ICRU 83号报告推荐方式评估宫颈癌术后辅助IMRT与传统放疗方式的差异及可行性

杜霄勐 安菊生 马攀 张红志 黄曼妮#

北京协和医学院中国医学科学院肿瘤医院1妇瘤科，2放疗科，北京100021

ICRU 83号报告推荐方式评估宫颈癌术后辅助IMRT与传统放疗方式的差异及可行性

杜霄勐1安菊生1马攀2张红志2黄曼妮1#

北京协和医学院中国医学科学院肿瘤医院1妇瘤科，2放疗科，北京100021

目的以国际辐射单位与测量委员会（International Comm ission on Radiation Units and Measurements，ICRU）83号报告推荐的方式评估调强适形放疗（intensity-modulated radiotherapy，IMRT）方式与传统二维二野等中心放疗方式用于宫颈癌术后辅助放疗的差异及可行性。方法回顾性分析10例宫颈癌术后IMRT和模拟传统二维放疗的剂量体积直方图（dose-volume histogram，DVH）数据。统计计划靶区体积（planning target volume，PTV）、D100、D98、D95、D50、Dmean、D2、D0，计算均匀性指数（homogeneity index，HI）；以D50评估不同放疗方式对剂量的影响；分别统计危及器官（organs at risk，OAR）的DVH参数并进行分析。结果以D50评估IMRT方式的PTV剂量较二维放疗方式提高4.47%±3.62%，其实际差值为（200±157）cGy（t=4.2，P=0.001）。IMRT中骨盆的V10和V20高于二维放疗，V30的差异无统计学意义。IMRT中小肠的V10和V20高于二维放疗，V40低于二维放疗。IMRT中膀胱和直肠的V40、Dmean低于二维放疗，而以D1cc、D2cc、D2和Dmax为指标评估高剂量区，两种放疗方式的差异无统计学意义。结论ICRU 83号报告推荐方式适用于IMRT计划评估；IMRT较传统放疗方式提高了靶区剂量，增加了骨盆和小肠的低剂量受照体积，降低了膀胱和直肠的整体受照剂量，但仍存在小体积较高剂量。若采用D50作为评估标准，可考虑降低剂量4.47%±3.62%。

宫颈癌；体外放疗；ICRU 83；剂量评估

Oncol prog,2015,13(4)

目前IMRT已成为宫颈癌术后辅助放疗、根治性放疗和姑息性放疗的重要方式。对宫颈癌术后无高危因素的患者进行淋巴引流区及阴道残端照射的辅助体外放疗，可降低复发风险。ICRU 29号报告提出的基于点剂量的评估方法，适用于传统的二维放疗。随着三维适形放疗技术和调强技术的出现，ICRU 50号和62号报告建立了第2水平的剂量报告方法，提出了肿瘤区（gross tumor volum，GTV）、CTV、PTV等概念，并开始实行基于DVH的放疗计划评估。2008年ICRU 83号报告[1]曾对IMRT的处方方案、剂量记录和报告规定进行了更新。本研究在宫颈癌术后患者中应用ICRU 83推荐的IMRT处方方式，比较其与传统放疗方式的差异，并探讨其在妇科肿瘤治疗中的可行性。

1 资料和方法

1.1 一般资料

收集2011年9月至2013年1月中国医学科学院肿瘤医院妇瘤科收治的宫颈癌患者的病历资料，其中符合入组标准的患者共10例，临床分期为ⅠA1～ⅡA2期。入组标准为：病理证实为宫颈癌，均行根治性手术及术后辅助放疗，手术均未保留卵巢，术后无肉眼肿瘤残存，无残留的增大淋巴结。

1.2 计划方案

1.2.1 调强计划方案 所有患者置胸腹平架，仰卧位，采用6MV-X线7野固定野IMRT或双弧旋转IMRT。CT模拟定位扫描层厚5mm。使用Pinnacle3（R）V7.0工作站进行靶区勾画及DVH资料统计。

靶区勾画：临床靶体积（clinical target volume，CTV）包括阴道残端、残端周围组织及髂总、髂外、髂内、闭孔、骶前淋巴结引流区，勾画标准参考2008年Small等[2]总结的宫颈癌术后放疗靶区勾画方式和2005年Tyalor等[3]建议的淋巴结勾画方式；CTV向三维方向外放5mm，并经过调整形成PTV。

OAR勾画：直肠和膀胱的勾画方式包括器官壁和内腔整体勾画；小肠的勾画为小肠袢；骨盆的勾画包括髂骨、坐骨和耻骨。

放疗处方剂量：95%PTV 45Gy/1.8Gy/25 f。

正常组织限量：直肠V50＜20%，V40＜40%；膀胱V50＜20%，V40＜40%；乙状结肠Dmax＜52 Gy，V40＜60%；小肠 Dmax＜52 Gy，V40＜50%；结肠Dmax＜52 Gy，V40＜50%；骨盆V30＜50%；股骨头V50＜5%，V30＜30%；脊髓Dmax＜40Gy。

1.2.2 二维计划方案 在相同计划CT上模拟传统盆腔二维等中心放疗计划，采用盆腔六边形野，设野上下界同调强计划，上界为8 cm，下界为12 cm，最宽处为真骨盆外侧1.5～2 cm。前后二野等中心对穿照射。参考点剂量45 Gy/1.8 Gy/25 f。

1.3 数据统计

分别统计10例患者的调强计划和二维计划的DVH参数。统计PTV的靶区体积、最小剂量D100、接近最小剂量D98、D95、中位吸收剂量D50、平均剂量Dmean、接近最大剂量D2、最大剂量D0。统计OAR的DVH参数，包括膀胱的体积、Dmax、V40、V50、D1cc、D2cc、D2和Dmean；直肠的体积、Dmax、V40、V50、D1cc、D2cc、D2%和Dmean；骨盆的V10、V20、V30和小肠的V10～40、Dmean、Dmax、D2。

1.4 数据分析

采用SPSS 19.0软件进行统计分析和比较。计算PTV的HI，即（D2-D98）/D50；计算调强计划和传统放疗计划D50的偏差和实际差值、调强计划中D95与D50的偏差（D50-D95）/D95和实际差值D50-D95；计算D50与处方剂量的偏差（D50-4500）/ 4500。计数资料为连续性数据，应用均数±标准差（x-±s）进行描述；两组样本之间的比较采用配对样本t检验，以P＜0.05为有统计学差异。

2 结果

PTV的靶区体积为（1309±189）m l，调强计划和二维计划PTV的DVH参数见表1；统计结果显示：相同处方剂量下，调强计划剂量整体高于传统二维计划剂量（图1）。

表1 IMRT和二维放疗PTV的DVH参数

图1 传统方式与调强方式的DVH参数

以D50进行评估，计算IMRT较二维传统放疗方式的剂量提高：（D50-IMRT-D50-2D）/D50-2D，IMRT的PTV剂量提高4.47%±3.62%，其实际差值（D50-IMRT-D50-2D）为（200±157）cGy（t=4.2，P=0.001）。计算两组放疗方式中PTV的HI=（D2-D98）/D50；统计两组放疗方式达到100%和90%处方剂量的靶区体积百分数（表2），结果提示IMRT方式中达到100%和90%处方剂量的体积明显高于二维方式。

表2 IMRT和二维放疗PTV的HI

OAR（包括骨盆、膀胱、直肠）的相应DV（一定体积接受的最小受照剂量）和VD（接受一定剂量照射的体积）数据见表3，其中直肠的平均体积为（90±38）m l；膀胱的平均体积为（300±161）m l；小肠的平均体积为（495±192）m l。

3 讨论

宫颈癌术后无高危因素的患者进行淋巴引流区及阴道残端照射的辅助体外放疗，可降低复发风险。2008年ICRU 83号报告建立了针对IMRT技术的第3水平剂量报告方法。2012年起美国国家癌症综合网络（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南推荐应用高度适形技术给予45 Gy（40～50 Gy）的照射，但未指明处方方案。目前各中心的处方和剂量报告方式尚无统一标准，且ICRU 83号报告推荐的方法在妇科肿瘤的IMRT中并无报道。

3.1 PTV靶区剂量评估

肿瘤控制率与靶区剂量及剂量分布等因素相关，需谨慎评估。对两组放疗方式的PTV剂量评估结果见表1、表2及图1。

表3 OAR的DV和VD数据

3.1.1 D50剂量评估 如图1和表1所示，调强计划的PTV剂量整体高于二维计划，需对其差异进行评估。ICRU 83号报告指出，在二维放疗方式中，D50接近参考点剂量；而IMRT方式中，D50是最接近Dmean的指标，能较好地代表靶区剂量；因此，建议以D50作为标准评估传统二维放疗与IMRT计划。本研究结果与报告相符：二维放疗方式中的D50为（4555±133）cGy，接近参考点处方剂量为4500 cGy；IMRT方式中，D50为（4755±66）cGy，Dmean为（4751±74）cGy，两者的数值较接近。以D50作为指标对调强和二维放疗方式进行评估，计算IMRT方式较二维传统放疗方式的剂量提高：（D50-IMRTD50-2D）/D50-2D=4.47%±3.62%，其实际差值（D50-IMRTD50-2D）为（200±157）cGy（t=4.2，P=0.001）。即因处方方式不同导致IMRT方式的D50剂量高于传统放疗方式（4.47%±3.62%）。

3.1.2 PTV剂量分布评估 ICRU 50号报告建议将靶区内剂量控制在处方剂量的-5%～7%之间，但是在IMRT中存在小体积的高、低剂量区，一般认为±10%的剂量偏差在可接受范围之内。因为在精确放疗中，高剂量及低剂量的效应与其体积有关，故ICRU 83号报告推荐以接近最小剂量D98和接近最大剂量D2代替D100和D0进行评估，并计算HI，要求DVH参数报告具有连续性。

表2的结果为两种放疗方式的靶区剂量均匀性，其中IMRT方式PTV的HI好于二维放疗方式（0.13±0.04 vs 0.62±0.28；t=－5.781，P=0.000）。出现这种结果的原因可能为：模拟传统放疗方式中可见髂外血管腹外侧部分淋巴引流区存在漏照。宫颈癌术后IMRTPTV靶区为凹形，IMRT计划难度相对较大，放射野交汇处产生较高的剂量区域，其后方产生相对低剂量区。本研究中，IMRT方式PTV的D2和D0最大值分别为5379 cGy和5518 cGy，分别超过处方剂量的19.5%和22.6%；D98和D100最小值分别为4316 cGy和2626 cGy，分别低于处方剂量的4.1%和41.6%；故审核放疗计划时需关注剂量热点和冷点的位置。ICRU 83号报告建议放疗医生应逐层查看放疗剂量热点和冷点的位置，以降低IMRT方式的剂量不均匀性对临床效应的影响。若低剂量区靠近PTV中心，可能影响肿瘤控制率，若位于PTV边缘则其影响相对减小；而PTV边缘的高剂量区可能导致OAR受量的不确定性增加[4]。有研究报道宫颈癌早期术后放疗后患者，其10年总复发率仅为13%～17%[5]；另一项研究报道，对无高危因素的患者进行同步放化疗，其5年无复发生存率可达到93.8%[6]。虽然无明确报道髂外血管腹外侧部分区域的淋巴结复发概率，但根据临床经验，若术中淋巴结清扫彻底，则较少见该部位淋巴结复发。

表2的结果显示靶区覆盖率达到100%处方剂量时的靶区体积，IMRT方式为93.6%±0.7%，二维放疗方式仅为53.7%±26.4%，其差异有统计学意义。IMRT方式达到90%处方剂量的靶区体积为99.7%±0.6%，二维放疗方式为86.5%±18.3%（P= 0.05）；两种方式均可基本达到剂量要求，但IMRT方式的总体靶区覆盖率好于二维放疗方式。

3.2 OAR剂量评估

ICRU 83号报告推荐OAR分为串联型、并联型及串并联型三种类型，其评估方式也不同。串联型器官需报告高剂量D1cc、D2cc或D2；并联型器官需报告相关VD及Dmean；串并联型器官则上述参数均应报告。

3.2.1 膀胱、直肠剂量评估 目前对于直肠、膀胱等空腔器官的勾画方式，是否单独勾画器官壁尚无明确推荐，不同的勾画方式可能对评估D1cc、D2cc、D2产生不同的差异。本研究中对膀胱、直肠的勾画包括器官壁和内腔，结果显示IMRT方式膀胱和直肠的V40、Dmean较二维放疗方式明显降低；评估D1cc、D2cc、D2%和Dmax，两种放疗方式的差异无统计学意义。提示IMRT方式降低了OAR的整体受量，但仍存在较小体积的剂量较高。术后患者可能出现肠道及膀胱功能障碍，膀胱与肠道位置不确定性增加。IMRT方式中PTV受器官充盈度的影响，若邻近危及器官如膀胱和直肠靠近PTV或剂量热点，其受照剂量可能提高[7]。而对于OAR，作为晚反应组织进行评估，分次剂量提高可能对其放射生物效应产生影响。

3.2.2 骨盆剂量评估 骨盆是人体最重要的造血器官[8]，作为并联器官需评估其相关VD。本研究结果显示IMRT方式可增加骨盆的低剂量照射体积，骨盆的V10和V20在IMRT方式中高于二维放疗方式，分别为95.9%±1.7%vs 56.4%±4.0%（t=32.2，P=0.000）和77.9%±7.2%vs 47.5%±5.0%（t=10.6，P= 0.000）。骨盆的V30在两种放疗计划中的差异无统计学意义（[IMRT方式和二维放疗方式相比：（42.8%±6.0%）vs（40.9%±5.6%）；t=0.7，P=0.486）]。既往研究显示，骨髓受照剂量＞30 Gy时会出现完全的增生不良，影响远期骨髓毒性；而V10和V20与发生急性HT相关[9]，是影响放疗与同步化疗实施的重要因素之一；另有研究显示，完成同步化疗者的预后较好，化疗周期数与远处转移率相关[6]。因此，仍需关注IMRT中的低剂量体积，术后IMRT可采用单独限定骨髓剂量的调强方式[10]，降低低剂量受照体积，增加同步化疗完成率。

3.2.3 小肠剂量评估 小肠为串并联器官，本研究中对小肠的勾画方式为单独勾画肠袢，不包括肠系膜，剂量评估见表3。IMRT方式中小肠的V10、V20较传统放疗方式增加，分别为81%±12%vs 45%±15%（P=0.000）和54%±12%vs 40%±14%（P= 0.000）；V40IMRT方式较低；DmeanIMRT方式稍高于传统放疗方式，两者的差异无统计学意义，即IMRT方式明显降低了小肠的高剂量体积，增加了低剂量体积。有研究显示，V15与小肠的近期反应相关[11]，且是远期胃肠道反应影响预后的独立因素[12-13]。小肠V15＜275m l或腹膜腔体积V15＜830m l者发生3级以上小肠不良反应的概率小于10%[14]。而此前有研究报告的数值为V15＞120～150m l即增加不良反应的发生率[15-16]。近期发表的一项大样本回顾性研究显示：针对子宫肿瘤（未包括宫颈癌）的术后IMRT可能增加肠梗阻的发生率；该研究纳入2001—2007年SEER数据库中的3555例患者，其中328例（9.2%）患者接受IMRT，结果显示接受IMRT的患者发生肠梗阻的风险更高，其相对危险度（rate ratio，RR）为1.41，95%CI：1.03～1.93，而其他远期并发症如胃肠道、泌尿系、骨盆骨折的发生率相似[17]。因此，对于IMRT所造成的小肠低剂量体积增加对远期小肠不良反应的影响还需进一步研究。

3.3 传统放疗与IMRT的差异及可行性

相对于传统放疗技术，IMRT技术的整体照射剂量增加，正常组织低剂量照射体积增加；而根据“低剂量高敏感性”现象，IMRT技术可能增加放射诱导的恶性肿瘤发病风险。研究显示，对比IMRT与传统放疗，患者存活10年内的第二原发肿瘤发生率由1%上升至1.75%，对于年轻、存活时间更长的患者，其累积风险可能进一步增加[18]。

不同中心间质控方式和水平不同、具体实施有差异，IMRT作为术后无高危因素患者的辅助治疗，耗费较多的人力、物力资源，且费用较高，因此，可根据具体的情况选用。若选用调强技术，目前推荐分次剂量为1.8～2.0 Gy，总剂量为40～45 Gy，ICRU 83号报告推荐以D50作为处方方式。根据本研究结果，可考虑降低分次剂量及总剂量的4.47%±3.62%：若以目前常用的D95作为处方方式，可考虑95%PTV为43 Gy/1.72 Gy/25 f，则调强方式的PTV D50与传统方式相当，但覆盖率优于传统方式，可能提高肿瘤的控制率；对于晚反应组织OAR，总剂量及分次剂量降低，可能进一步降低其不良反应。

但是，本研究亦存在不足之处：未单独勾画骨髓，仅根据模拟定位CT勾画骨盆；未参考其他影像学资料，故对骨髓的评估不够准确；膀胱充盈采用定时定量饮水法，直肠和小肠充盈程度未作规定，故器官充盈程度变化较大；研究样本量偏少，需扩大样本量以进一步明确可降低剂量范围。

另外，降低处方剂量可能导致肿瘤控制率降低，目前尚无明确的研究证实其可行性，故需谨慎；可首先进行回顾性分析，评价宫颈癌术后无高危因素患者应用不同放疗方式的临床效果及不良反应，再作为进一步研究的依据。

4 结论

ICRU 83号报告推荐的IMRT放疗方式较传统放疗方式提高了靶区剂量，增加了骨盆和小肠的低剂量受照体积，降低了膀胱和直肠的整体受照剂量，但仍存在小体积较高剂量。若采用D50作为评估标准，可考虑降低剂量4.47%±3.62%。

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Differenceand feasibility of intensity-modulated radiotherapy and conventional2D radiotherapy for postoperative cervicalcancerevaluatedw ith ICRU 83 reportmethod

DU Xiao-meng1AN Ju-sheng1MA Pan2ZHANGHong-zhi2HUANGMan-ni1#1DepartmentofGynecologic Oncology,2Departmentof Radiation Oncology,Cancer Institute&Hospital,Chinese Academy ofMedicalScience& Peking Union MedicalCollege,Beijing 100021,China

ObjectiveTo evaluate the difference and feasibility of intensity-modulated radiotherapy and conventional 2D radiotherapy for postoperative cervical cancer w ith ICRU83 reportmethod.MethodThe DVH parameters of 10 IMRT plans and 10 conventional 2D plans simulated on the same planning CT were analyzed retrospectively. The DVH parameters include D100,D98,D95,D50,Dmean,D2,D0 for PTV,and heterogeneity index was calculated;the influence of different radiation modality on dose was assessed by V50;the DVH parameters of organs at risk were summarized and analyzed respectively.ResultPTV D50 is raised by(4.47%±3.62%)in IMRT plans compared w ith 2D plans,the actual difference was(200±157)cGy(t=4.2,P=0.001).V10 and V20 for pelvic bones in IMRT was higher than that in 2D plans,V30 for pelvic bones in the two plans showed no statistical significance.V10 and V20 for small intestine were higher and V40 was lower in IMRT plans.V 40 and Dmean were reduced in IMRT plans compared w ith 2D plans,while D1cc,D2cc,D2 and Dmax still remained as high dose volume,and there was no significant difference between the two therapies.ConclusionTheMethodrecommended by ICRU 83 report is applicable to IMRT plans.IMRT potentially increases dose to the target volume,increasing low-dose volume for small intestine and pelvic bones,while reducing dose for bladder and rectum,but small high dose volume still remain.With D50 as a standard for dose evaluation,prescribed dose should be decreased by 4.47%±3.62%。

cervical cancer;external beam radiotherapy;ICRU 83;dose evaluation

R737.3

A

10.11877/j.issn.1672-1535.2015.13.04.16

#通信作者（corresponding author），e-mail：huangmanni@csco.org.cn

2014-12-22）