头颈部肿瘤容积调强计划与多野动态调强计划的剂量学比较

穆鑫 刘金 姜海荣 全吉钟

头颈部肿瘤容积调强计划与多野动态调强计划的剂量学比较

穆鑫 刘金 姜海荣 全吉钟

目的 比较包括鼻咽癌(NPC)为主的头颈部1-3弧快速容积调强放疗(RapidArc)和7-9固定野动态调强放疗(IMRT)的剂量学差异。方法 应用Varian 的Eclipse10.0 治疗计划系统对80例头颈部肿瘤患者分别设计1-3 弧快速容积调强计划和7-9 野动态调强计划。比较两种计划靶区剂量适形指数(CI)、均匀性指数(HI)、不同危及器官(OAR)的最大剂量或感兴趣剂量体积和机器跳数(MU)。结果 IMRT计划与RapidArc计划的靶区最高剂量Dmax比较差异有统计学意义(P＜0.05), 但RapidArc计划的靶区热点明显比IMRT计划低, 可控制在处方剂量的108%以内, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。两种治疗计划的最低剂量Dmin比较差异无统计学意义(P＞0.05)。靶区的平均剂量Dmean RapidArc多数高于IMRT, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。晶体D1%剂量中IMRT受量普遍更低, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。腮腺的RapidArc平均受量低于IMRT, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。在7000 cGy处方剂量时差异具有统计学意义(P＜0.05)。结论 头颈部尤其是鼻咽癌1-3 弧快速容积调强放疗的剂量分布好于7-9 野动态调强, 而且减少机器跳数、提高治疗效率, 可在临床推广应用。

头颈部肿瘤；放射治疗；容积调强计划；动态调强计划；剂量学

外照射技术治疗头颈部肿瘤尤其是鼻咽癌的标准之一,疗效肯定, 靶区勾画成熟, 局部控制率很高, 患者生存期很长, 依赖计算机运算和控制技术的提升及机械精度和图像引导等放射治疗技术的成熟。综合治疗条件的提升, 容积调强技术已经可以取代绝大部分复杂和超高复杂的固定野调强技术, 成为现代头颈部外照射放射治疗的关键手段［1］。

目前国内外对容积调强技术的应用十分广泛和普遍, 治疗效果肯定, 容积调强技术的应用可以极大缩短患者治疗时间, 提高患者治疗效果, 大幅降低的机器跳数(MU)同样可以降低患者的辐照量和降低机器损耗, 降低治疗师操作的复杂程度, 节约操作时间［2-4］。

容积调强技术的应用需要很多的辅助条件作为质量保证, 比如治疗计划的运算量增加了数十倍, 对计算机硬件的要求和计算资源的消耗不得不重视；比如对图像引导的精度及日常检测的工作量要求都变得很高；比如对加速器治疗机和治疗床的工作精度, 辐照准确性及日常QA要求很高等,容积调强放射治疗的日常工作已经把周边的辅助设施的要求变得苛刻, 无论对工作人员还是对参与进来的辅助设备都是高精度的负担［5］。

1.1 一般资料 随机选择2013年5月～2015年1月80例头颈部肿瘤并且是典型的调强治疗靶区的患者进行准备。其中男59例, 女21例, 年龄44～72岁, 病变长73～226 mm, 宽92～187 mm, 有颅内肿瘤、鼻腔肿瘤、鼻咽部、舌根部、颈部淋巴结、腮腺肿瘤、牙龈肿瘤。

1.2 方法

1.2.1 固定体位及CT扫描 患者仰卧位, 双臂自然放在体侧, 选择舒适合适头枕, 由头颈肩热缩膜固定, 定位体架由CIVCO提供, GE双排CT扫描, 层厚5 mm, 其中2例层厚2.5 mm。

1.2.2 靶区勾画 扫描后的CT图像由Eclipse10.0 TPS重建,再将必要的MR或增强CT融合获得, 物理师勾画外轮廓, 医生勾画肿瘤靶区(GTV)、临床靶区(CTV)、GTVnd等, 以及周围重要器官和规定处方剂量。

1.2.3 计划设计 在Eclipse10.0计划系统上制作5-9 Field IMRT和RapidArc。5-9野IMRT 射野以0或180为中心平均分布, 能量6MV, 剂量率400MU/min, 采用Sliding Window方式。RapidArc多采用双弧照射, 即181-179 和179-181。少有单弧及3弧照射。采用Eclipse10.0计划系统上的PCB和AAA算法计算。

1.2. 4 计划评估 所有患者均采用6 MV能量X射线照射治疗, 计划靶体积采用常用规范治疗剂量, 分为三组, 第一组5000 cGy, 第二组6000 cGy, 第三组7000 cGy, 靶区剂量学参数包括各靶区最大剂量Dmax、最小剂量Dmin、平均剂量Dmean、均匀指数HI(Homogeneity Index)、适型指数CI(Conformal Index)、危及器官的最大剂量和平均剂量(如晶体、腮腺、下颌骨、视神经、视交叉、脑干、脊髓、颞颌关节等), 比较同一患者的不同计划的机器跳数MU以及治疗时间。

1.3 统计学方法 采用IBM SPSS Statistic.19.0统计学软件对研究数据进行统计分析。计量资料以均数 ± 标准差( x-±s)表示, 配对差值符合正态分布的剂量学差异采用配对t检验,不符合的采用Wilcoxon检验；计数资料以率(%)表示, 采用χ2检验。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

两种方式的调强方案均满足临床剂量要求。IMRT计划与RapidArc计划的靶区最高剂量Dmax比较差异有统计学意义(P＜0.05), 但RapidArc计划的靶区热点明显比IMRT计划低, 可控制在处方剂量的108%以内, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。两种治疗计划的最低剂量Dmin比较差异无统计学意义(P＞0.05)。靶区的平均剂量Dmean RapidArc多数高于IMRT, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。靶区剂量均匀性指数HI, IMRT与RapidArc数据比较, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。IMRT与RapidArc靶区适型指数CI比较差异无统计学意义(P＞0.05)。见表1。

两种方式的调强方案均满足临床剂量要求。脊髓的RapidArc计划略微好于IMRT, 差异无统计学意义(P＞0.05)。晶体D1%剂量中IMRT受量普遍更低, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。腮腺的RapidArc平均受量低于IMRT, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。下颌骨在5000 cGy和6000 cGy的处方剂量时比较, 差异无统计学意义(P＞0.05)；在7000 cGy处方剂量时差异具有统计学意义(P＜0.05)。脑干、视神经、视交叉比较, 差异无统计学意义(P＞0.05)。MU数RapidArc明显低于IMRT, 差异具有统计学意义(P＜0.05)。见表2。

表1 靶区剂量学参数比较

表2 靶区剂量学参数比较

3 小结

所有患者两种计划剂量分布均能满足临床要求, DVH图比较显示时RapidArc靶区95%剂量分布好于IMRT, Dmin差别很小、Dmax差别不大, HI差别不大, RapidArc CI明显好于IMRT, 说明RapidArc靶区适型度更高。RapidArc靶区外正常组织V5受量明显高于IMRT, 基本上V50以上体积受量明显低于IMRT, 平均MU和治疗时间RapidArc分别比IMRT减少12.6%和61.7%。RapidArc大量缩短治疗时间, 总的机器跳数降低, 适当缓解正常组织受照剂量, 提高患者治疗舒适度［6］。

［1］ 谷铣之.肿瘤放射治疗学.第4版.北京：中国协和医科大学出版社.2008:522-533.

［2］ YU CX. Intensity-modulated arc therapy with dynamic multileaf collimation: an alternative to tomotherapy. Phys Med Biol.1995, 40(9):1435-1449.

［3］ Yi JL, Jin XC, Zhou YQ, et al. Comparative Study on the Planning and Dosimetric Verification of IMRT and VMAT in theTreatment Of Nasopharyngeal arcinoma. Chinese Journal of Medical Physics.2013.30(1):3860.

［4］ Sheng K, Molloy JA, Read PW. Intensity-modulated radiation therapy (IMRT) dosimetry of the head and neck: a comparison of treatment plans using linear accelerator–based IMRT and helical tomotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys.2006, 65(3):917-923.

［5］ 崔迪, 戴相昆, 马林, 等. 鼻咽癌螺旋断层放疗与常规加速器调强放疗的剂量学比较. 中华放射肿瘤学杂志.2008.17(3):169-173.

［6］ Yu CX, Amies CJ, Svatos M. Planning and delivery of intensitymodulated radiation therapy. Med Phys.2008.35(12):5233-5241.

10.14163/j.cnki.11-5547/r.2015.32.121

2015-06-23］

132000 吉化集团公司总医院北华大学第二附属医院肿瘤放疗科