趙培峰，楊詠強，周 鋼，陳列松，朱雅群，田 野，陳子晗

(1.蘇州大學附屬第二醫(yī)院，蘇州大學放射腫瘤治療學研究所，江蘇蘇州 215004;2.徐州醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院，江蘇徐州 221004)

近年來，隨著放療技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，調(diào)強放療在臨床上的應用也越來越廣泛.有研究［1-3］顯示:對于直腸癌患者而言，靜態(tài)調(diào)強放療(IMRT)與3D-CRT相比能減少患者不良反應的發(fā)生率，提高治療期間的生活質(zhì)量，但該療法治療時間較3DCRT更長，容易讓患者產(chǎn)生抵觸情緒.容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強放療(VMAT)是目前國際上比較先進的放射治療技術(shù)，具有較廣的適應證，同時能顯著縮短患者的治療時間，克服了傳統(tǒng)IMRT治療的缺點［4-5］.本研究篩選10例直腸癌患者，比較7野均分IMRT和雙弧VMAT計劃的劑量學特點，探討VMAT技術(shù)應用于直腸癌治療的優(yōu)勢.

1 材料與方法

1.1 臨床資料

選取10例2016年1月—2017年1月在蘇州大學附屬第二醫(yī)院行直腸癌術(shù)后放療患者的定位CT圖像，用以進行兩種計劃的數(shù)據(jù)建模及比較.

1.2 靶區(qū)勾畫

患者采用仰臥位，定位前充分充盈膀胱，熱塑體模固定，西門子Emotion-Duo CT模擬定位機對擬行放療的患者行CT增強掃描，均從L2下緣掃描至坐骨結(jié)節(jié)下5 cm處，掃描層厚設為5 mm.臨床靶體積(CTV)包括直腸周圍淋巴結(jié)區(qū)、骶前區(qū)、閉孔區(qū)及髂內(nèi)淋巴結(jié)區(qū)，部分患者包括吻合口、會陰皮膚、坐骨直腸窩、髂外或腹股溝淋巴結(jié)區(qū).計劃靶體積(PTV)在CTV基礎(chǔ)上分別在頭腳方向外擴1.0 cm，前后、左右方向外擴 0.5 cm.

1.3 治療計劃設計

每個病例完成靶區(qū)勾畫后均設計2套放療計劃:IMRT計劃和雙弧VMAT計劃，所有計劃均采用6MV X線，擬用Synergy直線加速器(醫(yī)科達)實施.IMRT計劃在Pinancle 3治療計劃系統(tǒng)上完成，采用 7個野均分共面照射.VMAT計劃在Monaco治療計劃系統(tǒng)上完成.處方劑量:PTV50 Gy分25次給予，要求≥95%的PTV劑量達47.5 Gy，同時限制各器官收到的照射最大劑量分別為小腸:V35≤180 cm3，V40≤100 cm3，V45≤65 cm3;股骨頭:V40≤40%，V45≤25%;膀胱:V40≤40%，V45≤15%.

1.4 治療計劃評價

利用劑量體積直方圖評價靶區(qū)劑量分布和危及器官照射劑量.1)通過最小劑量(D98)及最大劑量(D2)來評價靶區(qū)的輻照情況.2)通過適形指數(shù)(CI)對靶區(qū)的適形度進行評價，CI值越趨近1說明靶區(qū)適形度越好.3)采用均勻指數(shù)(HI)對靶區(qū)的均勻性進行評價，當HI值越趨近1說明靶區(qū)劑量均勻性越好.4)危及器官(OAR)的輻照情況評價:小腸平均劑量 Dmean、V50、V45、V40、V30、V20、V15、V10，膀胱及骨盆平均劑量 Dmean、V50、V40、V30、V20，雙側(cè)股骨頭平均劑量 Dmean、V40、V30、V20.

1.5 統(tǒng)計學分析

應用SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計分析，本研究結(jié)果數(shù)據(jù)均為計量資料，故采用配對t檢驗或配對樣本非參數(shù)秩和檢驗，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學意義.

2 結(jié) 果

2.1 兩種治療計劃的靶區(qū)評價

經(jīng)比較發(fā)現(xiàn):兩種治療計劃均可滿足治療靶區(qū)的處方劑量要求.IMRT與VMAT計劃相比，PTV靶區(qū)的最大劑量、最小劑量、適形度與均勻度均無明顯差別(P＞0.05).見表 1.

2.2 兩種治療計劃危及器官評價

經(jīng)比較發(fā)現(xiàn):兩種治療計劃均可有效保護危及器官，輻射量均可滿足限制劑量要求，各危及器官的輻射劑量見表2.

2.3 機器跳數(shù)及治療時間

IMRT和VMAT計劃的機器跳數(shù)分別為581.80±137.80 和 960.37±104.87(t=－7.823，P=0.001).IMRT和VMAT計劃的平均治療時間分別為558 s和170 s(t=40.541，P=0.003)，VMAT 計劃平均治療時間縮短約70%.

表1 直腸癌術(shù)后靜態(tài)調(diào)強和容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強放療計劃靶區(qū)的劑量Tab.1 Dosimetry of static IMRT and VRIRT target areas after rectal cancer surgery

表2 直腸癌術(shù)后靜態(tài)調(diào)強和容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強放療計劃危及器官的劑量Tab.2 Dosimetry of IMRT and VRIRT in organs at risk after rectal cancer surgery

3 討 論

VMAT是一種全新IMRT技術(shù)，最大劑量率可達600 MU/min.它通過聯(lián)合動態(tài)MLC技術(shù)配合機架旋轉(zhuǎn)，與靜態(tài)IMRT比較可以縮短達到靶區(qū)覆蓋的時間，同時提供危及器官(OAR)保護［6］.VMAT在治療過程中加速器機架以非勻速旋轉(zhuǎn)的方式進行運行，導致其治療劑量率可發(fā)生動態(tài)變化，同時其多葉光柵不斷運動，相當于動態(tài)調(diào)強聯(lián)合機架旋轉(zhuǎn)，可發(fā)揮最大的治療效能.VMAT在鼻咽癌、宮頸癌和前列腺癌等放療中的應用已有大量研究［8-11］.楊波等［8］研究顯示:對宮頸癌術(shù)后患者采用VMAT進行治療后與常規(guī)固定野調(diào)強放療計劃比較，可獲得等同甚至是更優(yōu)化的劑量分布，同時機器跳數(shù)明顯降低.Lu等［9］研究顯示:對鼻咽癌患者而言，靜態(tài)IMRT與VMAT在靶區(qū)劑量分布方面差異不大，但VMAT的靶區(qū)適形度明顯優(yōu)于靜態(tài)IMRT，同時VMAT計劃在腮腺、腦干和脊髓的保護明顯優(yōu)于靜態(tài)IMRT計劃，而VMAT最大的優(yōu)勢是總治療時間的減少，從而提高加速器工作效率.前列腺癌中VMAT和IMRT兩種技術(shù)在小腸、直腸、股骨頭的多個劑量參數(shù)各有優(yōu)缺點，兩種技術(shù)劑量分布相當［11］.但 VMAT 應用于直腸癌放療較少見報道［12］.

本研究對比了雙弧VMAT計劃和7野均分IMRT計劃，結(jié)果顯示:VMAT計劃對小腸、膀胱、骨盆和股骨頭的保護優(yōu)于IMRT計劃，平均治療時間從約9 min縮短至3 min.

腹瀉是直腸癌放療最常見不良反應，而小腸具有較強的放射敏感性，臨床直腸癌放射治療中被認為是最典型的劑量限制器官，小腸放療過程中受照射劑量及體積與直腸癌患者腸道不良反應的發(fā)生率密切相關(guān).研究［13］發(fā)現(xiàn):直腸癌患者放療過程中腸道不良反應發(fā)生率與小腸密切相關(guān)，在V15＜150cm3時，Ⅲ級急性腸道不良反應發(fā)生率為0，當V15為150～299 cm3時，Ⅲ級急性腸道不良反應發(fā)生率為30%，而當V15≥300 cm3時，Ⅲ級急性腸道不良反應發(fā)生率則猛增到 70%.Gallagher等［14］報道顯示:在放射治療過程中，直腸癌患者小腸受照射的高劑量體積能夠顯著提升腸道不良反應的發(fā)生風險.本研究中，VMAT和IMRT計劃的小腸V15分別為344.81 cm3和299.23 cm3，V45分別為 38.79 cm3和 39.71 cm3，V50分別為0.31 cm3和 0.19 cm3，但差異均無統(tǒng)計學意義.兩種計劃對腸道功能的保護相似.

對成年人而言，骨盆中包含了近半數(shù)的具有造血功能的骨髓組織，對放療的劑量和體積敏感性較強.相關(guān)研究［15］顯示:盆腔癌根治術(shù)后同步給予放化療的患者中循環(huán)系統(tǒng)不良反應的發(fā)生率與骨盆受照射的低劑量體積V20明顯相關(guān)，當V20≥76%時患者嚴重骨髓抑制發(fā)生率為57.7%，而當V20＜76%時患者嚴重骨髓抑制發(fā)生率則降至21.8%.本研究中兩種治療計劃的骨盆V20相近，對骨盆骨髓的保護作用也與骨盆V20相似.

綜上所述，直腸癌術(shù)后患者采用VMAT技術(shù)可獲得較好的靶區(qū)劑量分布和危及器官保護，治療時間明顯縮短，但其療效還有待進一步臨床評估.