靶區(qū)和危及器官勾畫 將傳入3DTPS的宮頸癌術后患者的CT模擬定位圖像進行三維重建。為避免人為誤差，所有患者靶區(qū)及危及器官均由同一位專業(yè)放療醫(yī)師在Philips Pinnacle39.6三維放療計劃系統(tǒng)的醫(yī)生工作站根據(jù)ICRU第50、62號報告勾畫放射治療靶區(qū)。臨床靶體積包括陰道上段1/2及殘端、陰道旁軟組織和盆腔淋巴引流區(qū)域，范圍為上界達4～5腰椎間、下界達閉孔下緣水平。CTV在前后方向外放0.6～0.8 cm、其余外放0.8～1.0 cm 得到計劃靶體積。危及器官組織包括膀胱、直腸、小腸、兩側股骨頭等。

1.3 放療計劃的設計

由專業(yè)放射物理師在Philips Pinnacle39.6三維放療計劃系統(tǒng)的物理師工作站根據(jù)放療醫(yī)師確認后的靶區(qū)設計照射。針對每位患者分別設計3種不同的放療計劃。2種調(diào)強設野方法的機架角度分別為:①固定野5 野靜態(tài)調(diào)強計劃的機架角度為 0°、72°、144°、216°、288°，床角和小機頭角度均為0度;②固定野7野靜態(tài)調(diào)強計劃的機架角度為 0°、51°、103°、154°、206°、257°、309°，床角和小機頭角度均為 0 度;③RapidArc計劃均設置為共面雙弧，旋轉角度為逆時針從179°～181°，然后再順時針181°～179°，其床角設置為0°，小機頭角度順時針方向為 10°，逆時針方向為350°。所有計劃均采用6MV光子線進行計劃設計。處方劑量為 50 Gy，2 Gy/次，1 次/天，5 次/周，共 25次。規(guī)定靶區(qū)處方劑量是指95%的PTV所接受的最低吸收劑量，PTV接受＞110%處方劑量的體積應＜5%，危及器官耐受劑量的限定要求:膀胱:V50＜50%;小腸:V40＜50%;股骨頭 Dmax≤52 Gy，V50 ＜5%;其余正常組織受量越低越好。

1.4 放療計劃的評價指標

將處方劑量歸一到95%的PTV體積，利用劑量體積直方圖對3種計劃的靶區(qū)和危及器官分別進行分析和評價。(1)計劃靶區(qū)PTV的評價指標:①靶區(qū)平均劑量Dmean;②均勻性指數(shù)(HI)［6］為最大劑量與處方劑量的比值，其計算公式為:，其中 D5%、D95%，形度指數(shù)(CI)［7］計算公式為Vt，ref為95%的處方劑量所覆蓋的計劃靶體積，Vt為總的計劃靶體積，Vref為95%的劑量所覆蓋的所有體積，CI值為0～1，CI值越接近1，表示適形度越好。(2)危及器官評價指標:小腸 V30、V40、V50、Dmean;膀胱 V30、V40、V50、Dmean;左、右股骨頭 V30、V40、V50、Dmean、Dmax;正常組織V5、V10、V20、V30、Dmean。

1.5 統(tǒng)計學方法

本研究采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件建立數(shù)據(jù)庫，并對計劃所得數(shù)據(jù)進行錄入和分析。定量資料采用均數(shù)±標準差()表示。3種治療方法間的差別采用非參數(shù)秩和檢驗進行分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 靶區(qū)劑量分布、CI、HI比較

3種調(diào)強技術靶區(qū)劑量分布、CI、HI見表1。3種計劃均能較好滿足95%等劑量曲線對PTV的劑量覆蓋。就PTV的平均劑量Dmean而言，RapidArc技術顯著低于普通IMRT技術，差異具有統(tǒng)計學意義。且RapidArc技術的靶區(qū)均勻性指數(shù)HI要優(yōu)于IMRT技術，差異具有統(tǒng)計學意義。但在適形指數(shù)CI上，RapidArc技術雖在數(shù)值上略好于IMRT技術，但差異無統(tǒng)計學意義。分別表示5%、95%體積的靶區(qū)所接受照射的最低劑量，其值越大表明PTV內(nèi)部劑量分布越不均勻。③適

表1 靶區(qū)PTV劑量分布比較()

表1 靶區(qū)PTV劑量分布比較()

分組 CI HI Dmean /Gy RapidArc 0.93 ±0.01 1.03 ±0.01 51.81 ±0.20 7F IMRT 0.91 ±0.02 1.07 ±0.01 52.45 ±0.20 5F IMRT 0.88 ±0.01 1.07 ±0.01 52.38 ±0.14 χ25.2 7.90 7.60 P值 ＞0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.2 3種調(diào)強技術危及器官劑量體積的比較

2.2.1 膀胱劑量體積的比較 3種調(diào)強技術方法的膀胱受照劑量及體積如表2所示。RapidArc計劃方法的膀胱平均劑量、V40、V30等低劑量的受照體積均顯著優(yōu)于兩種IMRT技術，但在高劑量區(qū)域V50IMRT技術則略好于RapidArc技術，差異具有統(tǒng)計學意義。而7野IMRT技術膀胱的平均劑量、V40、V30在數(shù)值上略好于5野IMRT技術，在數(shù)值上5野IMRT技術略好于7野IMRT技術，但差異均不具備統(tǒng)計學意義。

表2 膀胱劑量體積比較()

表2 膀胱劑量體積比較()

分組 Dmean/Gy V50/% V40/% V30 73.77 ±7.24 7F IMRT 42.50 ±2.09 35.15 ±10.87 61.58 ±8.77 83.39 ±4.35 5F IMRT 43.15 ±2.17 34.04 ±9.32 63.84 ±8.54 87.72 ±6.74 χ2/%RapidArc 41.58 ±2.31 42.79 ±11.36 59.06 ±8.45 9.58 8.40 6.40 8.40 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.2.2 小腸劑量體積的比較 3種調(diào)強技術方法小腸受照劑量及體積參數(shù)見表3。小腸的平均劑量、V40、V30，RapidArc技術方法要顯著優(yōu)于兩種IMRT技術，具有統(tǒng)計學意義。7野 IMRT技術小腸的平均劑量、V40、V30在數(shù)值上略好于5野 IMRT技術。RapidArc技術方法在小腸的高劑量照射區(qū)域V50上略好于IMRT技術，但差異無統(tǒng)計學意義。

表3 小腸劑量體積比較()

表3 小腸劑量體積比較()

分組 Dmean/Gy V50/% V40/% V30 48.29 ±11.05 7F IMRT 32.65 ±4.52 12.18 ±11.10 30.12 ±10.23 58.77 ±13.31 5F IMRT 33.39 ±4.21 12.45 ±10.78 33.48 ±10.29 66.59 ±10.48 χ2/%RapidArc 30.58 ±4.03 11.84 ±11.09 24.04 ±9.67 8.40 5.20 10.00 10.00 P值 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.2.3 左側股骨頭劑量體積的比較 3種調(diào)強技術左側股骨頭劑量體積參數(shù)如表4所示。左側股骨頭的平均劑量 Dmean、V50、V40、V30，最大劑量 Dmax，RapidArc技術要好于兩種IMRT技術，差異具有統(tǒng)計學意義。7野 IMRT技術左側股骨頭的平均劑量、V50、V40、V30，最大劑量，略好于5野IMRT技術。

表4 左側股骨頭劑量體積比較()

表4 左側股骨頭劑量體積比較()

分組 Dmean/Gy V50/% V40/% V30/%11 ±9.50 48.67 ±2.80 7F IMRT 29.99 ±2.53 0.12 ±0.15 9.05 ±7.67 43.43 ±13.73 49.65 ±2.11 5F IMRT 31.44 ±2.30 0.83 ±1.06 10.98 ±7.88 50.39 ±18.70 51.21 ±2.41 χ2 Dmax/Gy RapidArc 28.68 ±1.69 0.02 ±0.03 4.07 ±3.02 32.10.00 6.00 10.00 10.00 10.00 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.2.4 右側股骨頭劑量體積的比較 3種調(diào)強技術的右側股骨頭劑量體積如表5所示。右側股骨頭的平均劑量、V50、V40、V30，最大劑量，RapidArc 技術顯著優(yōu)于IMRT技術，差異具有統(tǒng)計學意義。7野IMRT技術右側股骨頭的平均劑量、V50、V40、V30，最大劑量，略好于5野IMRT技術。

表5 右側股骨頭劑量體積比較()

表5 右側股骨頭劑量體積比較()

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2.2.5 正常組織的比較 3種調(diào)強技術其余正常組織劑量體積參數(shù)如表6所示，RapidArc技術正常組織的V20、V30的受照體積顯著低于IMRT技術，差異具有統(tǒng)計學意義。平均劑量RapidArc技術在數(shù)值上略好于IMRT技術，但無統(tǒng)計學意義。5野IMRT技術的V5數(shù)值上略低于7野IMRT技術和RapidArc技術，無統(tǒng)計學意義;V10低于7野IMRT技術和RapidArc技術，差異具有統(tǒng)計學意義。

表6 正常組織劑量體積的比較()

表6 正常組織劑量體積的比較()

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2.2.6 機器跳數(shù)和治療時間 3種調(diào)強技術機器跳數(shù)和治療時間見表7。RapidArc技術的機器跳數(shù)較固定野IMRT技術少，因此患者接受治療時間更短。

表7 機器跳數(shù)和治療時間()

表7 機器跳數(shù)和治療時間()

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3 討論

宮頸癌術后靶區(qū)勾畫形狀以凹形為主，同時根據(jù)其盆腔淋巴結轉移的規(guī)律和特點，放療范圍通常還需要包括腹腔淋巴結。而盆腔淋巴結放療可引起盆腔正常組織較大的早晚期放射損傷。傳統(tǒng)的四野箱式照射野放置方式雖可以保證靶區(qū)照射劑量，但是卻無法使直腸膀胱等正常組織得到良好保護。國內(nèi)外大量研究顯示［8-10］，固定野IMRT調(diào)強放射治療技術與三維適形放療計劃相比可以明顯降低危及器官的不良反應，并能夠顯著提高腫瘤局部控制率及生存率。但IMRT技術在臨床應用中存在治療時間長致使腫瘤相對生物效應降低，且機器跳數(shù)增加子野間漏射增多導致接受低劑量照射的正常組織體積變大，相應增加了二次致癌的風險。如何在提高腫瘤靶區(qū)局部控制率的同時進一步減輕正常危及器官組織放射性損傷是亟待解決的問題［11］。

本研究對宮頸癌術后放療常用的RapidArc與IMRT兩種放療技術的劑量學優(yōu)勢進行了比較。研究發(fā)現(xiàn)5野和7野IMRT技術和RapidArc技術相比:靶區(qū)接受的平均劑量、適形度指數(shù)、均勻性指數(shù)、小腸和膀胱的劑量分布等方面無明顯差異。左、右股骨頭7野IMRT技術略好于5野IMRT技術。說明3種不同射野照射治療計劃在靶區(qū)劑量方面可以達到相同的效果。發(fā)生放射損傷反應的因素與照射劑量和被照射的正常組織或器官的體積相關，減少直腸和膀胱的受照射體積是降低急性放射反應和晚期并發(fā)癥的關鍵。RapidArc技術與IMRT技術相比，IMRT技術在低劑量分布V5、V10略優(yōu)于RapidArc技術，但在高劑量分布RapidArc技術要明顯好于IMRT技術。IMRT技術由于治療時間較長，在患者治療過程中可能因體位變化而產(chǎn)生誤差。RapidArc技術較IMRT技術提高了靶區(qū)適形度和均勻性，改善了靶區(qū)的平均劑量;RapidArc技術機架旋轉過程中連續(xù)出束、劑量率射野形狀同時可變從而進一步減少治療時間和MU數(shù)，降低了患者治療中因體位變化可能產(chǎn)生的誤差。RapidArc由于MU數(shù)明顯減少，進一步降低了機頭散射線數(shù)量，理論上可大幅降低2次致癌概率［12-14］。

總之，宮頸癌患者術后放療采用RapidArc技術可獲得等同或優(yōu)于固定野IMRT計劃的劑量分布，在提高靶區(qū)適形度、靶區(qū)均勻性的同時進一步降低危及器官的受量;且由于降低加速器MU數(shù)量，因此將明顯縮短患者治療時間。

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