李 儼 孔令玲

宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療中膀胱狀態(tài)對靶區(qū)及危及器官影響

李 儼 孔令玲

目的 研究宮頸癌調(diào)強(qiáng)放療中膀胱不同狀態(tài)對靶區(qū)及危及器官(OAR)的影響，根據(jù)靶區(qū)位移的大小初步推斷內(nèi)靶區(qū)的大致范圍。方法選擇7例無嚴(yán)重合并癥的局部晚期初治宮頸癌患者，CT定位時(shí)分別在膀胱充盈和排空狀態(tài)下行2次全盆腔CT掃描，將獲得的CT圖像傳輸至治療計(jì)劃系統(tǒng)后，為每位患者勾畫臨床靶區(qū)(CTV)及OAR，在規(guī)定CTV至少達(dá)到95%處方劑量的前提下，由物理師設(shè)計(jì)治療計(jì)劃。測量2個(gè)計(jì)劃的靶區(qū)及OAR劑量學(xué)參數(shù)和選定徑線長度，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果膀胱不同狀態(tài)的2個(gè)計(jì)劃中，CTV最大劑量、平均劑量和適形指數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，膀胱本身的體積和劑量學(xué)參數(shù)差異頗大，直腸部分劑量學(xué)參數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，膀胱充盈狀態(tài)下劑量學(xué)參數(shù)更優(yōu)。膀胱狀態(tài)不同可使靶區(qū)產(chǎn)生明顯位移，宮底位移在頭腳、前后和左右方向上分別為 1.33、0.67和0.60 cm，在宮頸為1.18、0.63和0.49 cm，在靶區(qū)質(zhì)心為0.61、0.46和0.28 cm。膀胱體積變化和靶區(qū)質(zhì)心前后位移之間具有很強(qiáng)的相關(guān)性(r=0.843，P<0.05)。結(jié)論宮頸癌患者調(diào)強(qiáng)放療時(shí)采用膀胱充盈狀態(tài)對OAR的保護(hù)性更好，應(yīng)盡量保持分次外照射過程中膀胱狀態(tài)的一致性。CTV的外放采用頭腳方向稍大、宮底范圍大于宮頸的錐形外放更為合理。

宮頸癌；調(diào)強(qiáng)放療；膀胱狀態(tài)；劑量學(xué)；位移

放射治療是宮頸癌的根治性治療手段之一，尤其在中晚期宮頸癌的治療中占有極其重要的地位，傳統(tǒng)全盆腔照射各種并發(fā)癥的發(fā)生率較高，患者生存質(zhì)量下降甚至危及生命[1]。隨著調(diào)強(qiáng)放射治療(intensity-modulated radiotherapy,IMRT)的出現(xiàn)，國內(nèi)外已有多項(xiàng)研究表明其無論是在增加靶區(qū)劑量還是在正常組織的保護(hù)中均較常規(guī)放療有明顯優(yōu)勢[2-6]。但由于內(nèi)部器官運(yùn)動和腫瘤位置變化等，分次外放射中靶區(qū)的劃定仍是一個(gè)需要積極探討的領(lǐng)域[7-9]，1999年公布了ICRU50號國際輻射單位和測量委員會報(bào)告的增補(bǔ)篇62號報(bào)告，該報(bào)告中定義了內(nèi)靶區(qū)(internal target volume,ITV)為臨床靶區(qū)(clinical target volume,CTV)+考慮器官運(yùn)動引起的CTV邊界位置變化。在宮頸癌IMRT中膀胱鄰近CTV，其充盈程度的不同會帶來較大的體積和位置變化，因此本研究通過比較膀胱不同狀態(tài)下獲得的劑量學(xué)和位置參數(shù)，探討膀胱狀態(tài)對靶區(qū)及危及器官(organ at risk,OAR)的影響，初步推斷ITV的大致范圍。

1 資料與方法

1.1 一般資料 經(jīng)患者同意，選取2014年3月至2014年8月在我院經(jīng)宮頸活切病理證實(shí)為鱗癌的7例局部晚期宮頸癌患者，卡氏評分≥70分，無嚴(yán)重合并癥且無放療禁忌證，實(shí)施宮頸癌根治性IMRT，F(xiàn)IGO(宮頸癌國際婦產(chǎn)科聯(lián)盟)分期IIb～I(xiàn)IIb期。

1.2 方法和步驟

1.2.1 體位固定 全部患者均采用仰臥位，雙手抱肘置于額部，于模擬定位機(jī)下施行體模固定。

1.2.2 CT掃描 CT掃面前1.5～2 h囑咐患者排空大小便后飲水500 mL，分別在患者膀胱充盈狀態(tài)和排空狀態(tài)用西門子公司PLUS FOUR型螺旋CT進(jìn)行2次全盆腔掃描，上界掃至L3上緣水平，下界掃至坐骨結(jié)節(jié)下緣下5 cm，CT定位時(shí)體位與模擬機(jī)下定位時(shí)完全一致，自然平靜呼吸，CT無間斷掃描，層厚5 mm。將兩組掃描圖像經(jīng)局域網(wǎng)傳輸?shù)街委熡?jì)劃系統(tǒng)。

1.2.3 靶區(qū)和OAR勾畫 由同一醫(yī)師分別在兩組CT圖像上進(jìn)行CTV和膀胱、直腸、脊髓等的勾畫。CTV包括陰道上段、宮頸、子宮、陰道旁組織、宮旁組織和腹盆腔淋巴結(jié)引流區(qū)。CTV均勻外放0.5 cm形成計(jì)劃靶體積(planning target volume,PTV)。

1.3 治療計(jì)劃設(shè)計(jì)和處方劑量 由同一物理師使用Pinnacle 39.2治療計(jì)劃系統(tǒng)分別進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)，采用6 MV X線7野共面均分的設(shè)計(jì)方法，處方劑量為95% CTV 50 Gy(2 Gy/次，25 次)。OAR劑量限制要求：直腸接受≥45 Gy體積占總體積百分比(V45)≤50%，膀胱V45≤50%，同時(shí)控制熱點(diǎn)。所有治療計(jì)劃由西門子ARTISTE加速器實(shí)施治療。所有患者后程均接受腔內(nèi)后裝治療(A點(diǎn)劑量36 Gy，共6次)。

1.4 治療計(jì)劃評估內(nèi)容 將2個(gè)計(jì)劃經(jīng)優(yōu)化和計(jì)算后獲得的CTV最大劑量(D2%)、平均劑量(Dmean)、適形度指數(shù)(CI)與OAR的體積、Dmean、V30、V40、V45、V50和體積受照射劑量(D1/3)進(jìn)行比較，以獲得膀胱不同狀態(tài)下的差異。其中CI定義為治療體積與PTV的比值，其中治療體積是指接受由放射腫瘤學(xué)小組根據(jù)治療目的(根治或姑息)而選擇的最小劑量的組織體積。CI值為0～1，CI值為0表示等劑量線面包繞的區(qū)域和靶區(qū)無重疊，CI為1表示等劑量線面包繞的區(qū)域和靶區(qū)完全一致，可見，CI值越接近于1，表示靶區(qū)的適形度越好。

測量2個(gè)計(jì)劃中宮底、靶區(qū)質(zhì)心、宮頸外口分別到骶髂關(guān)節(jié)前緣平面、趾骨聯(lián)合上緣平面和右側(cè)股骨頭內(nèi)側(cè)平面的垂直距離，分析膀胱不同狀態(tài)引起的靶區(qū)不同層面在頭腳、前后和左右方向上的位置變化。

2 結(jié)果

2.1 CTV劑量學(xué)參數(shù)比較 比較膀胱充盈和排空兩種狀態(tài)下的放療計(jì)劃，兩種狀態(tài)下CTV的D2%、Dmean及適形指數(shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 7例患者膀胱不同狀態(tài)下CTV劑量學(xué)參數(shù)比較

2.2 OAR劑量學(xué)參數(shù)比較 膀胱的不同狀態(tài)對其本身的體積及劑量學(xué)參數(shù)影響頗大，除V50外，其余各參數(shù)間均有顯著差異，且膀胱充盈時(shí)的劑量學(xué)參數(shù)呈現(xiàn)出明顯優(yōu)勢,見表2。膀胱不同狀態(tài)對直腸的部分劑量學(xué)參數(shù)可產(chǎn)生影響，降低了直腸平均劑量、體積受照射劑量、V40和V45，提示膀胱充盈對直腸保護(hù)具有一定作用，見表3。

2.3 膀胱不同狀態(tài)引起的靶區(qū)位移情況 根據(jù)測量的3個(gè)不同部位分別到骶髂關(guān)節(jié)前緣平面、趾骨聯(lián)合上緣平面和右側(cè)股骨頭內(nèi)側(cè)平面的垂直距離計(jì)算出不同層面頭腳、前后和左右方向上的位移絕對值，宮底位移在頭腳、前后和左右方向上分別為1.33、0.67和0.6 cm，靶區(qū)質(zhì)心為0.61 、0.46 和0.28 cm，宮頸為1.18、0.63 和0.49 cm。見表4。

表2 7例患者膀胱不同狀態(tài)下膀胱劑量學(xué)參數(shù)比較

表3 7例患者膀胱不同狀態(tài)下直腸劑量學(xué)參數(shù)比較

表4 7例患者膀胱不同狀態(tài)下靶區(qū)不同層面位移(cm)

2.4 膀胱體積變化和位移相關(guān)性分析 膀胱體積變化大小和靶區(qū)質(zhì)心的前后位移之間呈正相關(guān)(r=0.843,P<0.05)，其余未顯示明確相關(guān)性。見圖1。

3 討論

目前宮頸癌的發(fā)病逐年上升,且呈年輕化趨勢，病例發(fā)現(xiàn)多較晚。隨著放射治療技術(shù)的革新，IMRT在宮頸癌的放療中呈現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。但I(xiàn)MRT中靶區(qū)邊緣的劑量梯度陡峭，內(nèi)部器官的運(yùn)動將會導(dǎo)致靶區(qū)劑量不足和周圍正常組織的照射過量。宮頸癌IMRT中膀胱體積變化大，Jhingran等[10]對24例患者的分析顯示，模擬定位時(shí)膀胱充盈和排空的平均體積為480和155 mm3，在IMRT期間膀胱體積的變化范圍大，最大值和最小值之差的中位數(shù)為247 mm3?？梢姲螂鬃兓挠绊懼档锰接懀狙芯勘砻靼螂谞顟B(tài)對靶區(qū)的劑量學(xué)參數(shù)影響甚微，可能與IMRT本身的特點(diǎn)有關(guān)，計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)給予靶區(qū)限制較高，因此無論膀胱狀態(tài)如何，計(jì)劃實(shí)施都要首先確保靶區(qū)劑量參數(shù)的要求，故膀胱充盈或排空對靶區(qū)的劑量分布影響不大。

膀胱狀態(tài)對OAR的影響則大為不同，筆者研究結(jié)果表明，膀胱狀態(tài)體積的變化對自身劑量學(xué)參數(shù)影響頗大，膀胱充盈明顯降低了膀胱平均劑量和體積受照射劑量，使得V30平均減少了30%、V40減少38%及V45減少31%。因此建議宮頸癌IMRT時(shí)采用膀胱充盈的狀態(tài)以獲得更優(yōu)的劑量學(xué)參數(shù)。Buchali等[11]發(fā)現(xiàn)當(dāng)膀胱體積增大時(shí)其受照劑量減少，50%膀胱體積受照劑量由94%降至87%，66%膀胱和全部膀胱受照劑量分別由78%、42%降至61%和39%。張亮等[12]在研究前列腺癌IMRT時(shí)也發(fā)現(xiàn)，3種膀胱不同充盈狀態(tài)下膀胱的平均劑量相差甚大，其充盈程度越大則膀胱的劑量學(xué)參數(shù)越優(yōu)。膀胱對直腸的劑量學(xué)參數(shù)也有部分影響，膀胱充盈時(shí)直腸受照的平均劑量略低，和排空時(shí)相差4 Gy左右，分析DVH圖可見，除V30外，其他劑量學(xué)參數(shù)也有不同。

盡管在宮頸癌IMRT時(shí)推薦使用膀胱充盈狀態(tài)來更好的保護(hù)正常組織，但是有研究表明即使給予嚴(yán)格具體的指示，患者依舊難以在分次治療過程中保持膀胱充盈[10]，因此在進(jìn)行靶區(qū)劃定時(shí)需充分考慮膀胱狀態(tài)不同引起的靶區(qū)位移變化。本研究發(fā)現(xiàn)膀胱充盈或排空可使靶區(qū)產(chǎn)生很大的位移，尤其以頭腳方向?yàn)橹?，其次為前后方向，左右方向的位移最小，同時(shí)可見在靶區(qū)的不同層面，子宮底部的位移較子宮頸部在各個(gè)方向上均較大，在靶區(qū)劃定時(shí)可考慮采用宮底外放較宮頸稍大的錐形外放。Taylor等[13]研究顯示宮體的位移大于宮頸，尤其在頭腳和前后方向上，該研究計(jì)算得出子宮體的CTV-PTV外放在前后、頭腳和水平方向分別為19、15和7，宮頸為15、13和7 mm。Buchali等[11]的研究也得出類似的結(jié)論，膀胱和直腸狀態(tài)變化使宮體頭腳位移平均達(dá)7 mm，宮頸頭腳位移為4 mm，同時(shí)子宮體的前后位移為4 mm，該研究推薦CTV到PTV的外放在頭端、前后和尾端分別為15、9 和6 mm。在實(shí)際治療中應(yīng)根據(jù)每個(gè)患者的具體病情個(gè)體化處理，同時(shí)內(nèi)部各器官的運(yùn)動和相互影響是復(fù)雜的，需要進(jìn)一步的研究探討本研究的位移特點(diǎn)是否在整個(gè)放療過程中具有代表性。

本研究還發(fā)現(xiàn)在膀胱體積變化和靶區(qū)質(zhì)心的前后位移之間具有很強(qiáng)的正相關(guān)，提示在宮頸癌IMRT中保持膀胱狀態(tài)的一致性具有意義，靶區(qū)其余部分和方向上的位移則未顯示明顯相關(guān)性。國外研究表明膀胱體積的改變和CTV的位移無明顯相關(guān)，然而在多元回歸分析中顯示直腸和膀胱體積改變與CTV的前后位移顯著相關(guān)[14]。Taylor等[13]的研究得出膀胱體積改變和子宮體頭腳方向位移的相關(guān)系數(shù)為0.78。類似的研究沒有發(fā)現(xiàn)膀胱充盈前后體積變化程度和子宮頭腳、前后方向上位移的關(guān)系[11]?？梢妼Υ搜芯康慕Y(jié)論不完全一致，可能與不同研究具體控制因素不盡相同有關(guān)。宮頸癌IMRT時(shí)靶區(qū)周圍有膀胱、直腸、小腸等多種正常組織，對其之間體積和位置變化帶來的影響以及相互作用還需進(jìn)一步的探索。

宮頸癌患者進(jìn)行IMRT時(shí)，建議盡量采取膀胱充盈狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對OAR的更好保護(hù)， CTV到ITV的外放在頭腳、前后和左右方向上分別為13、7和6 mm左右，同時(shí)需適當(dāng)擴(kuò)大子宮底體周圍的距離。

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(2015-01-16 收稿 2015-03-20修回)

Impacts of bladder status on target volume and OAR in intensity-modulated radiotherapy for cervical cancer

LiYan,KongLingling

DepartmentofRadiationOncology,theFirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei230022,China

Objective To study the impacts of bladder status on the target volume and organs at risk(OAR) in intensity-modulated radiotherapy(IMRT) for cervical cancer, and to determine the margin of the internal target volume(ITV) preliminarily according to the size of the shift of the target volume.MethodsSeven locally advanced cervical cancer patients without serious complications who were initially treated with IMRT were selected for this study. All the patients underwent CT scans of the whole pelvic two times in bladder filling status( the bladder was emptied two hours before orientation, then drinking water 500 mL)and empty status to obtain two series of pelvic CT images. The CT images were transferred to the three-dimensional treatment planning system (TPS), contoured the clinical target volume (CTV) and rectum, bladder, spinal cord, etc. for each patient. The treatment planning was performed by the physicist with the CTV reaching at least 95% of the prescription dose. The dosimetric parameters of the target volume and OAR in two different bladder status and the length of the selected lines were measured, and the data were analysed by paired t-test.ResultsIn the two plans of different bladder status, maximum dose, mean dose and conformal index had no difference statistically significantly(P>0.05), and dosimetric parameters of the bladder itself and part of dosimetric parameters of the rectum (P<0.05) had statistical significantly difference, with bladder filling state better. Bladder status could lead to significant shifts of target volume, the shift in superior and inferior, anterior and posterior, left and right direction of fundus was 1.33 cm, 0.67 cm and 0.6 cm respectively, in cervical was 1.18 cm, 0.63 cm and 0.49 cm, in target volume center was 0.61 cm, 0.46 cm and 0.28 cm. Volume changes of bladder and the shifts of the anterior and posterior direction of the target volume had a strong positive correlation (r=0.843,P<0.05).ConclusionFor the cervical cancer patients treated with IMRT, bladder filling status is favorable for the protection of OAR and it is recommended to keep the bladder status consistently between fractionated external beam radiotherapy. It is more reasonable to make the CTV margin bigger in superior and inferior direction and the fundus of uterus.

Cervical cancer;Intensity-modulated radiotherapy;Bladder status;Dosimetry; Shifts

230000 合肥 安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤放療科

孔令玲,kong-lingl@163.com

10.3969/j.issn.1000-0399.2015.06.005