脑转移瘤同期推量适形放疗与调强放疗的剂量学研究

2017-02-14倪玲琴应申鹏刘艳梅王勇吴朝霞DavidHuang

浙江医学 2017年1期

倪玲琴应申鹏刘艳梅王勇吴朝霞 David Huang

倪玲琴应申鹏刘艳梅王勇吴朝霞 David Huang

目的探讨脑转移瘤同期推量适形放疗与调强放疗的剂量学差异。方法选择在本院放疗的41例脑转移瘤患者为对象，分别设计全脑照射联合局部同期推量治疗的2种放疗计划，即三维适形放疗计划（3DCRT）、调强放疗计划（IMRT），处方给量为全脑3 000cGy/10次+转移瘤同期推量4 000cGy/10次；比较并分析2种放疗计划的靶区适形度（CN）、靶区均匀指数（HI）和机器跳数（MU）。结果2种放疗计划均能满足临床要求；在CN方面，IMRT明显优于3DCRT（P＜0．05）；在HI、MU方面，3DCRT明显优于IMRT（均P＜0．05）。2个转移瘤且无共层和3～4个转移瘤且有共层的情况下，IMRT与3DCRT在CN方面比较差异无统计学意义（P＞0．05），3DCRT在HI、MU方面均优于IMRT（均P＜0．05）；3个转移瘤且无共层的情况下，3DCRT与IMRT在CN、HI方面比较差异均无统计学意义（均P＞0．05）；3DCRT在MU方面优于IMRT（P＜0．05）。结论2种放疗计划均能满足临床要求。在某些特定情况下，如2～3个转移瘤且无共层或3～4个转移瘤且有共层，3DCRT较优。

同期推量适形放疗调强放疗剂量学

脑部是晚期肿瘤较为常见的转移部位，随着影像诊疗水平的不断提高，脑转移瘤的发现率越来越高。虽然随着科技的不断发展，放疗设备和技术越来越先进，治疗脑转移瘤的高端放疗技术越来越受到人们的推崇。但由于患者自然病程的总生存时间只有短短几个月，故放疗作为一种姑息治疗手段，若采用高端放疗技术往往事倍功半，并不能达到理想的效果。因此，笔者从最常规的治疗设备和治疗技术出发，研究三维适形放疗计划（3DCRT）和调强放疗计划（IMRT）治疗脑转移瘤患者全脑放疗联合局部同期推量照射的剂量学特点，对比分析其计划质量，希翼能得出一个更高效低毒的计划方案，为脑转移瘤患者临床放疗方案的选择与制定提供依据。

1 对象和方法

1.1 对象选择2015年1月至2016年3月在台州市中心医院放疗的41例脑转移瘤患者为研究对象，其中男25例，女16例；年龄41～80岁，平均（56.4±13.8）岁；行为状态评分（KPS）≥70分；转移瘤1～4个；既往未行颅内病灶手术或放射治疗。原发肿瘤为肺癌33例，乳腺癌1例，直肠癌1例，其他6例。

1.2 方法主要设备有美国GE公司64排螺旋CT扫描机、日本东芝模拟机、德国SIEMENS公司PRIMUS H型加速器、美国Pinnacle 9.8适形调强计划系统。

1.2.1 图像扫描患者仰卧位，采用热塑面膜进行体位固定。使用64排螺旋CT扫描机，层厚2.5mm，扫描范围：上界开放，下界至C2椎体下缘。扫描后将CT图像传输至Pinnacle 9.8适形调强计划系统。颅内可见转移肿瘤为肿瘤靶区（GTV），GTV均匀外放5mm为计划肿瘤靶区（PGTV）。全脑部分，下界至枕骨大孔，沿颅骨内缘勾画的靶区为临床靶区（CTV），CTV均匀外放3mm为计划靶区（PTV）。逐层勾画脑干、左右视神经、视交叉、左右眼球、左右晶状体等危及器官（OAR）。

1.2.2 放疗计划设计制定脑转移瘤患者全脑照射联合局部同期推量治疗的2种放疗计划：3DCRT（使用三维适形技术、运用大野+小野多处方剂量叠加法设计计划）、IMRT（全程使用逆向调强技术设计计划）。处方给量为PTV（全脑）3 000cGy/10次，PGTV（转移灶）局部同期推量至4 000cGy/10次，计划要求处方剂量至少包绕95%的靶区体积（PTV或PGTV），高剂量线尽可能多包绕靶区体积，并减少危及器官及周边正常组织的照射量。

1.2.3 评估指标（1）靶区适形度（CN）=（VT，pres/VT）×（VT，pres/Vpres），其中VT，pres为处方剂量包绕的肿瘤体积，VT为肿瘤体积，Vpres为处方剂量包绕的体积，取值范围0～1，1为最佳[1]；本文主要针对PGTV。（2）靶区均匀指数（HI）=（D2%-D98%）/Dmedian，HI越小表示靶区剂量均匀性越好，0为最佳[2]；本文主要针对PGTV。（3）机器跳数（MU）越大表示机器出束时间越长，患者计划实施时间越长，会增加治疗过程中患者体位移动的可能性。

1.3 统计学处理应用SPSS 22.0统计软件。计量资料用表示，组间比较采用配对t检验。

2 结果

2.1 总体情况2种放疗计划均能满足临床要求。在CN方面，IMRT明显优于3DCRT（P＜0.05）；在HI、MU方面，3DCRT明显优于IMRT（均P＜0.05），见表1。

表12 种放疗计划剂量学参数比较

2.2 按转移瘤数目分类的2种放疗计划剂量学参数比较按转移瘤数目分成单发转移瘤、2个转移瘤且无共层、2个转移瘤且有共层、3个转移瘤且无共层、3～4个转移瘤且有共层等5个类别，共层即同一CT横断面有2个及以上转移瘤。2个转移瘤且无共层和3～4个转移瘤且有共层的情况下，IMRT与3DCRT在CN方面比较差异无统计学意义（P＞0.05），3DCRT在HI、MU方面均优于IMRT（均P＜0.01）；3个转移瘤且无共层的情况下，3DCRT与IMRT在CN、HI方面比较差异均无统计学意义（均P＞0.05），3DCRT在MU方面优于IMRT（均P＜0.05），见表2。

表2 按转移瘤数目分类的2种放疗计划剂量学参数比较

3 讨论

脑转移瘤同期推量放射治疗技术是指在全脑靶区给予一定处方剂量的基础上，同时给予转移瘤一定的剂量追加[3-4]，由于全脑PTV和转移瘤PGTV的相对位置和相对体积占比存在差别，在设计放疗计划时则更关注转移瘤靶区的剂量分布情况，PTV剂量分布情况受影响的波动范围小，受转移瘤具体情况的牵动较多。因此，本文就转移瘤数目分类对靶区2种放疗计划剂量学参数的影响进行分析。

IMRT是由计算机根据预先给予的一系列约束条件进行射线束的优化计算，直至将优化好的射束通量图转化成可供加速器多叶光栅直接执行的子野序列，实际上是由很多子野甚至小野拼接而成的复杂方案。因此，IMRT在HI方面稍逊些。脑转移瘤同期推量照射3DCRT的设计理念是正向调强的一种体现，它通过人工手动的方式改变同一PTV内（PGTV在PTV内）的剂量强度，本质上3DCRT的照射野内束流强度仍是处处相等的，所以不难理解3DCRT在HI方面好于IMRT。IMRT内在的剂量不均匀性在理论上可以将所有剂量高点集聚在靶区内，同时加速靶区外的剂量跌落，而3DCRT射野内均匀的剂量强度使得靶区外剂量跌落变得钝化；基于这种特点，IMRT在CN方面表现较好，与相关文献报道一致[5]。正是由于3DCRT、IMRT的正逆向运算方式计划制定特点，在MU方面体现得尤为明显。IMRT的子野拼接方式能使射束使用效率大大降低，因此，机器需要更多的出束时间来补偿低效的射束利用率以达到需要的剂量要求。不可否认，IMRT是一种更为先进复杂的放疗技术，特别是对一些凹形或不规则靶区如鼻咽癌[6]、宫颈癌[7]、前列腺癌[8]等靶区，IMRT能生成更好的剂量分布，是3DCRT无法比拟的。但脑转移瘤靶区是个相对规则的凸形靶区，在某些特定情况下如2～3个转移瘤且无共层、3～4个转移瘤且有共层等，3DCRT与IMRT在CN方面比较差异无统计学意义，在HI方面3DCRT优于IMRT，再结合MU方面考虑，认为3DCRT是目前临床方案的较佳选择，已有多篇文献报道其可行性[9-10]。

综上所述，以上2种放疗计划均无绝对的优势和劣势。在某些特定情况下，如2～3个转移瘤且无共层或3～4个转移瘤且有共层，3DCRT较优；临床上可根据具体情况选择。

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Dosimetric study of 3DCRT and IMRT for whole-brain radiotherapy with simultaneous integrated boost to brain metastases

ObjectiveTo investigate the dosimetric differences of 3DCRT and IMRT for whole-brain radiotherapy with simultaneous integrated boost to brain metastases．MethodsForty one previously treated cancer patients with brain metastases were replanned using 3DCRT and IMRT,respectively．The prescription dose was 3000cGy/10 fractions for whole brain(PTV),and 4000cGy/10 fractions for individual brain metastases(PGTV)simultaneously．The conformation number(CN) and homogeneity index(HI)of the target,and the monitor units(MU)were compared．ResultsBoth treatment plans met the clinical requirements．The target dose conformity of IMRT was better than that of 3DCRT(P＜0．05)．The homogeneity index and monitor units of 3DCRT were better than those of IMRT(P＜0．05)．For the cases with 2 metastases which were not on the same slice,and 3 or 4 metastases which were on the same slice,there was no statistical difference in the target dose conformity between 3DCRT and IMRT(P＞0．05),while the homogeneity index and monitor units of 3DCRT was better than IMRT(P＜0．05)．For the cases with 3 metastases which were not on the same slice,there was no statistical difference in the target dose conformity and homogeneity index between 3DCRT and IMRT(P＞0．05),while the monitor units of 3DCRT was better than that of IMRT(P＜0．05)．ConclusionTwo types of plans can satisfy the clinical requirements．Under some special conditions,such as 2 or 3 metastases which were not on the same slice,or 3 or 4 metastases which were on the same slice,the 3DCRT plan is better．

Simultaneous integrated boost3DCRTIMRTDosimetry