CT增强联合小肠造影在宫颈癌放疗对放射治疗计划剂量分布影响的研究

朱晓力，左二冬，严叶红，程 旭 (通讯作者)

（太仓市第一人民医院＜苏州大学附属太仓医院＞血液肿瘤科 江苏 太仓 215400）

国内最新研究表明在小肠内充盈的造影剂可导致CT值及电子密度升高[1]，放射治疗过程中靶区实际受照剂量较计划系统计算所得剂量增加约3.2%[2]，增加了放射剂量的不确定性。为了减少此类不确定性对宫颈癌放疗剂量的影响[3]，本研究在宫颈癌放疗定位时口服碘海醇造影剂，探究人为设定小肠密度是否减小因为造影剂对宫颈癌放射治疗剂量计算结果的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2016年3月至2018年3月太仓市第一人民医院收治的宫颈癌放疗患者63例，均已病理确诊，年龄26～81岁，中位年龄52岁。63例患者中术后辅助放疗58例,术后复发5例。

1.2 CT模拟定位

所有患者均采取仰卧位，采用真空体膜固定体位。CT定位扫描前3h禁食，前1h排空膀胱，饮水500mL，充盈膀胱，行CT平扫；患者再次排空膀胱，口服碘海醇30g 20mL+500mL水，1h后同一体位行CT增强扫描，增强扫描前静脉注射80mL碘海醇造影剂，采用西门子双排螺旋CT扫描，扫描床为碳纤维床板，扫描层厚为5mm、层间距为5mm。通过VARIAN ARIA网将CT图像传至VARIAN ECLIPSE 10.0治疗计划系统。

1.3 靶区及危及器官勾画

在ECLIPSE计划系统上进行图像三维重建，根据小肠造影后的CT定位图像，在相同的窗宽和窗位条件下，由经过标准培训的1名经验丰富的放疗医师别逐层勾画靶区,靶区勾画参照RTOG宫颈癌术后IMRT的CTV勾画指南，包括瘤床、宫旁、髂内、髂外、髂总及闭孔淋巴引流区。然后上下、腹侧向外放0.8cm，左右及背侧向外放0.5cm形成PTV。危及器官参照RTOG盆腔正常组织勾画指南，包括小肠、膀胱、股骨头等。

1.4 放疗计划设定

每例患者在VARIAN ECLIPSE 10.0版本的计划系统上设定7野IMRT计划，然后人为改变小肠电子密度重新行剂量计算，“Creat Verification Plan”对同一计划不同小肠电子密度形成2个不同的剂量分布。

（1）剂量分布A：为常规7野等中心IMRT计划，角度别为180°、129°、78°、27°、336°、285°、234°，处方剂量为4500cGy分25分次（5次/周），危及器官限量分别为小肠V40＜30%、直肠V30＜60%、膀胱V45＜35%、股骨头V30＜15%，完成后利用“rescale”功能将所有计划的处方剂量调整为D95为4500cGy。

（2）剂量分布B：为同一定位CT中的小肠设定电子密度的IMRT计划，在计划系统中借鉴容积密度分配方法[4]将小肠电子密度设定为1（水样密度），并在原计划中使用”Creat Verification Plan”功能制定一个QA计划，与原计划所有参数都一致，重新进行剂量计算。

1.5 剂量比较

根据靶区和危及器官受量以及DVH来比较2个计划的剂量分布差异，靶区包括D98、D50、D2、CI、HI值（CI、HI定义如下：适形指数CI=TVDP/TV×TVDP/VDP，其中TVDP是处方剂量包绕的靶体积、TV是靶体积、VDP是处方剂量包绕的总体积；均匀指数HI=（D2-D98）/D50，其中D2、D50、D98分别为包绕2%、50%、98%靶体积的剂量）；危及器官包括小肠接受30Gy照射体积、膀胱V45等。

1.6 统计方法

采用SPSS19.0软件对两种剂量分布的相关参数行配对t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 电子密度和CT值

63例患者造影后小肠的电子密度平均为1.181±0.38（1.033～1.420），CT值 平 均 为267.9±86.7（33～766）HU。

2.2 宫颈癌IMRT设定小肠电子密度IMRT计划的靶区、危及器官受量：详见表1。

表1 63例宫颈癌患者DVH评价参数在常规IMRT（剂量分布A）和指定小肠电子密度的IMRT计划（剂量分布B）的分布与比较（±s）

表1 63例宫颈癌患者DVH评价参数在常规IMRT（剂量分布A）和指定小肠电子密度的IMRT计划（剂量分布B）的分布与比较（±s）

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3 讨论

在宫颈癌术后放疗中，腹腔内的小肠与放疗靶区密切相关，肠腔充满。口服的碘海醇溶液引起局部CT图像中相应像素的电子密度和CT值发生变化[1]。本研究中，小肠的平均电子密度为1.181，CT值为267.9HU。CT定位图像中电子密度的这种变化可能会影响计划系统的剂量计算结果，从而导致射线通道有效深度的变化。此外，Amato等表明这种效应与CT值呈正相关。计划系统通过定位CT值来计算放射治疗计划的剂量分布，CT值表示在通过组织吸收后辐射的衰减值，其与组织的电子密度线性相关。X射线穿过的组织电子密度越高，物质的线性衰减系数增加，并且ECLIPSE计划系统在计算剂量时需要增加机器跳数。结果可能导致整个放疗过程中目标区域和正常组织的实际剂量增加。本研究结果表明，为了克服碘海醇造影剂对射线衰减的影响，剂量分布B中的D98（4579.1±10.7cGy）比剂量分布A中的D98（4489.3±9.4cGy）要提高了2%（P＜0.05），因此，在实际治疗期间，小肠未充满造影剂，这意味着目标区域的实际剂量可能是由于 计划系统计算偏差并人为增加2%（目标区域的总剂量约为1Gy）。在一项幻像研究中，Ramm等[5]发现造影剂的使用会影响三维放射治疗计划的剂量分布，平均差异为3%。此外，这种差异随着造影剂浓度和体积的增加而线性增加，达到10.3%，本研究中ECLIPSE计划系统计算的剂量相似，考虑因素可能与以下因素有关：（1）尽管每位患者在 CT扫描前均需要服用500ml口服碘海醇溶液，然而在实际操作中可能存在差异，导致小肠中碘海醇造影剂的浓度不一；（2）此外，由于肠蠕动等原因，造影剂到达小肠的时间不能完全一致，小肠的电子密度也可能变化很大；（3）肠内密度不均匀，甚至可能由于气体的存在而产生空气腔，产生反复的建成效应，但在剂量分布B的计算中未充分考虑，这可能对结论产生影响。

本研究采用的是为常规7野等中心IMRT计划，角度别为180°、129°、78°、27°、336°、285°、234°，穿过被造影剂充盈小肠的多个射野有可能造成计划系统计算剂量的变化；结果显示在处方剂量完全一致情况下（95%PTV为4500cGy），适行指数CI和均匀指数均没有差异（P＞0.05）靶区D98、D50分别为4489.3、4579.1cGy与4675.4、4781.4cGy（P＜0.05），使用直接使用小肠造影后的CT图像制定计划，会造成剂量偏高2%，综上所述，宫颈癌放疗时小肠内充盈的造影剂可导致CT值及电子密度升高，计划系统计算剂量时为了克服其对射线衰减的影响需要增加机器跳数，最大会造成最高剂量偏高2%，但这种差异虽然有统计学意义，然而这种人为的剂量提升是否会对肿瘤长期生存率和不良反应产生影响尚需进一步研究。