Graves 眼病三种放疗技术的剂量学对比研究

陈思嘉

甲状腺功能亢进凸眼，也称Graves 眼病（Graves' ophthalmopathy，GO）[1]。放疗长期被用于治疗GO[2-4]，但可能会引起一些副反应，这与泪腺、视网膜和晶体所受剂量有关[5]。GO 常用的是三维适形放疗（Three-dimensional conformal radiotherapy，3DCRT）。随着技术的发展，调强放疗（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT）和容积旋转调强放疗（Volumetric modulated arc therapy，VMAT）也被应用[6-8]，但至今没有研究比较过IMRT 与VMAT 用于GO 放疗。本研究比较了3DCRT、IMRT 和VMAT，为GO 放疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016 年7 月—2018 年6 月我科接受放疗的20 例GO 患者，其中男性5 例，女性15 例。年龄为（38.23±8.30）岁。

1.2 体位固定与靶区勾画

患者行定位CT 扫描，用于靶区和危及器官的勾画。临床靶区（Clinical target volume，CTV）为眼球后软组织。CTV外放0.3 cm，生成计划靶区（planning target volume，PTV）。勾画晶体、视网膜、泪腺与眼球为危及器官。

1.3 放疗计划设计

在Eclipse 计划系统中对20 位患者分别设计3DCRT、IMRT 与VMAT 三种不同放疗计划。处方剂量20 Gy/10 次。采用Truebeam加速器，6 MV X 射线。

3DCRT 由一对对穿野组成，如图1a。机架角以90°与270°为基准，以晶体与靶区距离最大为原则进行微调。IMRT 由7 个机架角对称分布的射野组成，如图1b。调整准直器角度，避免照射危及器官。VMAT 由两个弧组成：机架角181°至179°，铅门角度10°；机架角179°至181°，铅门角度80°，如图1c。

图1 三种放疗技术布野 （a）三维适形放疗；（b）调强放疗；（c）容积旋转调强放疗

1.4 剂量学评估

靶区PTV 评估：近似最大剂量D2%，近似最小剂量D98%，中位剂量D50%，均匀性指数（homogeneity index，HI）和适形度指数（conformity index，CI）：

V（t）是PTV 体积，V（t，ref）为等剂量线包绕的PTV 体积，V（ref）为接受处方剂量的体积。左右晶体、视网膜、泪腺及眼球评估最大剂量Dmean 和平均剂量Dmax。

1.5 统计学方法

采用SPSS 25.0 软件处理数据，计量资料采用单因素方差分析（Analysis of Variance，ANOVA），进行显著性检验，用（+s）表示，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 靶区的剂量参数

表1 列出了三种放疗计划的PTV 剂量覆盖，采用100%处方剂量覆盖95%PTV 体积归一。VMAT 有最好的HI 和CI，IMRT 略次之。IMRT 得到的D50%最接近处方剂量。3DCRT 的D2%最高。

2.2 危及器官的剂量参数

表2 是三种计划各器官的受照剂量。对于晶体，IMRT 具有最低的Dmax；3DCRT 具有最低的Dmean，IMRT 次之。对于泪腺，IMRT 具有最低的Dmean，3DCRT 的Dmax 最高。对于视网膜，3DCRT 表现最差。对于眼球，IMRT 得到的Dmean 最低。

3 讨论

采用射线来治疗GO，已被应用了超过60 年。目前广泛采用的3DCRT 技术，因为它技术简单，价格低廉。但3DCRT 得到的靶区适形度和均匀性不容乐观，对周围危及器官的保护也不佳。Lee 等发现IMRT 比3DCRT 有更好的靶区覆盖，更好地保护眼球、晶体[10]。San Miguel 等发现VMAT 比3DCRT 减少了正常组织的剂量，得到了更好的靶区覆盖[12-13]。但目前没有研究同时对比过3DCRT、IMRT 和VMAT，本文针对这个空白进行了研究。

研究结果表明，IMRT 和VMAT 技术，靶区PTV 均能被处方剂量较好覆盖，IMRT 的靶区的Dmean 和D50%最接近于处方剂量，VMAT 的CI 和HI 最好。3DCRT 的靶区覆盖情况最差。器官保护方面，IMRT 对于泪腺、眼球，都得到了最低的Dmean，对于视网膜，Dmean 也显著低于3DCRT，数值上也低于VMAT。这是因为在布野时，使准直器旋转到尽量避开危及器官的位置，降低器官的受量。而VMAT 的Dmean 相对IMRT 较高的原因在于，使用358°全弧照射时，每个角度都会有剂量，导致器官受到低剂量的照射。3DCRT 得到的晶体的Dmean 小于其他计划，这是因为在布野时，用多叶准直器MLC 遮住了晶体。对于所有器官，3DCRT 得到的Dmax 都是最大的；对于泪腺，3DCRT 得到的Dmean 也显著大于其他计划。

综上，对于GO 的放射治疗，采用IMRT 技术在得到较好的靶区覆盖情况的同时，可以最大程度地保护危及器官，尽量避免干眼、视网膜病和白内障的发生。

表1 三种放疗技术的靶区剂量覆盖情况（ ±s）

表1 三种放疗技术的靶区剂量覆盖情况（ ±s）

注：P12: 3DCRT 与IMRT 之间的P 值，P13：3DCRT 与VMAT 之间的P 值，P23：IMRT 与VMAT 之间的P 值

参数 3DCRT IMRT VMAT P12 P13 P23 F 组间 P 组间D50% 21.060±0.060 20.650±0.080 20.690±0.060 0.000 0.000 0.886 38.333 0.000 D2% 21.700±0.040 21.270±0.120 21.210±0.120 0.000 0.000 0.391 22.160 0.000 D98% 19.620±0.060 19.610±0.100 19.740±0.030 0.878 0.004 0.003 5.147 0.003 CI 0.355±0.040 0.844±0.012 0.897±0.008 0.000 0.000 0.000 796.411 0.000 HI 0.099±0.004 0.080±0.008 0.071±0.006 0.000 0.000 0.021 20.045 0.000

表2 三种放疗技术的危及器官剂量照射情况（ ±s，Gy）

表2 三种放疗技术的危及器官剂量照射情况（ ±s，Gy）

注：P12: 3DCRT 与IMRT 之间的P 值，P13：3DCRT 与VMAT 之间的P 值，P23：IMRT 与VMAT 之间的P 值

器官 参数 3DCRT IMRT VMAT P12 P13 P23 F 组间 P 组间左晶体 Mean 2.163±0.526 2.462±0.384 3.215±0.142 0.079 0.000 0.000 14.427 0.000 Max 5.500±2.275 3.541±0.862 4.462±0.329 0.001 0.068 0.103 4.175 0.006右晶体 Mean 2.015±0.521 2.495±0.437 3.273±0.152 0.008 0.000 0.000 18.751 0.000 Max 4.939±2.260 3.646±0.933 4.452±0.437 0.050 0.074 0.158 3.285 0.045左泪腺 Mean 21.177±0.263 16.757±0.906 17.858±1.169 0.000 0.000 0.018 33.234 0.000 Max 21.728±0.142 21.406±0.394 21.399±0.627 0.037 0.046 0.987 4.588 0.038右泪腺 Mean 21.089±0.359 15.284±1.796 16.268±2.248 0.000 0.000 0.050 18.376 0.000 Max 21.833±0.101 21.288±0.207 21.250±0.346 0.000 0.000 0.749 8.533 0.000左视网膜 Mean 21.264±0.169 19.595±0.443 19.817±0.498 0.000 0.000 0.277 23.563 0.000 Max 21.807±0.175 21.659±0.134 21.608±0.182 0.592 0.276 0.575 2.641 0.048右视网膜 Mean 21.011±0.441 19.522±0.780 19.404±1.272 0.001 0.000 0.766 5.467 0.001 Max 21.803±0.120 21.610±0.171 21.589±0.253 0.038 0.049 0.857 3.123 0.041左眼球 Mean 21.728±0.146 21.452±0.254 21.490±0.310 0.000 0.015 0.006 10.170 0.000 Max 14.175±1.184 11.611±1.078 12.984±0.712 0.047 0.064 0.742 2.588 0.051右眼球 Mean 21.804±0.118 21.455±0.300 21.502±0.366 0.000 0.003 0.027 9.654 0.000 Max 14.343±1.578 11.410±1.073 12.653±0.940 0.023 0.048 0.751 2.739 0.042