子野权重优化应用于宫颈癌根治术后调强放疗计划中的分析*

吴煜良 何松美 张纯 吴伟艺 莫杰明

（广东省东莞市人民医院 东莞 523059）

●临床研究●

子野权重优化应用于宫颈癌根治术后调强放疗计划中的分析*

吴煜良 何松美 张纯 吴伟艺 莫杰明

（广东省东莞市人民医院 东莞 523059）

目的：探究子野权重（SWO）优化应用于宫颈癌根治术后调强放疗计划中的效果。方法：对2014年4月～2016年3月在我院进行宫颈癌根治手术的患者在根治术后进行了静态调强方式优化调强放疗计划（S-IMRT）和子野权重优化调强放疗计划（SWO-IMRT），比较两种计划的总子野数、总机器跳数（MU）、均匀性指数（HI）、适形度指数（CI）以及周围危及器官的受照剂量。结果：SWO-IMRT计划的总子野数和总MU明显低于S-IMRT计划，差异具有显著性（P＜0.05）；S-IMRT和SWO-IMRT两种调强放疗计划的HI和CI比较无显著差异（P＞0.05）；SWO-IMRT计划中直肠、小肠以及膀胱的受照射剂量明显低于S-IMRT计划，差异具有显著性（P＜0.05）。结论：宫颈癌根治术后使用子野权重优化调强放疗计划后能有效的减少正常组织的照射剂量，缩短了治疗时间。

子野权重优化；宫颈癌根治术；调强放疗计划

宫颈癌是妇科临床中一种常见的、多发的严重恶性肿瘤之一，数据显示，目前我国宫颈癌的发生率正呈现出逐年增长的趋势，寻找一种最优化的治疗方案，对改善广大女性的身体健康以及提高我国国民健康水平具有极其重要的意义[1]。目前，对于宫颈癌的治疗最主要是通过手术和放射治疗，对于ⅠA～ⅡA期患者通常在进行手术根治后，还要辅助于放疗来降低复发率。调强放疗技术（IMRT）因在宫颈癌根治术放疗上具有显著的剂量学优势，已经被广泛的应用于放疗计划中[2]。IMRT方法的总子野数及机器跳数（MU）数较大，通常治疗的时间较长，对治疗效果产生了一定的影响[3]。随着治疗手段的进步以及人们对宫颈癌认知的深入，基于调强放疗计划的子野权重优化（Segment Weight Optimization，SWO）也逐渐被应用，但对其总子野数及MU数等的影响尚缺乏研究[4]。本研究选取了进行宫颈癌根治手术的患者20例作为研究对象，对子野权重优化在宫颈癌根治术后调强放疗计划中的应用进行了分析。现报告如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2014年4月～2016年3月在我院进行早期宫颈癌根治手术的20例患者作为研究对象，在根治术后对所有患者进行了静态调强方式优化调强放疗计划（S-IMRT）和子野权重优化调强放疗计划（SWO-IMRT）。患者的年龄为29～68岁，平均（53.21±9.24）岁。

1.2 研究方法（1）CT模拟定位：患者取仰卧位，使用碳素纤维板和专用体模固定患者，在定位前1 h饮用800 ml水憋尿，确保膀胱充盈。采用美国GE Hispeed大孔径CT定位机进行扫描定位，设定扫描的厚度为5 mm，扫描范围为L1椎体上缘至阴道口下端。（2）靶区勾画：采用DICOM 3.0协议网络传输CT定位图像到治疗计划系统服务器中，由2位高年资的放疗临床医生在focal医生工作站上勾画靶体积。参照ICRU的第50、62号报告，临床靶体积CTV包括宫体、宫旁、髂底、髂内和髂外淋巴引流区、上界至腰3下缘、下界至闭孔下缘。CTV外放0.5 cm得到的即为计划靶体积（PTV）。PTV处方剂量为50.4 Gy，1次/d，分割次数为28次；同时勾画危及器官（OAR）包括双侧股骨头、直肠、膀胱、小肠、脊髓等。（3）计划设计：使用CMS XiO 4.64（Elekta，Stockholm，Sweden）计划系统设计放疗计划，采用等分等中心7野照射（角度为：0、50、100、150、200、250、300度），6 MV高能X射线（美国瓦里安公司直线加速器，型号：21EX）。PTV处方剂量规定为95%的PTV所要求达到的最小吸收剂量，PTV接受＜93%的处方剂量的体积＜2%，PTV接受≥110%的处方剂量的体积＜20%。危及器官限量：小肠V30＜50%，双侧股骨头V50＜5%，膀胱V50＜50%，直肠V50＜50%，脊髓Dmax＜40 Gy。

1.3 观察指标（1）确定S-IMRT和SWO-IMRT两种优化调强计划的总子野数和总MU数。（2）利用剂量体积直方图对S-IMRT和SWO-IMRT两种计划的质量进行评价，包括均匀性指数（HI）、适形度指数（CI）以及周围器官的受照剂量。

1.4 统计学方法采用SPSS20.0软件处理数据，计量资料用（±s）表示，行t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 总子野数以及总MU数比较SWO-IMRT计划的总子野数和总MU数明显低于S-IMRT计划，差异具有显著性（P＜0.05）。见表1。

表1 两种优化技术的总子野数以及总MU数比较（±s）

表1 两种优化技术的总子野数以及总MU数比较（±s）

注：与S-IMRT比较，*P＜0.05。

计划方式n总子野数总MU数S-IMRT SWO-IMRT 20 20 90±3 78±3*662.33±24.22 621.21±33.17*

2.2 HI和CI指数比较S-IMRT和SWO-IMRT两种调强放疗计划的HI以及CI指数比较无显著差异（P＞0.05），但SWO-IMRT计划的HI和CI略优于S-IMRT计划。见表2。

表2 两种计划的HI和CI指数比较（±s）

表2 两种计划的HI和CI指数比较（±s）

计划nHICI S-IMRT SWO-IMRT 20 20 1.06±0.01 1.05±0.01 0.82±0.06 0.83±0.05

2.3 危及器官剂量SWO-IMRT计划中直肠、小肠以及膀胱的受照射剂量明显低于S-IMRT计划，差异具有显著性（P＜0.05），而两种计划左、右股骨头的照射剂量比较无显著差异（P＞0.05）。

表3 两种计划危及器官的剂量比较（Gy，±s）

表3 两种计划危及器官的剂量比较（Gy，±s）

注：与S-IMRT计划比较，*P＜0.05。

器官剂量/体积（%）S-IMRT计划SWO-IMRT计划直肠膀胱小肠左股骨头右股骨头脊髓V30 V50 V30 V50 V30 V50 V30 V50 V30 V50最大剂量Dmax 95.24±5.21 34.57±3.13 96.33±5.12 34.27±2.82 77.12±3.17 26.13±4.12 79.31±5.25 2.83±1.07 81.32±6.21 3.26±1.12 38.50±0.90 90.21±3.13*28.32±4.12*93.71±2.96*32.12±2.81*74.21±3.13*22.21±2.91*80.33±6.11 2.59±1.31 76.11±7.13 2.96±0.27 37.72±1.15

3 讨论

调强放疗已经被证实在治疗过程中可以通过高度适形照射来降低周围组织的受照体积，优化剂量分布，改善治疗效果[5]。在利用静态调强方法对宫颈癌根治术后调强放疗计划进行优化过程中，选用的强度越高，那么剂量的分布效果会更好，但是由于较高的强度等级会导致子野数目增多，治疗的时间延长[6]。SWO-IMRT计划对子野权重进行了重新的优化，改善了强度等级导致的不均匀分割，从而使剂量分布与调强优化结果更加的相近[7]。

本研究结果显示，SWO-IMRT计划降低了总子野数、总MU数及对直肠、小肠以及膀胱等器官的受照射剂量，减少放射毒副作用。Prabhakar等[8]做的子野权重优化工具在前列腺癌调强放疗的研究中也得出同样的结论。SWO-IMRT计划在对子野权重进行优化的过程中所使用的剂量限制条件以及算法与S-IMRT计划所使用的是相同的，这可以使在计划中对子野和最小跳进行直接的控制，从而有效的避免小跳数子野，而通过对其余子野进行的进一步优化可以得到较为理想的剂量分布[9]。对直肠、小肠以及膀胱等正常组织照射剂量的降低，减少放疗并发症出现，能够在一定程度生提高高危病人靶区的剂量，提高治疗效果。综上所述，宫颈癌根治术后用于子野权重优化调强放疗计划能后有效的减少对正常组织的照射剂量，缩短了治疗时间，减少机器磨损，是一种较高质量的强调放疗计划优化方法，值得进行进一步推广。

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[8]Prabhakar R,Cramb J,Gehrke C,et al.A study of segment weight optimization with the CMS XiO step-and-shoot IMRT technique for prostate cancer[J].J Appl Clin Med Phys,2012,13(1):3622

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The Analysis of Segment Weight Optimization on IMRT Plan Applied to Patients with Postoperative Cervical Cancer

WU Yu-liang,HE Song-mei,ZHANG Chun,WU Wei-yi,MO Jie-ming

(The Department of Radiation Oncology,Dongguan People's Hospital,Dongguan523059)

Objective:To study the effect of segment weight optimization(SWO)on Intensity-modulated radiation therapy(IMRT) applied to patients with of postoperative cervical cancer.Methods:From April 2014 to March 2016,20 cases with cervical cancer surgery were chosen as research subjects to receive static IMRT Optimization IMRT plan(S-IMRT)and the SWO-IMRT plan(SWO-IMRT), respectivey.The total number of segments,the total monitor unit(MU),homogeneity index(HI),conformal index(CI)and radiation dose of surrounding organs at risk were compared between two groups.Results:The total number of segments and total MU for SWO-IMRT plan were significantly lower than those for the S-IMRT plan,the difference was significant(P＜0.05);HI and CI for SWO-IMRT and S-IMRT were not significant(P＞0.05).Conclusion:Segment weight optimization on IMRT plan applied to patients with postoperative cervical cancer can effectively reduce post-dose to normal tissue and shorten the treatment time.

Segment weight optimization;Radical hysterectomy;IMRT plan

R737.33

B

10.13638/j.issn.1671-4040.2016.10.004

2016-08-18）