鮑 艷，瞿 剛

(湖北科技學院生物醫(yī)學工程學院，湖北 咸寧 437100)

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鼻咽癌IMRT中腦干外放距離對靶區(qū)和各危及器官劑量分布的影響分析*

鮑 艷，瞿 剛

(湖北科技學院生物醫(yī)學工程學院，湖北 咸寧 437100)

目的 旨在找到較理想的腦干外放距離的參考范圍，以提高放療計劃設(shè)計的精確度，為物理師提供方便。方法 我們挑選了10例原發(fā)性鼻咽癌IMRT患者的資料信息，在各類參數(shù)相同的同一計劃下進行調(diào)強逆向運算，分析腦干的不同外放距離所引起的靶區(qū)劑量和其它各危及器官劑量分布的變化情況。結(jié)果 鼻咽癌IMRT放療中綜合權(quán)衡利弊，腦干外放距離為7野計劃3～4mm，9野計劃2～4mm是比較合適的。結(jié)論 物理師可直接參考這個數(shù)值，在這個范圍內(nèi)根據(jù)病人的具體情況適當調(diào)整即可，操作更簡便，更可靠。

鼻咽癌；腦干外放距離；靶區(qū)劑量；危及器官劑量

鼻咽癌的調(diào)強放療中，關(guān)于腦干外放距離環(huán)的問題會受到諸多因素的影響，比如腫瘤的具體位置及周圍環(huán)境、腫瘤的體積和形狀、靶區(qū)劑量及各危及器官的耐受劑量等等。除了要考慮以上諸多因素外，還受到現(xiàn)有的技術(shù)水平和認知水平的限制[1]。至于危及器官腦干的外放距離環(huán)的具體數(shù)值臨床一般推薦值為：外放3mm。但實際工作中該推薦距離是否恰當，在更好保護當前危及器官的同時，能否保證靶區(qū)的高劑量值和限制其它危及器官較低的受累劑量，這個問題還需大量數(shù)據(jù)來驗證。為此我們收集了部分臨床資料進行分析對比，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 此項研究選取2014年5月至2016年5月在湖北省咸寧市中心醫(yī)院腫瘤放療中心接受IMRT放射治療的10例原發(fā)性鼻咽癌患者。其中男8例，女2例；年齡45～65歲；均無放療禁忌證，符合疾病納入標準，可以進行組間比較和計算。10例中有8例患者都采取9野調(diào)強治療，且9個野的角度均為0°、40°、80°、120°、160°、200°、240°、280°、320°。另外2例患者采取7野調(diào)強治療，7個野的角度均為0°、51°、102°、153°、204°、255°、306°。本論文將7野和9野分成兩組分別進行分析和討論。

此研究使用的是美國CMS-XIO 4.2.6治療計劃系統(tǒng)，XIO結(jié)合了較新的技術(shù)和領(lǐng)先的正向與逆向劑量計算方法，是一套能夠確保精確計劃和精確治療的三維適形調(diào)強放射治療計劃系統(tǒng)。

1.2 方法

1.2.1 評估參數(shù) 相關(guān)參數(shù)為：①PTV(計劃靶區(qū))：最大劑量Dmax、最小劑量Dmin、平均劑量Dmean、D95(95%體積對應(yīng)的劑量值)；②下頜骨：Dmax、Dmean；③腮腺：D50(50%體積對應(yīng)的劑量值)；④喉：D30(30%體積對應(yīng)的劑量值)、D40(40%體積對應(yīng)的劑量值)。理論上，靶區(qū)劑量D95越大越好，而危及器官的劑量對比指標上限值越小越好[2]。

1.2.2 方法 本文主要通過對危及器官腦干取不同的外放距離，并在各類參數(shù)相同(如靶區(qū)劑量限定值、影響權(quán)重、危及器官劑量限值及其影響權(quán)重)的同一計劃下進行調(diào)強逆向運算，得出其劑量體積直方圖DVH，通過DVH圖收集論文所需的數(shù)據(jù)，并且對同組數(shù)據(jù)進行求和取平均。通過對數(shù)據(jù)的對比分析得出一般結(jié)論[3]。

對于腦干在生物組織中的重要性，本論文對于其外放距離采取了5組值，分別為1mm、2mm、3mm、4mm、5mm。所取10位病例在各自的治療計劃中，分別取以上各外放值對腦干進行外放處理，得出各危及器官(下頜骨、腮腺和喉)以及靶區(qū)劑量分布，并對其進行求和取平均操作，以減小隨機性事件帶來的誤差。

1.2.3 相關(guān)數(shù)據(jù) 10位患者各項數(shù)據(jù)取平均的結(jié)果如表1所示。

表1 患者在不同射野數(shù)的情況下，腦干取不同外放距離時PTV和其他危及器官的劑量分布情況

2 結(jié) 果

對于表1中的數(shù)據(jù)，為了更加直觀地發(fā)現(xiàn)腦干外放對劑量分布的影響，本文對表1中的數(shù)據(jù)進行分類，畫出腦干外放距離和各危及器官及靶區(qū)劑量的關(guān)系曲線圖，將7野和9野情況下腦干外放對靶區(qū)和各危及器官的劑量分布情況逐個進行討論和分析。2.1 腦干外放對靶區(qū)劑量的影響 對于靶區(qū)劑量，我們關(guān)心的是D95是否大于等于處方劑量或者90%的處方劑量是否包裹靶區(qū)100%的體積。

圖1 腦干取不同外放距離對靶區(qū)的影響

從所選的病例中分別對腦干做5種外放距離，分別計算出腦干對應(yīng)的靶區(qū)D95的平均值，并畫出靶區(qū)D95的劑量值與腦干外放的距離之間的關(guān)系曲線，如圖1所示。圖中可見9野和7野計劃中隨著腦干的外放距離逐漸增大，靶區(qū)D95的值均在下降，且下降速度均在加快。

從圖1(a)中可見對9野計劃，腦干外放距離在1～3mm之間時，靶區(qū)D95值下降緩慢。腦干外放距離大于3mm時，靶區(qū)D95值下降較塊。 從圖1(b)中顯示7野計劃，隨著腦干外放距離的增加，靶區(qū)的D95下降速度越來越快，腦干外放距離在4～5mm區(qū)間下降速度達到最大，下降幅值為25cGy?？梢娫?野計劃中腦干外放距離1～3mm時對靶區(qū)劑量分布的影響大一些。

2.2 腦干外放對下頜骨劑量的影響 對于下頜骨，由于其安全受累劑量相對較高，通常我們只考慮其最大受累劑量(Dmax)值，而不太關(guān)注體積劑量，但是也可以附帶的關(guān)注其平均劑量(Dmean)。

圖2 腦干取不同外放距離對下頜骨Dmax的影響

從圖2和圖3中不難看出，不論是7野還是9野在腦干外放距離變化時，下頜骨的最大劑量Dmax和平均劑量Dmean基本是不隨腦干外放距離的變化而變化，腦干外放距離對下頜骨劑量影響可忽略不計，故在腦干外放時不必過多考慮下頜骨的劑量變化。

圖3 腦干取不同外放距離對下頜骨Dmean的影響

2.3 腦干外放對腮腺劑量的影響 腮腺位于下頜骨的上方，人體頭部的兩側(cè)，實際中因腮腺的生理特性和并行組織的特點，我們不太關(guān)注它的最大受累劑量，而更多關(guān)注的是腮腺的D50的體積劑量值。

圖4 腦干取不同外放距離對腮腺D50劑量的影響

從圖4(a)中可見9野計劃中，隨著腦干外放距離的增加，腮腺的D50值逐步下降，且下降幅度有減小的趨勢，但整個劑量分布均在3000cGy以下。圖4(b)中可見7野計劃時，當腦干外放距離不斷增大時，腮腺的D50快速下降，且在腦干外放距離在4～5mm區(qū)間內(nèi)，下降速率達到最快，下降幅值到達20cGy。顯然7野計劃中腦干外放對腮腺劑量分布的影響比較大，計劃設(shè)計時應(yīng)特別予以關(guān)注。

2.4 腦干外放對喉部劑量的影響 臨近下頜骨的喉部離靶區(qū)位置相對較近，其劑量需嚴格控制。實際工作中，我們往往用D30和D40兩個體積劑量值來限制喉部受累劑量。一般情況下，滿足其中一個條件且另外一個條件對比指標相差不遠也是符合計劃評價標準的[4]。

從圖5(a)中可見9野計劃中，隨著腦干外放距離的增加，喉部的D30逐步下降，腦干外放距離在1～3mm時下降緩慢，外放距離在3～4mm之間，D30的值下降明顯增快。而在圖6(a)的9野計劃中，隨著腦干外放距離的增加，喉部的D40在1～3mm間劑量比較平穩(wěn)，下降緩慢，并且在腦干外放距離在3～5mm之間，D40下降非常明顯。

圖5 腦干取不同外放距離對喉部D30劑量的影響

圖6 腦干取不同外放距離對喉部D40劑量的影響

在圖5(b)和圖6(b)中，隨著腦干外放距離的增加，喉部的D30和D40均呈下降趨勢，并且下降速度越來越快。

3 討 論

7野和9野兩組不同鼻咽癌IMRT中，腦干外放對靶區(qū)以及危及器官的影響程度不同。7野計劃中腦干外放距離對靶區(qū)以及危及器官劑量的影響要大于9野計劃[5]。

在7野鼻咽癌IMRT中，為了保證靶區(qū)的較高劑量數(shù)值，腦干選取D95下降速率相對較小且本身劑量較大的外放區(qū)間即1～3mm；因腦干外放距離對下頜骨影響不大，可不考慮下頜骨；對于腮腺，因其在腦干外放距離為4～5mm區(qū)間內(nèi)下降速率最快且本身劑量也較小，故推薦外放區(qū)間為4～5mm；而對于喉，腦干外放距離選取也推薦在4～5mm；權(quán)衡這些因素，在7野IMRT中，腦干的外放距離取3～4mm比較合適。

在鼻咽癌9野IMRT中，為了靶區(qū)劑量保持一個較高的數(shù)值，腦干的外放距離我們通常選取1～3mm；而對于腮腺，我們往往需要選取下降速度比較快的一段，即2～3mm；而喉需要其劑量下降速度比較快的一段，即3～4mm；而腦干外放距離在3～4mm之間時，雖然靶區(qū)劑量D95對比腦干外放距離在1～3mm之間會有所下降，但此時喉部的整體劑量相比能得到很好的降低。所以綜合權(quán)衡各種因素，可得出9野的鼻咽癌IMRT中，腦干外放距離比較理想的范圍在2～4mm之間。

綜上所述，鼻咽癌IMRT放療中，綜合考慮各方因素，腦干的外放距離為7野計劃3～4mm，9野計劃2～4mm是比較合適的。物理師可直接參考這個數(shù)值，在這個范圍內(nèi)根據(jù)患者的具體情況適當調(diào)整外放距離的值，這樣操作會更簡便，更可靠些。

[1]蔚伯，余子豪，徐國鎮(zhèn)，等.腫瘤放射治療[M].第4版.北京:中國協(xié)和醫(yī)科大學出版社，2008:1350

[2]馬駿，麥海強，莫浩元，等.鼻咽癌放射治療失敗原因分析[J].癌癥，2000,19(11)：1016

[3]徐利明,王佩國,袁智勇,等.20例鼻咽癌調(diào)強放療初步結(jié)果分析[J].中國腫瘤臨床，2010,15(1):9

[4]高穎川，朱小東，李齡，等.339例鼻咽癌調(diào)強放療臨床療效分析[J].中國腫瘤臨床，2012,30(12):2029

[5]趙充，肖巍魏，韓非，等.419例鼻咽癌患者調(diào)強放療療效和影響[J].中華放射腫瘤學雜志，2010，199(3):192

Analysis of the Effect of Brain Stem External Distance on Target Area and Organ Distribution in Nasopharyngeal Carcinoma IMRT

BAO Yan，QU Gang

(SchoolofBiomedicalEngineering，HuBeiUniversityofScienceandTechnology，XianningHubei437100,China)

Objective The purpose of this study was to find out the reference range of the external distance of brain stem，so as to improve the accuracy of the radiotherapy plan design and provide convenience for the physical therapist. Methods 10 patients with primary nasopharyngeal carcinoma (IMRT) were selected in this paper.The strong reverse operation were carried out under the same program with the same parameters，and the target area dose caused by different external distances of the brainstem and other changes affecting the dose distribution in organs were analyzed.Results The 3～4mm 7 the wild field plan and the 2～4mm 9 the wild field plan were more appropriate by IMRT radiotherapy in nasopharyngeal carcinoma.Conclusion The physical therapist can refer to the value directly and adjust in this range according to the specific condition of the patient.The operation is simpler and more reliable.

Nasopharyngeal carcinoma；Brain stem put distance；Target dose；Crisis organ dose

湖北省指導性項目《腫瘤放射治療計劃實驗室和實驗課程的建設(shè)研究》的課題論文(13g402)

R739.6

A

2095-4646(2017)03-0203-04

10.16751/j.cnki.2095-4646.2017.03.0203

2017-01-23)