旋转调强与静态调强在俯卧位宫颈癌放疗中的剂量学比较

2019-12-19韩媛媛戴甜甜洛小林高立伟

中日友好医院学报 2019年5期

韩媛媛，毛凯，戴甜甜，贾倞，熊英，洛小林，高立伟

（中日友好医院放射肿瘤科，北京 100029）

对于早期宫颈癌患者，术后辅助放疗可以通过控制盆腔隐匿病灶来抑制局部复发[1]。调强放射治疗（intensity modulated radiation therapy，IMRT）技术能给予靶区良好的剂量分布并减少正常器官的受照[2]，由于静态野调强放疗的治疗时间长，增加了治疗过程中的不确定因素，可能影响疗效。容积旋转调强（volume-modulated arc therapy，VMAT）技术是目前已广泛应用于临床的成熟放疗技术，除了具有IMRT 的技术优点外，可有效缩短治疗时间，这对于提高患者生活质量及辐射防护均有重要意义[3，4]。目前已有国内外学者研究认为宫颈癌放疗的俯卧位比仰卧位可以更好地减少小肠受照体积[5～7]。本研究主要比较宫颈癌术后放疗中俯卧位治疗时，VMAT 技术与IMRT 技术在剂量学、机器跳数和治疗时间上的差异。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选取2014年4月～2016年8月间，经病理学证实后实施宫颈癌术后放射治疗患者30例，年龄32～67 岁，中位年龄48 岁。

1.2 体位固定、CT 模拟

所有患者遵医嘱扫描前1h 排空膀胱后口服500～800ml 水憋尿，利用俯卧板结合热塑体膜固定，腹盆部自然下垂入方孔中。使用飞利浦大孔径CT 获取平扫及增强图像，扫描范围包括中下腹部、盆腔及会阴部，层厚5mm。将图像传至Eclipse 10.0 计划系统。

1.3 靶区及危及器官定义

根据ICRU 50 的建议，临床肿瘤靶区（clinical target volume，CTV）包括瘤床及宫旁、阴道中上段，骶前、髂内、髂外及髂总淋巴结引流区，计划靶区（planning target volume，PTV）包括CTV 周围2cm 和淋巴结周围1.5 cm 内区域。

1.4 放疗计划设计

处方量为5000cGy/25 次，分别设计VMAT 和IMRT 计划，要求95%PTV 接受处方量照射；正常组织受量分别为直肠D50%＜5000cGy，小肠D10%＜5000cGy、Dmax≤5200cGy，结肠D10%＜5000cGy、Dmax≤5200cGy，膀胱D50%＜5000cGy，股骨头D5%＜6000cGy，脊髓Dmax＜4500cGy。使用Eclipse 10.0 治疗计划系统，10MV X 线，等中心照射。（1）VMAT 计划：两野拉弧照射，机架角度分别为240°～120°、120°～240°，其中每个野在330°～30°之间射线不出束；（2）IMRT 计划：5 野共面照射，机架角度分别为为0°、45°、90°、270°、315°。

1.5 计划评估

计划评估参数包括靶区剂量均匀性指数（homogeneity index，HI）、靶区适形性指数（conformability index，CI）、正常组织受量、计划输出跳数（monitor unit，MU）及单次治疗时间。

HI 用来分析靶区体积内的剂量均匀性，定义为（1）式：HI=D5%/D95%，D5%、D95%分别为受到高剂量照射的5%和95%靶体积所接受的最低剂量。HI 越接近于1 代表均匀性最好；HI 增大代表均匀性变差。

CI 是逐层剂量分析和剂量-体积直方图的扩展[8]，它可以客观反映所关心的剂量体积分布与靶区体积的大小及形状的适形性，定义为（2）式：CI=PI/TV，PI 为处方等剂量体积（cm3）；TV 为靶区体积（cm3）。CI=1，表示适形性最佳；CI＞1，表示过度治疗；CI＜1 表示治疗不足[9]。

危及器官的评价参数包括小肠D10%、Dmax，结肠D10%、Dmax，直肠D50%，脊髓Dmax，股骨头D5%，膀胱D50%。

1.6 统计学方法

使用SPSS 19.0 软件对2 种计划的各项参数进行配对t 检验，数据用±s 表示。

2 结果

2.1 评估2 种计划

从靶区剂量CI、HI、MU 及单次治疗用时来评估2 种计划，如表1，VMAT 计划与IMRT 计划相比，靶区适形性和均匀性均可满足临床要求，差异无统计学意义（P＞0.05）；VMAT 计划机器跳数较IMRT 计划平均减少了31%，差异显著（P＜0.05）；VMAT 计划比IMRT 计划平均节省了35%的治疗时间，差异显著（P＜0.05）。

2.2 比较2 种计划的危及器官受量

表2示，VMAT 计划的股骨头D5%、小肠D10%、膀胱D50%、脊髓Dmax 平均受照剂量与IMRT 比较显著下降（均P＜0.05）；2 种计划的直肠D50%及结肠D10%、Dmax 无显著性差异。

选取其中1例患者，2 种计划的剂量-体积直方图（dose-volume histogram，DVH）比较如图1（见封二）所示，给予靶区相同处方量时，VMAT 计划的膀胱、脊髓、股骨头受照体积均显著小于IMRT 计划；直肠的受照体积均略小于IMRT 计划；小肠由于与靶区在解剖结构上关系密切，因此2种计划的小肠受照体积无显著性差异。

表1 VMAT 与IMRT 计划评估参数对比（±s）

评价参数 VMAT IMRT P 值CI 0.80±0.10 0.76±0.02 0.442 HI 0.08±0.01 0.08±0.01 0.989单次治疗跳数（MU）638±116 932±74 0.033单次治疗时间（s）143±23 223±17 0.006

表2 正常组织受量对比（±s）

项目 VMAT IMRT P 值小肠 D10%（cGy）3366±228 4091±317 0.018 Dmax（cGy）4932±187 5064±23 0.291结肠 D10%（cGy）4175±556 4574±530 0.148 Dmax（cGy）4952±107 5110±38 0.098直肠 D50%（cGy）3839±490 4273±443 0.189膀胱 D50%（cGy）3551±286 4087±142 0.045脊髓 Dmax（cGy）3274±171 3772±138 0.025股骨头 D5%（cGy）3793±291 4523±248 0.017

3 讨论

传统宫颈癌放疗在三维适形时代常采用四野盒子照射，使得盆腔内组织都受较高剂量的照射，导致一些较严重的急性和慢性毒副作用[10～12]。

IMRT 技术相较三维适形技术而言，极大地改善了靶区剂量分布，但治疗时间增加，使得治疗精度降低。VMAT 技术是加速器机架在旋转过程中，对旋转路径上的各个控制点的机架角度、MLC位置和剂量等参数信息进行精准控制，通过调节旋转机架速度及其对应角度下的射野形状和权重来实现理想的剂量分布[13]。对一般的临床病例来说，VMAT 技术使用2 个弧即可完成理想的治疗计划，这同IMRT 固定射野技术相比可在保证计划质量前提下显著缩短治疗时间、减少加速器机器跳数[14]。然而VMAT 技术在机架旋转过程中同时出束也使更多的正常组织受到低剂量照射[15]，增加了诱发二次肿瘤的可能性[16]。本文使用的VMAT 计划，在射野正对正常组织时屏蔽射线，即在330°～30°范围内机架匀速转过而不出束，有效地减少了射野通路上正常组织的低剂量受照。

与有些文献里[17，18]普通调强放疗计划采用9野或者7 野的布野方式不同，本文使用5 野调强方案，经笔者验证，这几种布野方案在剂量分布上无明显差异，但在实际治疗过程中，治疗野角度切换需要一定的时间，射野增多则意味着治疗时间也相应增加。VMAT 计划则使用2 个照射弧，第一个治疗野的终止角度即为下一个治疗野的起始角度，几乎不需在治疗野角度切换上浪费时间，经统计每治疗1 个患者可比对应的IMRT 计划平均节省10min 左右，这对于提高临床效率来说具有十分重要的意义。

相比仰卧位而言，俯卧位治疗可使腹腔内的脏器下垂从而远离靶区，进一步减少受照体积，已有研究证实[19，20]通过精确摆位，宫颈癌患者治疗时腹部坠入俯卧板孔中，重力作用使得腹腔内脏器，如膀胱及部分肠道下垂于俯卧板的孔中，减少了危及器官的受照体积和剂量。综上所述，相比IMRT 技术，使用VMAT 技术配合俯卧位治疗宫颈癌，可在有效保护小肠的基础上，进一步减少脊髓、膀胱、股骨头等正常组织受量，是一种高效安全的放疗技术。