陳文娟 江楠 倪曉雷 柏朋剛 陳開強(qiáng)

宮頸癌是最常見的婦科惡性腫瘤，發(fā)病率居我國(guó)女性生殖系統(tǒng)腫瘤首位，治療手段為手術(shù)、放療及化療多種方式聯(lián)合的綜合治療。目前對(duì)宮頸癌的治療已達(dá)成共識(shí)，局部晚期宮頸癌的標(biāo)準(zhǔn)治療模式是外照射+近距離腔內(nèi)放療［1-2］。調(diào)強(qiáng)放療（intensity-modulated radiation therapy，IMRT）能提高宮頸癌放療靶區(qū)適形度，減少周圍器官放射劑量，提高腫瘤局部控制率，減少胃腸道、泌尿系統(tǒng)毒性，提高患者生活質(zhì)量［3］。在放療過程中隨著宮頸腫瘤不斷退縮，腫瘤體積及空間位置均可能發(fā)生顯著變化，因此，臨床醫(yī)師需及時(shí)監(jiān)測(cè)，以減少治療中因腫瘤退縮而導(dǎo)致周圍危及器官受照射體積增加。圖像引導(dǎo)下放射治療技術(shù)（image-guided radiation therapy，IGRT）的應(yīng)用可對(duì)研究以上器官的變化提供幫助及支持［4-5］。本研究采用IGRT，于放療劑 量 達(dá) 9 Gy/5f、18 Gy/10f、27 Gy/15f、36 Gy/20f 及48.6 Gy/27f時(shí)行錐形束CT（CBCT）掃描，采集每周CBCT圖像，與原始治療計(jì)劃CT圖像配準(zhǔn)，分別在CT和CBCT圖像中勾畫大體腫瘤體積（gross tumor volume，GTV）及膀胱、直腸、乙狀結(jié)腸與小腸等危及器官，利用劑量體積直方圖（DVH）分析靶區(qū)與直腸、膀胱等危及器官的體積變化，并采用體積差異法和DICE相似度法評(píng)價(jià)其空間位置的變化，為提高該病放療效果提供參考。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取2015年1月至2015年6月于我院進(jìn)行圖像引導(dǎo)下調(diào)強(qiáng)放療的宮頸癌初診患者16例，均經(jīng)病理學(xué)檢查確診，按國(guó)際婦產(chǎn)科聯(lián)盟（FIGO）標(biāo)準(zhǔn)分期：Ⅱb期9例，Ⅲa期1例，Ⅲb期6例。年齡41～58歲，中位年齡51歲，本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核同意，患者均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 治療方法

1.2.1 CT模擬機(jī)定位掃描 患者取仰臥位，真空墊固定，荷蘭飛利浦公司生產(chǎn)的X線電子計(jì)算機(jī)斷層掃描裝置16排螺旋80 cm大孔徑放療專用CT模擬機(jī)增強(qiáng)掃描。自第10胸椎上緣掃描至坐骨結(jié)節(jié)下2～3 cm水平；掃描參數(shù)：電壓120 kv，電流150 mA。掃描層厚5 mm，層距5 mm。命名為CT0f，通過局域網(wǎng)將CT0f圖像傳輸至OTP醫(yī)師工作站。

1.2.2 靶區(qū)勾畫 根據(jù)婦科體檢結(jié)果，結(jié)合MR增強(qiáng)掃描圖像，參照融合圖像CT/MR0f勾畫靶區(qū)。按ICRU第50號(hào)及第62號(hào)報(bào)告，勾畫包括原發(fā)腫瘤大體腫瘤體積（gross target volume-primary，GTV-T）和局部轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)大體腫瘤體積（gross target volume-nodes，GTV-N）在內(nèi)的大體腫瘤體積（gross tumor volume，GTV）；臨床靶體積（clinical target volume，CTV）包括宮頸原發(fā)腫瘤體積、宮體、宮旁、陰道以及盆腔淋巴引流區(qū)（閉孔、髂內(nèi)、髂外、髂總及骶前）；CTV具體勾畫為上界在腹主動(dòng)脈分叉處，下界在閉孔下緣，以實(shí)體腫瘤或子宮體、子宮頸或淋巴結(jié)為標(biāo)準(zhǔn)或淋巴結(jié)的層面以髂總、髂內(nèi)外動(dòng)脈為標(biāo)準(zhǔn)，旁開7～10 mm作為前后及左右側(cè)界。如腹膜后有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，放射野延伸到T12上緣。盆腔轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)（GTV-N1）及CTV根據(jù)擺位誤差以及自身移動(dòng)形成各自的GTV-N1-P和CTV-P；危及器官（organs at risk，OAR）包括直腸、膀胱、小腸、乙狀結(jié)腸、股骨頭及骨髓等，其中膀胱、直腸、小腸均按實(shí)質(zhì)器官勾畫，小腸上界勾畫至照射范圍上2 cm，并包括乙狀結(jié)腸。

1.2.3 處方劑量 采用6 MV X線、7野調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)設(shè)計(jì)計(jì)劃，處方劑量：臨床靶區(qū)48.6 Gy/27f，盆腔淋巴結(jié)59.4 Gy/27 f，每周5次。外照射36 Gy/20f后，開始Ir-192腔內(nèi)近距離放療，HR-CTV（或A點(diǎn)）7 Gy每周1次，計(jì)劃總劑量28 Gy/4次，共4周。根據(jù)腫瘤消退情況，適當(dāng)調(diào)整照射劑量。

1.2.4 CBCT掃描與配準(zhǔn) 于放療前、放療劑量達(dá)9Gy/5f、18 Gy/10f、27 Gy/15f、36 Gy/20f及 48.6 Gy/27f時(shí)行CBCT掃描。在Pinnacle計(jì)劃系統(tǒng)采用交互信息法進(jìn)行CT對(duì)CBCT圖像配準(zhǔn)，分別在CT和CBCT圖像中勾畫靶區(qū)和危及器官，同時(shí)顯示在CT圖像上，比較分析數(shù)據(jù)。

1.3 分析方法

在治療計(jì)劃系統(tǒng)中分別計(jì)算靶區(qū)及危及器官的體積，按照以下公式計(jì)算體積變化率（volume change20、27），該法即體積差異法。式中V0f為放療前的體積，Vif分別為放療 5 f、10 f、15 f、20 f及 27 f時(shí)的體積，公式定義為放療至第i次時(shí)體積與放療前體積差值的絕對(duì)值除以放療前體積?！鱒的值越大表明放療至第i次時(shí)體積與放療前體積相差越大。

空間位置相似度指數(shù)（dice similarity coefficient，DSC）計(jì)算公式27）。式中 V0f為放療前的體積，Vif分別為治療 5 f、10 f、15 f、20 f、27 f時(shí)的體積，V0f∩Vif為放療至第 i次時(shí)與放療前兩者體積的重疊部分，V0f+Vif為兩者體積之和。DSC值越小，表明放療前后靶區(qū)空間位置變化越大，當(dāng)治療前后靶區(qū)空間位置未發(fā)生任何變化時(shí)DSC=1，當(dāng)兩組靶區(qū)完全沒有空間上重疊時(shí)DSC=0。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 16.0軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，治療中靶區(qū)體積變化、體積變化率與DICE參數(shù)比較采用單因素方差分析（One-way ANOVA），若整體差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，進(jìn)一步使用Dunnett檢驗(yàn)進(jìn)行多個(gè)樣本間的多重比較；靶區(qū)及危及器官體積變化率與DICE位置相似度的相關(guān)分析采用Spearman相關(guān)分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 危及器官的體積變化

放療過程中各危及器官體積變化較明顯，其中放療0～27分次，膀胱、直腸、乙狀結(jié)腸、小腸體積分別為88.48～195.49 cm3、40.41～42.93 cm3、792.85～907.86 cm3、38.49～49.05 cm3，見表1。從圖1中可看出，膀胱體積變化最大，0～27分次膀胱體積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=4.182，P=0.002），直腸、乙狀結(jié)腸、小腸體積差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 危及器官不同放射治療次數(shù)的體積［（x±s），cm3］

圖1 危及器官不同放射治療次數(shù)的體積

2.2 危及器官的體積變化率

危及器官的體積變化率由大至小依次為膀胱（53.71%）、乙狀結(jié)腸（51.34%）、直腸（31.19%）、小腸（16.30%），膀胱變化最明顯，直腸隨著充盈及排空等變化波動(dòng)較大，小腸變化最穩(wěn)定。膀胱、直腸、乙狀結(jié)腸及小腸不同放射治療次數(shù)體積變化率差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表2、圖 2。

表2 危及器官不同放射治療次數(shù)的體積變化率［（x±s），%］

圖2 危及器官不同放射治療次數(shù)的體積變化率

2.3 危及器官DICE參數(shù)變化

膀胱、直腸、乙狀結(jié)腸及小腸的空間位置相似度DSC及變化趨勢(shì)見表3、圖3，其中乙狀結(jié)腸DSC變化最小，平均為0.44；其次為膀胱，DSC為0.56；直腸DSC為0.66，小腸DSC為0.86。膀胱、直腸、乙狀結(jié)腸及小腸DSC在放療至第5分次分別與10、15、20、27分次組間比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表3 危及器官不同放射治療次數(shù)的DSC（x±s）

圖3 危及器官不同放射治療次數(shù)的DSC

2.4 靶區(qū)及危及器官體積變化率與靶區(qū)DSC的相關(guān)性

相關(guān)分析顯示，膀胱體積變化率分別與宮頸靶區(qū)（GTV-T）、子宮宮體（CTV-T）的DSC呈負(fù)相關(guān)（r=-0.301，-0.442；P＜0.05）。直腸體積變化率亦與 GTV-T、CTV-T的 DSC 呈負(fù)相關(guān)（r=-0.406，-0.308；P＜0.05）。

3 討論

宮頸癌形態(tài)多為不規(guī)則偏心生長(zhǎng)，放療過程中腫瘤會(huì)發(fā)生不規(guī)則皺縮，導(dǎo)致周圍組織器官移位，同時(shí)胃腸道蠕動(dòng)及膀胱、直腸等不同充盈狀態(tài)均可導(dǎo)致靶區(qū)移位，引起解剖空間位置移動(dòng)。放療全程均需有高度的重復(fù)性，然而，由于腫瘤體積縮小、患者體重下降或正常器官位置、大小變化等原因，可產(chǎn)生劑量學(xué)分布改變。與腫瘤靶區(qū)一樣，宮頸癌放療過程中危及器官的體積與空間位置也有可能發(fā)生較大變化［6］。同步放化療是局部晚期宮頸癌的標(biāo)準(zhǔn)治療手段，宮頸腫瘤鄰近直腸、膀胱等重要器官，隨著治療進(jìn)程會(huì)出現(xiàn)腫瘤明顯退縮現(xiàn)象，從而引起子宮活動(dòng)度增加，導(dǎo)致腫瘤靶區(qū)空間位置明顯變化。本研究采用DICE相似度法和體積差異法研究宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療中靶區(qū)及危及器官在體積及空間位置上的變化，以期提高放療效果。

膀胱、直腸等體積與位置變化及其對(duì)靶區(qū)的影響是宮頸癌放療中關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。研究表明膀胱體積改變會(huì)引起CTV改變，而穩(wěn)定的膀胱體積與位置或可減少CTV位置變化，因此，在治療過程中采用CBCT圖像監(jiān)測(cè)膀胱、直腸充盈等變化，及時(shí)修正治療計(jì)劃非常必要［7］。本研究每周經(jīng)CBCT檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)危及器官體積、體積變化率以及空間位置隨放療進(jìn)程均明顯變化，危及器官體積變化率由大至小依次為膀胱、乙狀結(jié)腸、直腸、小腸，提示放療過程中應(yīng)監(jiān)測(cè)膀胱變化變情，保持其穩(wěn)定性。膀胱充盈雖是最理想的膀胱狀態(tài)，但王瑜等［8］研究表明，盡管排空的膀胱亦會(huì)增加小腸及膀胱的受照劑量及體積，但排空的膀胱有利于保證靶區(qū)的穩(wěn)定性。Gandhi等［9］認(rèn)為每次治療期間通過液體定量充盈膀胱可降低周圍正常器官對(duì)靶區(qū)移動(dòng)的影響，但長(zhǎng)期留置尿管會(huì)增加泌尿系感染風(fēng)險(xiǎn)，在臨床工作中較難實(shí)現(xiàn)。本研究觀察到危及器官中乙狀結(jié)腸及直腸的DICE參數(shù)較小，隨放療進(jìn)行各器官變化較明顯，說明放療中乙狀結(jié)腸、直腸的重疊部分最少，直腸的空間位置變異較大。有研究亦指出宮頸癌放療前保持直腸同一狀態(tài)的重要性以及必要性，進(jìn)一步說明宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療中排空直腸以及重復(fù)計(jì)劃的重要性［10］。本研究進(jìn)一步分析危及器官體積變化率與靶區(qū)DSC之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)膀胱、直腸體積變化率與宮頸靶區(qū)、子宮體的DSC均呈負(fù)相關(guān)，提示膀胱、直腸體積的變化可能影響靶區(qū)、子宮體的空間位置。

綜上，本研究表明，在不考慮擺位誤差的影響下，宮頸癌靶區(qū)及危及器官體積與空間位置均有明顯改變，可能影響調(diào)強(qiáng)放療的劑量分布，且體積變化率越大，空間位置變化越明顯。但本研究例數(shù)較少，修正計(jì)劃最佳時(shí)機(jī)以及靶區(qū)及危及器官之間的內(nèi)在相關(guān)性尚待進(jìn)一步研究。

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