膀胱体积的变化对前列腺癌三维适形放疗剂量学影响的研究

苏善宁，曾自力

膀胱体积的变化对前列腺癌三维适形放疗剂量学影响的研究

苏善宁，曾自力

目的：探索前列腺癌三维适形放疗（three dimensional conformal radiotherapy，3DCRT）患者膀胱充盈与否导致的体积改变对患者肿瘤靶区的几何中心位移、肿瘤靶区及正常组织体积和肿瘤靶区及正常组织受照射剂量的影响，为前列腺癌临床3DCRT提供参考依据。方法：13例病理证实的原发性前列腺癌患者分别于膀胱充分充盈及充分排空状态下行3DCRT扫描。在治疗计划系统（treatment planning system，TPS）中，勾画膀胱充分充盈扫描图像的肿瘤靶区和周围正常组织，勾画膀胱充分排空扫描图像的肿瘤靶区和周围正常组织，并进行比较。结果：膀胱充分充盈与充分排空状态相比，肿瘤靶区几何中心在X、Y、Z方向的移位分别为（0．26±0．22）、（0．39±0．31）和（0．16±0．17）cm。患者临床靶区体积（clinical target volume，CTV））、计划靶区体积（planning target volume，PTV）、直肠及股骨头平均体积及受照射剂量，在膀胱充分充盈及充分排空状态下皆没有明显变化（P值＞0．05）。膀胱充盈时，膀胱的平均体积是排空时的512．52%，小肠的平均体积是排空时的68．09%，膀胱的平均受照射剂量是排空时的35．34%，小肠的平均受照射剂量是排空时的15．17%，其差异均有统计学意义（P值均＜0．05）。结论：前列腺癌3DCRT中，膀胱体积的改变对肿瘤靶区中心位移影响较大，与排空状态相比，膀胱充盈能减少膀胱及小肠的受照射体积和受照射剂量。

前列腺癌；放射疗法；三维适形；膀胱充盈；排空；剂量学

0 引言

前列腺癌是欧美最常见的男性恶性肿瘤，在我国其发病率有上升趋势[1]。好发于老年，40岁后发病率缓慢增加[2]。由于前列腺癌患者多为老年人，常因各种合并症或确诊时病情进展而不适宜手术，因此放射治疗已成为主要的治疗方法之一[3]。放疗中照射剂量与疾病的控制密切相关，因此提高前列腺癌靶区的照射剂量、降低周围正常组织毒副反应是目前临床研究的重点[4]。本文利用三维适形放疗（three dime-nsional conformal radiotherapy，3DCRT）治疗计划系统，探索膀胱充盈与否对前列腺癌3DCRT肿瘤靶区几何中心位移、肿瘤靶区及正常组织体积和肿瘤靶区及正常组织受照射剂量的影响，为前列腺癌3DCRT提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 一般资料

选取临床穿刺细胞学证实的原发性前列腺癌患者，病理诊断为腺癌，无严重并发症，入选的13例患者，年龄51～79岁，中位年龄61岁。根据肿瘤国际分期标准（tumor nodel metastasis，TNM）（2002年）分为T1期5例、T2期6例、T3期2例，行3DCRT。

1.2 患者的体位固定及CT定位扫描

患者CT定位前1 h，排空膀胱后，间隔30 min分次饮900 mL左右的水+20 mL泛影葡胺，每次450 mL左右。嘱患者仰卧于腹部平架上，头自然放置，双手上举抱肘置额前，用热塑成型体膜固定下腹部。用激光灯校正体位，使患者体中轴与床长轴一致，利用激光灯标记定位中心，在体膜上描记3个“十”字，并用3个铅点贴在3个“十”字的中心。同一体位下，患者保持平静呼吸状态，行CT增强扫描，扫描层厚2．5mm。

1.3 患者靶区的确定

将CT扫描信息通过网络传入美国瓦里安公司Eclipse DX治疗计划系统，由患者主管医生勾画靶区，根据国际辐射单位和计量委员会（ICRU）的ICRU 50（1993）号报告、ICRU 62（1999）号报告[5]，肿瘤靶区体积（gross tumor volume，GTV）指肿瘤的临床灶，为一般的诊断手段能够诊断出的、可见的、具有一定形状和大小的恶性病变的范围，包括转移的淋巴结和其他转移的病变。由于前列腺癌CT上未见肿瘤病灶，因此无GTV。临床靶区体积（clinical target volume，CTV）包括整个前列腺及其包膜。对于中危或高危患者（T3期以及部分T2期患者），CTV还需包括精囊。对于淋巴结转移可能性＞15%，或者T2c～T4期并且Gleason评分≥6的局限期前列腺癌患者，CTV可以考虑包括盆腔淋巴引流区。前列腺和精囊，将CTV向直肠方向外放7 mm，其他方向外放10 mm为计划靶区体积（planning target volume，PTV）。盆腔淋巴引流区，将CTV外放，头脚方向为10 mm，前后左右7～10 mm为PTV。直肠包括直肠壁和直肠容积，勾画从直乙交界至坐骨结节水平的直肠体积。膀胱包括膀胱壁及其容积，勾画为CT扫描所见膀胱范围。股骨头为CT扫描所见股骨范围。小肠勾画范围为PTV和PTV以上5层小肠体积，包括小肠壁及其容积。

1.4 膀胱充盈与排空患者肿瘤靶区几何中心移位的变化

设前列腺癌3DCRT患者身体左右方向为X，前后方向为Y，头脚方向为Z。利用治疗计划系统（treatment planning system，TPS）得到患者膀胱充分充盈CTV的中心坐标（X1，Y1，Z1）、膀胱排空CTV的中心坐标（X2，Y2，Z2），进行比较得到肿瘤靶区几何中心在X、Y、Z方向移位的平均值。

1.5 膀胱充盈与排空患者肿瘤靶区及正常组织体积、受照射剂量的比较

在TPS中采用15 MV X线模拟，为每个病例的膀胱充盈与排空2种状态设计2套治疗计划，均采用6个等角共面野等中心照射，前后、左右共6野均分360°，即射野角度分别为240、300、0、60、120、180°[6]。处方剂量皆为70 Gy（处方剂量是指95%的PTV所受到的最低剂量），每次2 Gy，共35次。利用TPS的剂量-体积直方图（dose volume histogram，DVH）、剂量-体积直方表、剂量分布等相关工具研究分析肿瘤靶区CTV、PTV，正常组织膀胱、直肠、小肠及股骨头体积，受照射剂量的变化。

1.6 统计方法

采用SPSS13．0统计软件包进行统计学分析，计量资料以±s表示，应用配对t检验比较各项指标，以P＜0．05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 膀胱充盈与排空患者肿瘤靶区几何中心移位的变化

肿瘤靶区几何中心在前列腺癌3DCRT患者身体左右方向X、前后方向Y、头脚方向Z位移幅度的平均值及范围，膀胱充盈与排空2种状态扫描图像中心坐标相比，X方向为（0．26±0．22）cm，范围0．00～0．60 cm；Y方向为（0．39±0．31）cm，范围0．30～1．20 cm；Z方向为（0．16±0．17）cm，范围0．00～0．50 cm。

2.2 膀胱充盈与排空患者肿瘤靶区及正常组织体积的比较

膀胱充盈与排空2种状态下，前列腺癌3DCRT患者肿瘤靶区CTV、PTV、直肠和股骨头平均体积相比，没有明显变化，它们的差异无统计学意义（P＞0．05）；膀胱充盈时的平均体积是排空时的512．52%，膀胱充盈时小肠的平均体积是排空时的68．09%，其差异都有统计学意义（P＜0．05），见表1。

表1 膀胱充盈与排空患者肿瘤靶区及正常组织体积的比较（±s）mL

表1 膀胱充盈与排空患者肿瘤靶区及正常组织体积的比较（±s）mL

膀胱状态 CTV PTV 膀胱体积 直肠体积 小肠体积 股骨头体积充盈 30．677±2．728 84．333±5．608 342．533±33．577 61．667±13．017 77．167±27．426 123．667±10．171排空 31．667±2．906 86．667±4．978 66．833±7．812 59．333±12．129 113．333±20．276 126．333±11．289 t值 -1．732 -3．500 10．611 1．606 -4．928 -2．219 P值 -0．225 -0．073 -0．009 0．250 -0．039 -0．157

2.3 膀胱充盈与排空患者肿瘤靶区及正常组织受照射剂量的比较

膀胱充盈与排空2种状态下，前列腺癌3DCRT患者肿瘤靶区CTV、PTV、直肠和股骨头受照射剂量相比，没有明显变化，它们的差异无统计学意义（P＞0.05）；膀胱充盈时膀胱的平均受照射剂量是排空时的35.34%，小肠的平均受照射剂量是排空时的15.17%，其差异都有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 膀胱充盈与排空患者肿瘤靶区及正常组织受照射剂量的比较（±s）Gy

表2 膀胱充盈与排空患者肿瘤靶区及正常组织受照射剂量的比较（±s）Gy

膀胱状态 受照射剂量CTV PTV 膀胱 直肠 小肠 股骨头充盈 73.383±0.685 72.540±0.508 15.007±1.160 34.667±5.571 0.537±0.080 21.033±2.338排空 73.020±0.300 72.050±0.507 42.467±1.387 32.040±6.316 3.540±0.788 21.700±3.147 t值 0.945 3.229 -116.456 3.522 -4.238 -0.822 P值 0.444 0.084 ---0.000 0.072 -0.008 -0.497

3 讨论

勾画PTV时接受折中方案是由于危及器官（organ at risk，OAR）的存在。这种器官是辐射敏感的、临近PTV的正常组织，它可显著地影响治疗计划和（或）所施与的吸收剂量水平。OAR可分为串行器官（如脊髓）、并行器官（如肺）和串并行器官（如心脏中冠状动脉是串行、心肌是并行）3个大类，它直接影响到耐受剂量。像对CTV一样，ICRU 62（1999）号报告对OAR也强调如下因素：勾画其边界时，必须考虑器官的运动、形状和（或）大小的变化、摆位等的不确定性，这就引入了计划危及器官区（planning risk volume，PRV）的概念。PRV对OAR的含义与PTV对CTV的含义类同。ICRU 83（2010）号报告[7]认为，前列腺癌直肠、膀胱、小肠及股骨的PRV就是OAR。同时认为放疗医师不能仅仅依靠DVH，而应仔细审查逐层的（或三维）剂量分布，以确保PTV可被充分照射，并指出PTV和CTV的剂量均应报告，比较二者可以评估扩边对于保持CTV足够剂量的能力。

前列腺位置的不确定性包括内在和外在2种，前者包括呼吸、膀胱和直肠的充盈程度以及内部器官的自主运动等的影响，后者主要是摆位过程中的误差和体位的影响以及勾画靶区的不精确性等。膀胱是一个体积变化较大的囊性器官，位于盆腔中央，邻近脏器是小肠、前列腺、直肠等，其充盈、排空时能引起膀胱本身及相邻脏器位置的移动[8-11]。前列腺癌3DCRT患者膀胱充盈与排空2种状态扫描图像肿瘤靶区中心坐标位移结果说明膀胱体积的变化对前列腺位置的影响较大，这与Zelefsky M J[8]的研究结果相同。但前列腺和股骨头都是实性结构器官，膀胱体积的变化对靶区和股骨头体积影响不大，同时在患者仰卧状态下直肠体积回缩，膀胱体积的变化对直肠体积的影响也有限[12]。从结果可知，膀胱充分充盈时的平均体积是排空时的512.52%，膀胱体积明显增加，膀胱充盈时小肠的平均体积是膀胱排空时的68.09%，其差异都有统计学意义（P＜0.05）。膀胱充分充盈时，将小肠向上挤压，使小肠上移；膀胱排空时，其缩回的空间被小肠填补。结果显示，膀胱充分充盈时，膀胱的平均受照射剂量是排空时的35.34%，小肠的平均受照射剂量是排空时的15.17%，其差异都有统计学意义（P＜0.05）。因此，膀胱充盈时能较好地保护膀胱本身及小肠。然而，患者膀胱充盈体积因人因时差异较大[13]，增加了前列腺、膀胱和小肠位置移动的不确定性，同时也增加了其受照射体积和剂量的不确定性。若无较好的膀胱充盈控制方法，较难控制每次治疗时膀胱充盈体积的一致性。每位患者3DCRT前1 h如能像CT定位前1 h一样，排空膀胱后间隔30 min分次饮900 mL左右的水+20 mL泛影葡胺，每次450 mL左右，可能会较好地控制膀胱充盈体积。

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（收稿：2013-11-01 修回：2014-02-07）

Impacts of variation of bladder volume upon dose distribution of prostate cancer in 3D conformal radiotherapy

SU Shan-ning1,ZENG Zi-li2
（1．Department of Radiotherapy,Yulin Red Cross Hospital,Yulin 537000,Guangxi Autonomous Region,China; 2．Department of Oncology,Liutie Central Hospital,Liuzhou 545007,Guangxi Autonomous Region,China）

ObjectiveTo study how the variation of bladder volume impacts on the displacement of gross target volume center,the gross target volume,the normal tissue volume,the irradiated dose of gross target volume and normal tissue volume in 3-demension conformal radiotherapy (3DCRT),and to provide reference material for prostate cancer 3DCRT．MethodsTotally 13 pathologically confirmed idiopathic patients underwent computed tomography (CT)scan under two situations of bladders full and bladders empty．Making use of those CT images,the gross target volumes and surrounding normal tissues were delineate for the two situations in treatment planning system (TPS)．The results were compared．ResultsContrasting the two situations,it's found that the average movements of the gross target volume centers on X,Y and Z axes were(0．26±0．22),(0．39±0．31)and(0．16±0．17)cm respectively．However,the irradiated doses of the clinical target volume(CTV),the planning target volume(PTV),the rectum volume and the thighbone volume did not change significantly since the statistical value P＞0．05．The proportion of the average bladder volume in bladder full situation to that in bladder empty situation was 512．52%,and that of the small intestine was 68．09%．The proportion of the average irradiated dose in the first situation to that in the second situation was 35．34%,and that of the small intestine was 15．17%,and there was statistical significance for the differences with P＜0．05．ConclusionThe displacement of gross target volume changes significantly with the variation of the bladder volume in prostate cancer 3DCRT,and as contrasted with empty bladder,full bladder can reduce the irradiated volume and the irradiated dose of bladder and that of small intestine．[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（9）：81-83]

prostate cancer;radiotherapy;3D conformal;full bladder;emptying;dosimetry

R318；R445

A

1003-8868（2014）09-0081-03

10．7687/J．ISSN1003-8868．2014．09．081

苏善宁（1970—），男，主管技师，主要从事放射治疗方面的研究工作。

537000广西玉林，广西玉林市红十字会医院放疗科（苏善宁）；545007广西柳州，柳州市柳铁中心医院肿瘤科（曾自力）

曾自力，E-mail：gxzzl@sina．com