胸上段食管癌SIB-IMRT治疗不同射野角度的剂量学比较

2019-01-24刘亚军通讯作者王艳荣

影像研究与医学应用 2019年2期

张蕾，刘亚军（通讯作者），张强，王艳荣

（汉中市中心医院放疗科陕西汉中 723000）

食管癌是常见的消化道恶性道肿瘤之一，发病率居消化道恶性肿瘤第2位[1]。调强放射治疗是治疗食管癌常用的手段[2]。同步加量调强放疗（simultaneously integrated boost intensity-modulated radiation therapy，SIB-IMRT）既具有IMRT高度适形的剂量分布和有效保护正常器官的特点[3]，又能同时照射原发灶和预防区，缩短了治疗时间，是食管癌临床治疗的一种方法。

随着放疗技术的不断进步，调强放疗治疗开始在食管癌放疗中被广泛应用计划中。本研究通过比较5野调强放疗不同射野角度的剂量学差异，为胸上段食管癌计划设计提供参考。

1 材料与方法

1.1 临床资料

选取我科2017年—2018年3月20例接受放疗的胸上段食管鳞癌患者，患者年龄60～78岁，平均年龄70岁，患者入院前均有进食梗阻，放疗前行胃镜，胸部CT等检查，经病理结果确诊为食管高分化鳞状细胞癌，病变长度为11.05～16.04cm，中位长度为13.21cm。

1.2 方法

1.2.1 体位固定及CT扫描所有患者均取仰卧位，双手交叉放置于额头上，热塑膜固定体位。用GE大孔径CT模拟机定位。经静脉注射规格为100ml：30g碘海醇70ml行增强CT扫描，扫描范围从下颌下缘到肝下缘，扫描层厚5mm。扫描完成后图像传输至Varian Eclipse（13.5)计划系统。

1.2.2 靶区勾画将CT图像在计划系统里进行三维重建，参考食管钡餐，胃镜，MR，PET-CT等检查勾画。靶区包括：GTV：影像学上可见的食管病灶及纵膈转移淋巴结；PGTV：GTV及GTVnd外放0.5cm形成；CTV：GTV前后左右外放0.8cm，上下外放3cm（外放后按照解剖屏障调整）并包括双侧锁骨上淋巴引流区，纵膈淋巴结引流区；PCTV：CTV向三维方向外放0.5cm。

1.2.3 计划设计使用瓦里安Eclipse13.5计划系统设计治疗计划，两组计划均使用能量为6MV，剂量率为500MU/min的高能X线，两种布野方式为：A组采用常规5野均分的布野方式，即216°，288°，0°，72°，144°；B组从减少肺的受照体积考虑，0°角保持不变，其余照射野尽可能少的穿过肺组织向体中线靠拢，即200°，300°，0°，50°，150°。

1.2.4 剂量要求靶区处方剂量PGTV为2.0Gy/F，总剂量为56Gy，V56≥95%。PTV为1.8Gy/F，总剂量为50.4 Gy，V50.4≥95%。危及器官限量：双肺V5＜65%，V10＜45%～50%，V20＜30%，V30＜20%，心脏V30 ＜40%，V40＜30%，脊髓Dmax≤45Gy。

1.3 观察指标

通过剂量体积直方图对两组治疗计划的靶区和危及器官进行相关剂量学统比较。（1）靶区均匀性指数（homogeneity index，HI）比较：HI=（D2%～D98%）/D50%；HI值越小表明均匀性越好。（2）适形度指数（conformity index，CI）：CI=VT，ref/VT×VT，ref/Vref，其中VT为靶体积，VT，ref为参考等剂量面所包绕的靶区体积，Vref为参考等剂量面所包绕的所有区域的体积。CI值在0～1之间，越接近1说明适形度越好。（3）双肺照剂量：V5、V10、V20、V30，（4）心脏V30、V40，（5）脊髓的最大剂量Dmax。

1.4 统计方法

数据结果使用SPSS17.0软件进行统计学分析，数据结果以±s表示，各数据指标符合正态分布，并采用配对样本t检验进行分析，P＜0.05 为有显著性差异。

2 结果

2.1 两组计划PGTV 和 PTV的结果、均匀性指数（HI）、适形度指数（CI）

如表1所示。

表1 两组计划靶区受照剂量比较

2.2 两组计划的双肺、心脏、脊髓结果如表2所示。

表2 两组计划危及器官受照剂量比较

3 讨论

在胸部肿瘤的放射治疗中，放射性肺损伤是常见的并发症，严重影响了患者的生活质量和生存期，同时限制了临床使用更高、更有效的照射剂量以及联用其他方法来控制肿瘤[4]。放射性肺炎是食管癌放射治疗后的副反应之一，严重者肺脏发生广泛纤维化，导致呼吸功能损害，部分患者可导致死亡。发生放射性肺炎的严重程度与超过肺放射性耐受量的肺体积的大小之间可能存在着密切的关系[5]，随着放疗技术的发展，IMRT等技术在满足靶区高适形度的同时降低了肺脏的高剂量区，随着射野的增多，肺的低剂量区随着增高，以往临床普遍认同V20、V30、为临床放疗工作中计划评估的重要物理学参数，但近年来低剂量区域的V5，V10也越来越被重视，有关文献报道[6]，V5与3级及以上放射性肺炎的发生之间具有一定的相关性。故肺的受量成为计划限量的最主要因素之一。我科食管癌患者大部分年龄偏大，患者由于受年龄、身体素质、器官功能状况等影响，发生放射性肺炎的概率较大，因此调强计划对肺的保护尤为重要。

目前，调强放射治疗技术已经在食管癌的临床治疗中已经成为一种十分重要的治疗手段[7]，Fu等[8]比较了 5例上段食管癌原同期加量的3D-CRT与IMRT计划，当IMRT计划的设野数≥5 野后，IMRT计划无论是靶区剂量均匀性还是对重要器官的保护均较3D-CRT计划占优势，Nutting[9]研究认为随着调强照射野的增多，导致全肺低剂量照射的体积也随之增多。

童铸廷等[10]研究认为食管癌5野调强比7野调强降低了双肺V5的剂量，国内外相关文献[11-12]报道了射野角度优化技术在头颈部肿瘤、肺癌等调强放疗计划设计中的应用，研究结果表明射野角度优化对于大多数肿瘤能够保证靶区剂量覆盖,降低危及器受照剂量。本研究鉴于国内外的相关实验结果，结合我科食管癌靶区的特点，选择5野IMRT计划，从降低肺部照射体积考虑，在常规的5野均分的IMRT计划上，对射野进行角度优化，设计出B组计划，即0°角不变，其余四个野尽量向体中线靠拢，尽量减小穿过肺组织的体积。（图1为两组计划的剂量分布图；图2为两组计划双肺的DVH图）通过与A组计划的比较，发现双肺的V5和V10，V20，都有明显减少，20例病人中采用五野均分的治疗方式大多数病人的双肺V5的限量不达标，而使用角度优化的治疗方式，可以使双肺V5的限量满足临床要求。虽然角度优化使心脏和脊髓剂量略有增大，但都在正常器官限量要求范围之内，同时B组同步加量区（PGTV）较A组无明显差异且B组预防区（PCTV）满足V50.4≥95%。因此经过角度优化的计划实现了在保证靶区较高适形度的同时减少肺的受照剂量体积这一目标，是胸上段食管癌SIB-IMRT治疗中值得选择的一种调强放疗方式。