sIMRT与IMRT在胸段食管癌放疗靶区、危及器官剂量学及照射野参数中的差异分析

成 俊，李 伟，周 春，徐金济，姜玉铃 (江苏省南通市第三人民医院放疗科，江苏 南通 226000)

近年来，调强适形放疗技术(intensity-modulation radiotherapy，IMRT)是目前临床上治疗食管癌放疗的普遍手段，其与三维适行放疗技术相比具有良好的肿瘤靶区剂量，能够更好地保护靶区邻近主要脏器及组织，因此可增加肿瘤局部控制率，有效减少因放疗而引起的相关并发症[1-3]。而随着近年来放疗技术的不断进步，简化调强适形放疗(simplified intensity-modulation radiotherapy，sIMRT)技术的应用可在一定程度上弥补常规IMRT的部分不足。但目前较少研究报道sIMRT计划用于胸段食管癌患者的放疗模式上。因此，本研究比较sIMRT与IMRT在胸段食管癌放疗靶区、照射野参数及危及器官剂量学的差异，旨在分析sIMRT计划在胸段食管癌患者临床应用中的可行性及潜在价值。

1 资料与方法

1.1一般资料：选择本院2010年1月～2017年12月46例接受sIMRT计划和IMRT计划的胸段食管癌患者为研究对象，其中男28例，女18例；年龄47～78岁，平均(62.96±6.24)岁；鳞状上皮高级别上皮内瘤变3例，鳞状细胞癌43例；胸上段9例，胸中段23例，胸下段14例；肿瘤直径3～12 cm，平均(4.04±1.04)cm；出现区域淋巴结转移12例。

1.2方法

1.2.1CT扫描：行体位固定，取患者平卧位；行CT扫描(美国GE公司，16排螺旋CT)，以C6上至肋颌角下5 cm为扫描范围，层厚3～5 mm。

1.2.2放疗靶区及危及器官的勾画：以大体靶体积头脚方向上、下各外放3 cm，四周外放1 cm为临床靶体积；临床靶体积在头脚方向上、下各外放1 cm，四周外放0.5 cm为计划靶区体积；危及器官主要包括体表轮廓、心脏、脊髓及肺等，其中脊髓外放3 mm为脊髓的勾画，心脏的勾画不将心脏大血管包含在内，由Pinnacle 9.2治疗计划系统自动勾画肺和体表轮廓。

1.2.3靶区剂量和危及器官剂量的设置：计划靶区体积照射剂量均为2 Gy/次，即60 Gy/30次，计划靶区体积经95%等剂量线完全覆盖，且计划靶区体积内部剂量差值为-7%～7%。危及器官受照射剂量：脊髓最大剂量在最低耐受剂量(45 Gy)或以下；心脏最大剂量≤30 Gy；总肺平均剂量≤18 Gy，总肺受照剂量> 20 Gy的体积在总体积中的占比(V20)≤25%，单侧肺V20≤28%。

1.2.4放疗计划：所有患者均接受IMRT计划与sIMRT计划，两种计划模式均采用4、5野计划，并依据不同患者的治疗计划进行调整和优化，以采用最优方案，但每例患者IMRT计划与sIMRT计划野数保持一致。

1.3观察指标:①放疗靶区剂量学参数：计划靶区剂量≥60 Gy的计划靶区体积百分比(V100)、均匀度指数和适形度指数；②照射野参数：单次治疗机器跳数和子野数；③危及器官剂量学参数：心脏最大剂量、心脏受照剂量> 40 Gy的体积在总体积中的占比(V40)、心脏受照剂量>50 Gy的体积在总体积中的占比(V50)、脊髓最大剂量、总肺最大剂量、总肺受照剂量>10 Gy的体积在总体积中的占比(V10)、V20及总肺受照剂量>30 Gy的体积在总体积中的占比(V30)。

2 结果

2.1两种放疗靶区剂量学参数的比较：相比sIMRT计划，IMRT计划靶区剂量均匀度指数下降，适形度指数和V100值均升高，差异有统计学意义(P<0.01)。见表1。

表1 两种放疗靶区剂量学参数的比较

2.2两种计划模式子野数和机器跳数的比较：相比sIMRT计划，IMRT计划单次治疗机器跳数和子野数显著增高，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两种计划模式子野数和机器跳数的比较

2.3两种计划模式心脏和脊髓剂量学参数的比较：两种计划模式下心脏剂量学参数的比较，差异均无统计学意义(P>0.05)，但相比sIMRT计划，IMRT计划脊髓最大剂量明显下降，差异有统计学意义(P<0.01)。见表3。

表3 两种计划模式心脏和脊髓剂量学参数的比较

2.4两种计划模式肺剂量学参数的比较：两种计划模式下总肺最大剂量、V10、V20及V30的比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表4。

表4 两种计划模式肺剂量学参数的比较

3 讨论

作为临床常见的一种恶性肿瘤，食管癌的恶性生物学表型极具转移性和侵袭性，是目前世界范围内恶性肿瘤患者死亡的主要原因之一[4]。作为食管癌的高发国家之一，我国食管癌患者的死亡率在国内所有恶性肿瘤死亡率中居于第4位[5]。手术治疗是目前临床治疗食管癌患者的主要方法，但由于部分胸段食管癌患者局部肿瘤处于晚期、心肺功能较差、肝肾代谢功能较差、心理因素或年龄过高等方面的影响，而无法耐受或拒绝手术治疗，因此放疗成为该部分患者的主要选择[6-7]。

国内研究报道，通过比较胸段食管癌患者接受IMRT计划5野与7野剂量学参数的差异，结果发现7野IMRT计划与5野计划相比未能体现出更好的剂量学优势[8]。然而IMRT计划本身存在一定不足，如照射子野数过多会使得照射时间增加，间接提高危及器官低剂量照射的体积。近年来，sIMRT计划已在肝癌[9]、宫颈癌[10]、肺癌[11]、鼻咽癌[12]和乳腺癌[13]等患者放疗上得到应用，凸显出一定的临床优势。研究认为，尽管sIMRT计划在鼻咽癌患者靶区内剂量均匀度方面并不优于IMRT计划，但sIMRT计划的剂量学参数也能达到临床要求，同时应用sIMRT计划在总子野数方面明显优于IMRT计划[14]。另有研究亦得出相似结论，该研究认为IMRT计划与sIMRT计划在原发性肝癌治疗靶区剂量学方面相当或略优，但sIMRT计划在机器跳数和子野数方面较IMRT计划更有优势[15]。上述研究均表明，与IMRT计划比较，sIMRT计划具有更少的治疗时间和更低的机器耗损等优点，可有效减少体部脏器运动带来的误差。

本研究发现，相比sIMRT计划，IMRT计划靶区剂量均匀度指数下降，适形度指数和V100值均升高。结果表明，IMRT计划靶区剂量分布较sIMRT计划更优。此外，本研究发现，两种计划模式下心脏剂量学参数的比较，均无明显差异，但相比sIMRT计划，IMRT计划脊髓最大剂量明显下降。结果表明，IMRT计划与sIMRT计划模式下心脏受照剂量均相当，但IMRT计划与sIMRT计划相比更能减少脊髓受照剂量，对脊髓最大剂量的控制更有优势。其次，两种计划模式下肺剂量学参数的比较，均无明显差异。结果表明，IMRT计划与sIMRT计划模式下肺受照剂量均在可接受范围内，其中总肺最大剂量、V10、V20及V30剂量学参数均相当。相比sIMRT计划，IMRT计划单次治疗机器跳数和子野数显著增高。结果表明，相比IMRT计划，sIMRT计划具有更低的机器跳数和子野数，可减少体部脏器运动带来的误差，有利于减少机器损耗，亦能减少治疗时间。

综上所述，IMRT计划与sIMRT计划均可达到胸段食管癌患者放疗计划的基本要求，虽IMRT计划靶区剂量分布均匀度和危及器官剂量学等方面较sIMRT计划更优，对脊髓的保护作用更强，但sIMRT计划具有更低的机器跳数和子野数，有利于减少机器损耗，亦能减少治疗时间。