局限性前列腺癌SABR-VMAT的FF和FFF模式治疗的剂量学比较

肖 应

局限性前列腺癌SABR-VMAT的FF和FFF模式治疗的剂量学比较

肖 应

目的比较Varian Clinac ix带均整过滤器(flattening filter，FF)和不带均整过滤器(flattening filter free，FFF)治疗模式对容积立体定向消融放射治疗(SABR-VMAT)局限性前列腺癌剂量学的影响。方法对9例局限性前列腺癌患者的治疗计划回顾分析。分别给予35 Gy处方剂量，总分次为5次。采用6MV-FF和6MV-FFF模式为该9例患者设计SABR-VMAT计划，分析2种治疗模式对肿瘤剂量CI，HI及危及器官(OARs)的影响；通过模拟实施治疗的方式比较2种治疗模式对治疗时间的影响。结果FFF和FF治疗计划都有很好的CI,HI和CN，OARs的剂量也能满足预先设置的剂量限值。在2种治疗模式下，靶区及OARs的剂量没有显著的差异，靶区外2 cm处的近似最大剂量FFF略微优于FF，分别为17.4 Gy和17.8 Gy,但没有统计学意义。FFF的治疗时间(2.5 min)明显的低于FF(3.6 min)。结论SABR-VMAT FFF模式治疗局限性前列腺癌在不影响肿瘤及危及器官剂量分布的情况下减少治疗时间，有一定的临床实用价值。

前列腺癌;SABR-VMAT;带均整过滤器;不带均整过滤器

(ThePracticalJournalofCancer,2017,32:1557～1560)

前列腺癌是常见的恶性肿瘤，约占男性肿瘤的五分之一。近年我国前列腺癌的发病率呈现持续快速增长趋势。放射治疗是前列腺癌手术治疗、内分泌治疗之外的1种重要治疗手段。ZELEFSKY等[1]对接受放射治疗剂量为66～86.4 Gy的2047例局限性前列腺癌患者接进行长期回访，分析表明：处方剂量为86.4 Gy的患者较剂量仅为75.6 Gy的患者在改善生化结果方面有显著意义。常规剂量分割模式，NCCN 2014认为低危前列腺癌患者照射剂量应达到75.6～79.2 Gy，而中高危前列腺患者则需要81 Gy。因而前列腺肿瘤治疗时间需8～10周。考虑到总治疗时间对肿瘤生物学剂量的影响以及长时间治疗给患者带来的不便等因素，在保证肿瘤控制概率的前提下，减少治疗分次、提高单次剂量是非常必要的。国外学者对前列腺癌患者行放射治疗后的肿瘤控制概率进行回顾分析，发现前列腺癌的α/β值在1～3 Gy之间[2]，该值小于周围危及器官如膀胱、直肠的α/β值[3]。该研究意味着大剂量、低分割放射治疗可使前列腺癌患者获益。

1 资料与方法

1.1 使用设备

使用Varian Clinac ix电子直线加速器，kv CBCT图像引导系统，40排西门子大孔径CT模拟定位机Definition AS，Pinnacle 9.2治疗计划系统，带膝托和脚托的CIVIC SABR体位固定装置。

1.2 研究对象

2014年9月至2016年11月之间在我院放疗科行SABR-VMAT的局限性前列腺癌患者9例，年龄52～81岁，平均年龄68岁。

1.3 CT图像获取与靶区勾画

1.3.1 定位CT图像获取 患者服用泻药排空肠道并在CT扫描前一小时饮水300 ml；患者行仰卧位固定与体位固定支架上，扫描范围为腰4椎体上沿至大腿骨上1/3处，扫描层厚3 mm。

1.3.2 勾画靶区及OARs 在Pinnacle9.2医生工作站融合患者MR图像和CT定位像，将患者前列腺定义为CTVP，精囊定义为CTVsv，CTV=CTVP+CTVsv。CTV前后方向外放6 mm，其它方向外放8 mm为PTV。勾画膀胱(Bladder)、直肠(Rectum)、股骨头(femoral heads：FHs)，结肠(Bowel)等危及器官。同时在PTV外2 cm处做厚度为1 cm的外环，定义为R2。

1.4 计划设计与危及器官限值

所有治疗方案皆采用双弧设计：1个全弧(360°)，1个260°弧(230°～130°)；小机头转角5°；带均整器(FF)模式剂量率：600 MU/min；不带均整器(FFF)模式剂量率：1 400 MU/min。PTV处方剂量为35 Gy，7 Gy/f，5f完成治疗。靶区(PTV)剂量覆盖要求如下：①PTV D95%≥33.3 Gy(95%处方剂量),PTV D100%≥31.5 Gy，PTV Dmax≤39.2 Gy(112%处方剂量)②CTVP V100%≥33.3 Gy(100%CTV体积受照剂量)；③适形度指数 CI<1.2；④尽可能达到ICRU83推荐的处方剂量要求。危及器官剂量限值如表1。

1.5 数据采集及评价

我们对本研究中的所有病例的不同治疗模式(FF、FFF)之间进行DVH累积剂量对比，同时也对分次总MU和模拟治疗时间(EDT)进行比较。根据ICRU83报告[4]，我们记录了PTV的中位剂量(D50%)，最大剂量(D2%)，最小剂量(D98%)和D95%；CTV的中位剂量(D50%)，最大剂量(D2%)，最小剂量(D98%)和V100%。靶区体积(PTV)的适形指数CI，均匀性指数HI和构象数CN等也进行了统计：其中CI=V95%(95%等剂量线包含体积)/VPTV，CI接近1表示给予处方剂量的照射体积接近肿瘤(PTV)体积，CI越大表明周围正常组织器官受处方剂量照射体积越大；HI=(D2%-D98%)/D50%，理想状态HI=0，表示肿瘤近似最大剂量和近似最小剂量重合，肿瘤剂量最均匀；CN=(PTVV95%/VPTV)*(PTVV95%/V95%)，CN考虑了肿瘤体积和处方剂量体积之间的空间位置关系。另外OARs的统计量包括:平均剂量和D2%(表示近似最大剂量)；对膀胱、直肠增加V95%，V80%，V50%和V20%分别表示非常高，高，中间和低剂量照射体积。用R2(PTV外2 cm处的1 cm厚度环)的V2%来近似描述肿瘤外剂量梯度。

表1 治疗计划OARs剂量体积限值

2 结果

2.1 2种治疗模式对PTV、CTV的剂量覆盖

对本研究20个SABR-VMAT计划的剂量分析，发现使用FF模式和FFF模式对PTV、CTV的剂量覆盖并没有显著差异，如表2。所有治疗计划的剂量均匀性都非常好CI < 1.12，平均构象数CN>0.89，靶区(PTV)剂量均匀性指数HI不高于0.14，平均最大近似剂量的偏差<0.8 Gy。

2.2 2种模式OARS剂量比较

在所有的SABR治疗计划中，有小部分OARs的剂量体积达不到预设的限值，尤其是当CTV>70 cc时，OARs限值与PTV的剂量覆盖之间的对立关系比较强烈。因此在做这些治疗计划时需要在OARs和靶区剂量方面做一个妥协，为保证治疗中减少对正常组织器官的损伤，我们允许稍微降低部分OARs如膀胱和直肠的限值条件，尽可能减少对靶区剂量的影响。6MV FFF SABR膀胱和直肠的剂量分布略好于6MV FF SABR，如直肠的平均中等剂量体积(V50%)FFF模式比FF模式小2.5%，但是并未见有显著意义。这种剂量区别产生的原因可能是FFF模式下取消了均整器，减少了来自加速器机头内的散射线和漏射线，从而野外剂量降低进而减少了野外正常组织因射线散射造成的照射[5]。对比2种模式下的治疗计划，也未发现结肠，股骨头的剂量体积有统计学意义的差别。OARs剂量比较如表3。

表2 CTV，PTV剂量覆盖比较

表中Dx%表示最小x%体积接受的剂量，单位 Gy；Vx%表示接受x%剂量的体积，单位 cc。

表3 OARs受照射剂量比较表

表中Dx%表示最小x%体积接受的剂量；Vx%表示接受x%剂量的体积。

2.3 2种治疗模式下MV、EDT及R2 V2%的比较

FF SABR的机器跳数为(1864±142)MU，EDT为(3.6±0.23)min；FFF SABR的机器跳数为(1970±165)MU，EDT为(2.4±0.16)min；R2 V2%对应FF SABR和FFF SABR分别为(17.8±0.5)Gy和(17.4±0.5)Gy。与FF相比，FFF SABR需要更多的MU(t=-10.507，P<0.05)，但是治疗时间明显缩短(t=54.018，P<0.05)。剂量梯度FFF SABR稍好于FF SABR，但是没有统计学意义(t=2.221，P=0.057)。

3 讨论

前列腺癌的前期研究表明低分次剂量放疗，大分次剂量照射具有一定的放射生物学优势[6]。近期的证据也认为前列腺癌具有较低的α/β值，估计其为0.9～2.2 Gy低于直肠的3 Gy，这样理论上前列腺癌具有比较敏感的分次剂量依赖[7]。根据二次线性模型，前列腺癌较低的 α/β值可以通过SABR实施超大分割治疗以获得较好的治疗比。相对于IMRT，SABR-VMAT治疗前列腺癌的优点为靶区剂量的适形度高，肿瘤剂量覆盖很好而且OARs的剂量分布也比较好。和常规治疗模式相比，VMAT的1个特点是治疗时间短。SABR-VMAT FFF在前列腺癌放疗中的运用被大量研究，并且认为是安全有效的1种治疗手段[8]。

前列腺癌放射治疗的精准度受周围器官形态，位置变化以及膀胱、直肠充盈程度影响，同时前列腺本身也会发生位置和形态的变化。因此行前列腺癌SABR前需要进行CBCT图像引导摆位。Zelefsky等[9]分析高恶性前列腺癌行IMRT前有无IGRT的疗效，发现有IGRT的IMRT治疗效果比单纯IMRT的要好，在降低迟发型泌尿系统毒性反应方面也有明显的统计学意义。因此行SABR-VMAT 前列腺放疗必先要行IGRT以保证治疗实施的精确性。

PTV、CTV使用FF和FFF模式SABR-VMAT治疗计划的DVH数据上非常接近。在为9例患者制作的治疗计划都可以比较完好地达到计划预设目标：CTV V98%>98%，PTV V95%>95%。2种模式的OARs剂量差别也不明显。但是直肠，膀胱的D50%FFF治疗模式比FF低一些，直肠的D50% 平均差别为2.5%。这可能是均整器去掉之后，散射线减少，射野外的剂量降低的缘故。总体而言，2种治疗模式下OARs的吸收记录没有明显差异。但是，FFF SABR-VMAT可以有效地减少患者治疗时间。靶区外2 cm的最大剂量FFF SABR-VAMT略低于FF，但无统计学意义。

虽然通过上面的讨论，我们可以知道SABR-VMAT 放射治疗已初步确认其在前列腺癌放疗中的临床疗效。但是这种超高剂量治疗模式的放射生物效应我们并不是非常了解。因此，需要更长时间的追踪行SABR-VMAT患者的生化控制率以及晚期的不良反应，为这种治疗方法提供更坚实的理论依据。虽然SABR-VMAT FFF治疗相对于SABR-VMAT FF并没有显示出明显的剂量学优势，但是有效缩减了治疗时间，可以改善患者的治疗体验。

[1] Zelefsky MJ,Yamada Y,Fuks Z,et al.long-term results of conformal radiotherapy for prostate cancer:Impacr of dose escalation on biochemical tumor control and distant Metastases-Free survival outcones〔J〕.Int J Rad Oncol Biol Physics,2008,71(4):1028-1033.

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(编辑：甘艳)

ComparisontheDoseDistributionofVMAT-SABRwithFlatteningFilter(FF)andFlatteningFilter-free(FFF)TreatmentPlansforLocalizedProstateCancer

XIAOYing.

GanzhouCancerHospital,Ganzhou,341000

ObjectiveTo study the differences in VMAT-SABR treatmen plans dose distribution using Varian Clinac ix with flattening filter (FF) and flattening filter-free (FFF) modes for localized prostate cancer.MethodsRetrospective analyzed the treatment plans of 9 patients with localized prostate cancer.Treatment plans in 6 MV-FF and 6 MV-FFF modes for each patients were designed,all plans prescribed 35 Gy in 5 fractions of 7 Gy each.Analyzed the impact on CI and HI of cancer dose distribution and OARs dose distribution in 2 VMAT-SABR modes and also analyzed the treatment time differences in simulating treatment delivery.ResultsFor all plans,the dose distribution of cancer have good CI、HI and CN,and the dose of OARs can meet dose limits as well;There had no significant difference in dose distribution of cancer and OARs with 2 VMAT-SABR modes,the near-max dose at 2 cm outside cancer were 17.4 Gy and 17.8 Gy for FFF and FF modes respectively with no statistically significant difference;FFF mode had less treatment delivery time than FF,2.5 min vs 3.6 min.ConclusionUnder the circumstance of no significant change of cancer and OARs dose distributions,the FFF mode VMAT-SABR can reduce treatment delivery time campared with FF mode.FFF mode VMAT-SABR has clinical practical value for localized prostate cancer.

Prostate cancer;SABR-VMAT;Flattening filter;Flattening filter free

341000 江西省赣州市肿瘤医院

10.3969/j.issn.1001-5930.2017.09.048

R737.25

A

1001-5930(2017)09-1557-04

2017-05-24

2017-07-15)