VMAT和IMRT技术在鼻咽癌放疗海马保护中可行性研究

熊超 叶威 王璐 龚敏勇

[摘要] 目的 研究静态调强技术和容积旋转调强治疗技术在治疗鼻咽癌时对海马区的物理剂量学的差异性。 方法 对2016年5～11月入院的10例鼻咽癌患者采用：①容积旋转调强治疗技术V-MAT-HF（对海马区有剂量限制）；②容积旋转调强治疗技术V-MAT（对海马区不作剂量限制）；③9野静态调强计划9B-IMRT-HF（对海马区有剂量限制）；④9野静态调强计划9B-IMRT（对海马区不作剂量限制），记录各患者靶区适形性CI、剂量均匀性HI脑海马区HF的放射剂量，统计剂量学差异。 结果 鼻咽癌患者靶区容积旋转调强技术（保护脑海马区）对脑海马区的剂量低于其他三种治疗技术，其差异有统计学意义（P<0.05）；行保护性照射的容积调强技术对脑海马区HF受照剂量远远低于其他三种治疗技术，差异有统计学意义（P<0.05）。 结论 10例鼻咽癌患者靶区容积旋转调强技术（保护脑海马区）对脑海马区的剂量明显低于其他三种治疗技术，VMAT保护海马区技术可以认为是鼻咽癌患者放射治疗的首选治疗技术。

[关键字] 鼻咽癌；常规9野静态调强治疗；容积旋转调强治疗；脑海马区放射剂量

[中图分类号] R730.5 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2018）08-0079-03

Radiate dosimetry of volumetric modulated therapy on hippocampus in nasopharyngeal carcinoma

XIONG Chao YE Wei WANG Lu GONG Minyong

Cancer Center， Jiujiang First People's Hospital， Jiujiang inJiangxi Province， Jiujiang 333200，China

[Abstract] Objective To study the differences of physical dosimetry and biological indicators of hippocampus in the treatment of nasopharyngeal carcinoma by different volumetric modulated arc therapies （V-MAT）. Methods ①V-MAT-HF （dose-limiting for hippocampus）， ②V-MAT （no dose-limiting for hippocampus）， ③ 9-field intensity modulated radiation therapy-HF（9B-IMRT-HF） （dose-limiting for hippocampus） and ④9B-IMRT （no dose limitation for hippocampus） were used in 10 cases of nasopharyngeal carcinoma admitted from May 2016 to November 2016 in our hospital. Conformal index（CI）， Homogeneity index （HI） and radiation dose of HF in brainstem， spinal cord and hippocampus were recorded. Results The doses of V-MAT-HF（dose-limiting for hippocampus） to the hippocampus in patients with nasopharyngeal carcinoma were significantly lower than those of the other three therapeutic techniques（P<0.05）； HF dose to hippocampus of V-MAT with protective radiation was much lower than the other three techniques（P<0.05）. Conclusion The dose of V-MAT （protecting the hippocampus） of 10 patients with nasopharyngeal carcinoma is significantly lower than that of the other three therapeutic techniques. V-MAT which protects hippocampus can be considered as the preferred treatment of radiation therapy for patients with nasopharyngeal carcinoma.

[Key words] Nasopharyngeal carcinoma； Conventional 9-field intensity modulated radiation therapy； Volumetric modulated arc therapy； Radiation dose of hippocampus

放射治療是鼻咽癌综合治疗中重要的治疗方法，研究证实部分鼻咽癌患者接受放疗一段时间后出现言语能力下降、记忆力受损、神经认知功能下降等生活质量降低的表现[1-2]，而越来越多的研究显示海马区损伤是神经认知功能障碍的主要原因。目前鼻咽癌放射治疗多采用9野调强技术和容积旋转调强技术，在治疗患者的同时是否能有效降低脑海马区放射剂量、减少放疗损伤却少有文献报道[3]。本研究分别采用VAMT和IMRT设计保护或不保护海马的两种计划，研究鼻咽癌放疗时海马保护的可行性，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

入组10例患者，病理确诊为鼻咽癌，KPS≥70，分别采用四种放疗计划，并对其进行分析。

1.2 靶区与危及器官的勾画和治疗前体位固定

由放疗科主治医师在CT影像上勾画出：（1）勾画肿瘤区GTV，计划靶区PTV：在CTV基础上外扩3 mm。由PGTV、PTV1、PTV2组成。（2）勾画颅脑附近相关危及器官：晶体、眼球、颞叶、视神经、视交叉、腮腺、颞颌关节、下颌骨、脑干、脊髓等。（3）海马回区的勾画：海马回区位于颞叶腹内侧方、侧脑室下角侧面[4]。采用头颈肩热塑面罩固定，患者取仰卧位，在Phillip大孔径CT模拟机下进行CT扫描，扫描范围从头顶部至锁骨下3 cm，层厚3 mm，并放置体表参考标记，之后以相同体位和固定方式在MRI下扫描，将两组图像通过网络系统传输到Pinnacle V9.2治疗计划系统，A组为V-MAT-HF海马区保护性放疗组，B组9B-IMRT对海马区受量不做任何限制；C组为9B-HF海马区保护性放疗组，D组VMAT对海马区受量不做任何限制。并做CI-MRI图像融合。

1.3 计划物理学、生物学参数的计算分析

1.3.1 对比各项参数 所选取的10例患者，其中男4例，女6例，年龄35～65岁，平均（52.34±6.25）岁，将后四组技术靶区的剂量适形指数CI、剂量均匀指数HI和脑海马区HF的Dmax值分别与容积调强保护脑海马区技术所得数据进行比较，并分析其统计学差异。

1.3.2 CI、HI计算公式如下 HI=（Dmax-Dmin）/Dmean，CI=（Vt，pi×Vt，pi）/（Vt×Vpi），其中Dmax为靶区中最大剂量，Dmin为靶区最小剂量，Dmean为靶区的平均剂量，Vt，pi为95%处方剂量等剂量线与靶区相交部分的体积、Vt为靶区总体积、Vpi为95%处方剂量等剂量线包绕的总的组织体积。

1.4 统计学方法

使用SPSS19.0对数据进行统计，采用方差检验，分析V-MAT保护脑海马区技术与其他三种技术之间的差异，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 目标靶区的适形性CI和均匀性HI

表1中所列VMAT保护海马区技术与其他三种治疗技术的靶区适形性CI和均匀性HI结果及统计分析。从表中显示，容积旋转调强治疗组的靶区适形性和均匀性优于9野调强治疗组，差异有统计学意义，而容积旋转调强治疗组中，选择保护脑海马区和未对海马区进行保护这两种技术之间的靶区CI、HI值差异较小。

2.2 四种治疗技术对脑海马区剂量结果及统计学分析

V-MAT保护海马区治疗技术与其他三种技术相比没有显著差异；行保护性照射的容积调强技术对脑海马区HF受照剂量远远低于其他三种治疗技术，差异有统计学意义（P<0.05）。容积调强保护海马区治疗技术在不增加靶区其他正常组织照射剂量的同时能有效降低脑海马区放射剂量、减少脑放疗损伤。

3 讨论

海马区位于颞叶内侧，是构成认知功能、定向能力、注意力集中的关键，同时海马区细胞也是形成空间记忆能力的基础[5-6]，损害海马神经元祖细胞必然会减少新生细胞元，从而影响记忆力。放疗导致的脑炎性反应，抑制并减弱神经发生，导致患者认知功能进行性下降。多项证据证明，放疗是导致远期认知功能损害的主要原因，且认知功能下降是进行性、不可逆的[7-8]，因此降低脑海马区放射剂量显得尤为重要。有资料调查显示，成年人与儿童受放疗认知损伤程度不同，大部分接受放疗患儿中，均有不同程度的记忆功能障碍，并在放疗后远期出现学习能力较差、心理方面障碍等异常[9-10]，而成年患者发生认知障碍或其他记忆损伤的脑海马区剂量阈值和概率则難以找到平均的数值，更易受其他治疗方案的影响如化疗、靶向药物治疗，生物治疗等[11-12]。美国肿瘤放射治疗协作组（radiation therapy oncology group，RTOC）的RTOG0933报告显示海马保护性全脑放疗在神经认知功能及生存质量方面取得良好结果[13]。但海马区保护勾画范围及剂量阈值则存在不同声音，一些团体通过诸多基础实验指出，低剂量（2 Gy）即可降低NSC生存率50%，提示引起神经认知功能减退的放射剂量可能比既往预想的剂量（10 Gy）要低[14]。然而考虑到勾画海马区时已经对其外放3 mm的安全边界，有可能卷入部分肿瘤区域，加上过低的剂量限值势必影响附近肿瘤靶区的受照剂量，造成不良后果[15]。

本研究发现，通过容积旋转调强和常规9野IMRT放射治疗技术保护海马区和未保护海马区的4组研究数据对比，容积旋转调强治疗组的靶区适形性和均匀性优于9野调强治疗组，其结果具有统计学意义，不难发现容积调强保护海马区的放疗方式有效降低了脑海马区的受照剂量；行保护性照射的容积调强技术对脑海马区HF受照剂量远远低于其他三种治疗技术，差异有统计学意义（P<0.05）。容积调强保护海马区治疗技术在不增加靶区其他正常组织照射剂量的同时能有效降低脑海马区放射剂量、减少脑放疗损伤。这在鼻咽癌5年生存率不断提高的今天，有着显著意义。

总之，对脑海马区进行剂量保护的容积旋转调强技术，可以有效降低患者的脑放疗反应，保护患者的认知能力，提高患者后期生存质量，可以认为是鼻咽癌放射治疗的首选治疗新技术。值得注意的是，本文只考虑了单纯放疗的情况，对于同步放化疗或联合生物靶向治疗等的患者，应考虑更多因素对海马所造成损伤。

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（收稿日期：2017-11-07）