食管癌三维适形常规分割放疗过程中肿瘤体积变化规律的临床探究与分析

谷振芳，王丽芳，陈长建，王华伟，崔巍

（济宁医学院附属医院 肿瘤科，山东 济宁272029）

食管癌是消化系统最常见的肿瘤，一般是由腺上皮或者食管鳞状上皮异常增生而引起的，其发展过程可分为上皮不典型增生、原位癌及浸润癌等阶段[1]。与其他恶性肿瘤相似，食管癌发生发展过程被认为是多基因变异、多危险因素相互作用的复杂过程，但长期不良饮食习惯或无规律生活状态可能是导致食管癌发生的元凶。绝大部分食管癌患者在中晚期才被确证，已失去了根治术的机会，因而综合采用放疗或者放化疗是这部分患者必然选择[2]。在临床应用中，笔者发现，食管癌肿瘤体积在放疗过程中发生明显变化，肿瘤体积的变化势必影响照放疗剂量及照射区域的精度[3-4]。为此笔者收集我院放射科2010年6月-2013年6月行根治性三维适形常规放射治疗的6例食管癌患者临床资料，分析三维适形常规放疗过程中肿瘤体积变化规律，为放疗技术临床应用提供技术支撑。

1 资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2010年6月-2013年6月我院放射科收治的行根治性三维适形常规放射治疗的6例食管癌患者临床资料，符合卫生部关于食管癌标准化诊治指南（2011版）中所述的诊断标准，并经CT和MRI检查证实。其中，男3例，女3例；年龄57～76岁，平均（65.2±7.4）岁，病变长度3.0～6.0 cm，平均病程（4.4±1.2）cm。病变部位：胸上段1例、胸中上段1例、胸中段2例、胸中下段1例、胸下段1例；病理类型：低分化鳞癌2例、中分化鳞癌1例、高分化鳞癌3例。淋巴结转移部位：纵隔、贲门旁及食管沟内2例、胃小弯1例和腹腔1例。

1.2 纳入标准

纳入标准：①符合卫生部关于食管癌标准化诊治指南（2011版）中所述的诊断标准，并经CT和MRI检查证实；②选择单纯采用根治性三维适形常规分割放疗的食管癌患者，排除因其他治疗手段而引起的肿瘤体积变化；③排除合并有颅内出血史或严重出血倾向、严重心肝肾功能不全或严重糖尿病史、妊娠或哺乳期妇女等患者；④患者同意参与本项目研究并签署知情同意书，且患者临床资料保留齐全。

1.3 治疗方法

所有患者平卧后采用热塑体模加以固定，利用64排CT机从环状软骨扫描至肝脏右叶下缘，勾画出包括食管病灶区和淋巴结肿大区在内的靶区（gross tumor volume，GTV）。通过剂量-体积直方图与平面二维等剂量曲线图选择最佳治疗剂量方案为60～66 Gy，中位处方剂量62 Gy，全肺V20<25%～30%，V30<18%，心脏平均剂量<30 Gy，脊髓最大剂量<45Gy。采用瑞典产医科达全数字化直线加速器进行治疗，所有患者均全部完成治疗。

1.4 观察指标及评价标准

①于放疗期间第2、4和6周以及放疗结束后2个月内采用彩色增强扫描CT机观察不同时期CT图像，通过生物图像处理软件（ImageJ），计算出肿瘤体积变化情况；②疗效评价标准依据《食管癌放射治疗后近期疗效》（万钧，1989）评价标准：显效：病灶完全消失，食管边缘及黏膜恢复正常；有效；病灶大部分消失，但食管边缘欠光滑，黏膜尚未完全恢复正常；无效：放疗结束时，大部分病灶未消失，甚至有恶化趋势，食管边缘异常粗超。总有效率=（显效数+有效数）/总例数×100。

2 结果

2.1 近期疗效

所有食管癌患者行根治性三维适形常规放射治疗均获得满意，放疗结束后依据《食管癌放射治疗后近期疗效》（万钧，1989）评价标准评价显效3例，有效2例，无效1例，显效率50.0%，总有效率83.3%。

2.2 食管癌放疗过程中体积变化

采用ROI测量法测量6例食管癌患者放疗过程中体积随时间变化情况见下图1所示。由图1可知，食管癌患者在放疗过程中（0～14周）肿瘤体积逐渐减小，横向比较可以发现，所有患者在放疗前6周变化较大，6周以后肿瘤体积变化不大；纵向比较发现，不同患者的肿瘤体积变化幅度略有差异。

本研究采用指数衰减趋势拟合公式处理图1中食管癌放疗中肿瘤体积变化，结果见图2，相关拟合常数以及半衰期见附表。由图2和附表可知，所有食管癌患者放疗中肿瘤体积变化符合指数衰减趋势模式，消退常数分别为0.2020、0.4139、0.2390、0.1516、0.1317及0.1416，对应的半衰期为35.76、24.80、27.36、43.95、49.41及47.83 d。

图1 所有食管癌患者放疗过程中体积变化情况

图2 所有食管癌患者放疗过程中体积随放疗时间变化非线性拟合

3 讨论

附表 食管癌肿瘤体积相关参数及半衰退期

食管癌是消化系统最常见的肿瘤，一般是由腺上皮或者食管鳞状上皮异常增生而引起的，其发展过程可分为上皮不典型增生、原位癌、浸润癌等阶段[1]。与其他恶性肿瘤相似，食管癌发生发展过程被认为是多基因变异、多危险因素相互作用的复杂过程，但长期不良饮食习惯或无规律生活状态可能是导致食管癌发生的元凶。绝大部分食管癌患者在中晚期才被确证，已失去了根治术的机会，因而选择综合采用放疗或者放化疗是这部分患者必然选择[3]。随着医学理论的发展，放疗技术的进步，特别是调强适形放疗和三维适形放疗技术的问世，放射治疗食管癌的临床疗效得到显著提高，术后复发率亦明显降低[5]。在临床应用中，笔者发现，食管癌肿瘤体积在放疗过程中发生明显变化，肿瘤体积的变化势必影响照放疗剂量及照射区域的精度[4]。为此借助多种分析手段研究三维适形常规放疗过程中肿瘤体积变化规律，建立肿瘤放疗的动力学模型迫在眉睫，此模型望优化肿瘤放射治疗的分次照射方案，以期达到最优化的治疗效果。

本组研究可知，6例食管癌患者在放疗过程中（0～14周）肿瘤体积逐渐减小，但放疗前6周变化较大，6周以后肿瘤体积变化不大，且所有患者肿瘤体积变化趋势基本一致。因此，可以作为本次研究的对象。CHVETSOV等[6]研究发现在对肺癌进行放疗时，肿瘤组织的体积根据这一衰减公式而变化[7]。在本研究中，使用相同的处理方法分析食管癌放疗过程中肿瘤大小的变化情况。由图2和附表可知，所有食管癌患者放疗中肿瘤体积变化符合指数衰减趋势模式，消退常数分别为0.2020、0.4139、0.2390、0.1516、0.1317及0.1416，对应的半衰期为35.76、24.80、27.36、43.95、49.41及47.83 d。进一步分析可知，患者2和患者3出现纵隔、贲门旁及食管沟内等多处转移，肿瘤细胞有较强的浸润性，死亡的肿瘤细胞消亡较快，故患者2和患者3的消退常数明显大于其余4例患者，其半衰期也明显短于其余4例患者。患者4、患者5和患者6为高分化鳞癌，肿瘤细胞的增殖慢，所以死亡的肿瘤细胞凋亡也较慢，故患者4、患者5和患者6的消退常数明显小于其余3例患者，其半衰期也明显长于其余3例患者。说明肿瘤患者不同、肿瘤病理类型不同、肿瘤部位不同所得到的肿瘤消退常数和半衰期是有差异的，即肿瘤的消退常数和半衰期与肿瘤病理类型等因素有关[7-8]。此外，笔者发现患者在放疗前六周肿瘤体积变化较大，而放疗6周后变化不大，其可能的原因是患者接受放疗后，肿瘤细胞染色质空间结构发生变化，使癌细胞产生抵抗辐射的能力，给进一步治疗带来困难，该项研究成果将有助于分析肿瘤细胞和正常细胞对放疗的反应，并对放疗过程进行观察，实时调整放疗剂量或更换放疗方式等[9]。

通过食管癌放疗体积变化的临床实验，当放疗进行到第4周时，所有病例肿瘤体积几乎缩小了一倍，为此笔者修改了放疗计划，减少了肿瘤体积的变化对放疗剂量分布的影响[10-11]，故行根治性三维适形常规放射治疗取得了较好的短期疗效（总有效率83.3%）。

通过食管癌放疗体积变化的临床实验，可减少治疗过程中肿瘤体积的变化对肿瘤放疗的影响，弥补肿瘤体积变化带来的治疗误差，从而显著提高了放疗的短期临床疗效。

[1]PETSCHEN I,PEREZ-CALATAYUD J,TORMO A,et a1.Virtual Simula-tion in radiation therapy planning.Reportof five-year experience[J].Revistade Oncologia,2000,2:213-222.

[2]肖泽芬,章众,张红志,等.用三维治疗计划系统评估食管癌常规放射治疗中肿瘤剂量的分布[J].中华放射肿瘤学杂志,2004,13(4):273-277.

[3]林崇雷.3-DCRT对食管癌调强放疗的临床分析[J].中国医药指南,2014,12(3):145-146.

[4]BAYLEY AJ,CATTON CN,HAYCOCKS T,et al.A randomized trial of supine vs.prone positioning in patients undergoing escalated dose conformal radiotherapy for prostate cancer[J].Radiother Oncol,2004,70:37-44.

[5]柯军.三维适形放疗治疗晚期食管鳞癌23例疗效分析[J].黑龙江医学,2013,37(12):1172-1174.

[6]CHEVTSOV AV,PALTA JR,NAGATA Y.Time-dependent cell disintegration kinetics in lung tumors after irradiation[J].Phys Med Biol,2008,53(9):2413-2415.

[7]卢绪菁,江振龙,张进,等.食管癌放疗体积变化的临床研究[J].中国医学物理学杂志,2012,29(4):3500-3504.

[8]卓越,栾宏辉,田桦,等.常规放疗和三维适形放疗在中晚期食道癌治疗中的作用[J].黑龙江医药科学,2013,36(6):105-106.

[9]GAO XS,QIAO XY,WU F,et al.Pathological analysis of clinical target volume margin for radiotherapy in patients with esophageal and gastroesophageal junction carcinoma[J].Int J Radiation Oncol Biol Phys,2007,67(2):389-396.

[10]宁忠华,裴红蕾,顾文栋,等.II～III期胸段食管鳞癌术后三维适形放疗的预后分析[J].肿瘤基础与临床,2013,26(6):504-508.

[11]肖泽芬,周宗攻,吕纪马,等.胸段食管癌淋巴结转移规律与术后放疗范围的探讨[J].中华放射肿瘤学杂志,2008,17(6):427-431.