福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放療科 （福建 福州 350005）

內(nèi)容提要：目的：探究調(diào)強放射治療（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT）中不同的食管癌腫瘤部位對肺劑量體積參數(shù)的影響。方法：基于102例食管癌IMRT治療病例，將食管癌腫瘤分為中上段，中下段與中段。計算不同組別全肺V5、V10、V20和V30，使用ANOVA檢驗和非參數(shù)Kruskal-Wallis H檢驗進行分析。結(jié)果：對于全肺V5，中上段腫瘤均值（51.67）顯著區(qū)別于中下段（59.93）與中段（58.03）腫瘤。對于全肺V10、V20和V30，三者之間沒有統(tǒng)計學(xué)差異（P=0.196，0.311，0.202）。結(jié)論：中下段和中段腫瘤的肺劑量體積V5更高，在IMRT計劃設(shè)計時需要更多關(guān)注肺V5的劑量體積限制，以期減少放射性肺炎等肺部損傷的發(fā)生。

食管癌作為世界八大癌癥之一，每年有超過40萬的人因此死亡。放射治療作為食管癌綜合治療的一部分，其目的是提高治療的安全性并盡可能減少心肺等重要器官的毒性與術(shù)后并發(fā)癥[1,2]。IMRT技術(shù)在放射治療中相比于標(biāo)準(zhǔn)的3DCRT方法更能夠提高靶區(qū)與重要器官的劑量適形度，從而在保持腫瘤區(qū)域劑量的同時降低危及器官的劑量[3,4]。盡管IMRT能夠在一定程度上得到更佳的劑量分布，然而由于食管與肺在解剖學(xué)結(jié)構(gòu)上緊密相連，因此在放射治療中不可避免將對肺部產(chǎn)生一定的放射性損傷。為了精準(zhǔn)預(yù)測并預(yù)防放射性肺炎，需要根據(jù)放療后肺部接受的放射性劑量進行統(tǒng)計與分析。目前肺部的劑量體積參數(shù)是研究預(yù)測放射性肺炎的主要參數(shù)指標(biāo)，包括正常肺組織接受高于5Gy，10Gy，20Gy和30Gy照射的體積百分比等[5]，分別記為V5，V10，V20和V30。盡管許多研究都表明肺劑量體積參數(shù)是預(yù)防保護肺部組織的關(guān)鍵因素之一，然而國內(nèi)外對于食管癌中腫瘤部位對肺劑量體積參數(shù)影響的報道較少。本研究通過回顧性分析食管癌病例中不同腫瘤部位對肺劑量體積參數(shù)的影響，以期為放射治療臨床計劃工作提供參考與指導(dǎo)，減少肺部并發(fā)癥的發(fā)生。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

以2010年11月～2019年8月在福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放療科行IMRT治療的食管癌患者為研究對象。入組標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)病理確診的食管癌患者，采用IMRT放射治療，病例資料及放射治療計劃資料完整，無嚴(yán)重肺部基礎(chǔ)病。符合入組條件102例。

1.2 CT掃描與定位

使用西門子大孔徑CT模擬定位機對患者進行CT掃描定位。所有患者均采用仰臥姿勢，雙手屈曲置于體側(cè)，使用頸胸部熱塑膜進行體位固定。CT掃描的層厚均為3～5mm，掃描范圍上界為第一頸椎上緣，下界為肝下緣。

1.3 靶區(qū)設(shè)置

采用RayStation放射治療計劃系統(tǒng)（V4.7.5），由同一名醫(yī)生進行靶區(qū)以及正常組織器官勾畫，并經(jīng)由另一名高資質(zhì)醫(yī)生對勾畫結(jié)果進行審核與確認(rèn)。大體腫瘤區(qū)（Gross Tumor Volume，GTV）為CT圖像上可見的原發(fā)病灶，陽性淋巴結(jié)（GTV-nd）為CT/MR檢出的最大短徑≥1cm的淋巴結(jié)。臨床靶區(qū)包括CTV（Clinical Target Volume）和CTV-nd，為亞臨床病灶范圍。計劃靶區(qū)包括PTV（Planning Target Volume）和PTV-nd，是在CTV基礎(chǔ)上外放運動及擺位誤差的實際治療計劃靶區(qū)。

1.4 計劃設(shè)計

所有病例均由同一名物理師在Raystation上進行IMRT治療計劃設(shè)計，光子能量為6MV，劑量計算網(wǎng)格為3mm，射野方向選擇216°，288°，0°，72°和144°五個方向。處方劑量為PTV-G:60Gy/30次，PTV-nd：60Gy/30次，PTV-C:54Gy/30次。放療計劃的相關(guān)參數(shù)設(shè)置按照ICRU83號報告及實踐指南，要求95%以上體積的PTV達到處方劑量。

1.5 分組標(biāo)準(zhǔn)

腫瘤部位界定：根據(jù)腫瘤中心層面在CT橫斷位的位置進行界定，設(shè)奇靜脈弓下緣以上區(qū)域為中上段腫瘤；奇靜脈弓下緣以下，下肺靜脈下緣以上區(qū)域為中段腫瘤；下肺靜脈下緣以下區(qū)域為中下段腫瘤。

1.6 統(tǒng)計參數(shù)與分析方法

（1）不同腫瘤部位PTV體積差異與肺體積差異

不同的PTV體積與全肺體積可能對劑量體積參數(shù)產(chǎn)生影響，首先需要分析不同腫瘤部位之間PTV體積與全肺體積是否存在統(tǒng)計學(xué)區(qū)別?；赟PSS 19統(tǒng)計學(xué)軟件，采用ANOVA檢驗方法檢驗三組腫瘤部位之間PTV體積、全肺體積和PTV/全肺體積比是否具有統(tǒng)計學(xué)差別。

（2）不同腫瘤部位劑量體積參數(shù)差異

分別對三組腫瘤部位全肺的V5，V10，V20和V30四個劑量體積參數(shù)進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。采用ANOVA檢驗方法和非參數(shù)Kruskal-Wallis H檢驗方法驗證不同腫瘤部位下各劑量體積參數(shù)的統(tǒng)計學(xué)差異。

2.結(jié)果

2.1 不同腫瘤部位PTV體積差異與全肺體積差異

采用ANOVA檢驗方法計算了不同食管癌腫瘤部位PTV體積、全肺體積、PTV/全肺體積比差異，結(jié)果如表1所示。結(jié)果顯示不同部位PTV體積、全肺體積與PTV/全肺體積比方差齊性檢驗值分別為0.146、0.356和0.971，均＞0.05，表明統(tǒng)計數(shù)據(jù)具有方差齊性，因此ANOVA檢驗具有意義。三組體積數(shù)據(jù)差異性參數(shù)分別為0.204、0.319和0.888，均＞0.05，說明不同腫瘤部位之間PTV體積、全肺體積和PTV/全肺體積比無統(tǒng)計學(xué)差異。通過事后多重檢驗分析也可以得出相同結(jié)論（P值均＞0.05）。

表1.ANOVA檢驗不同食管癌腫瘤部位PTV體積與全肺體積的統(tǒng)計學(xué)差異

2.2 肺劑量體積參數(shù)隨食管癌腫瘤部位變化趨勢

根據(jù)不同的食管癌腫瘤部位，分別對全肺劑量體積參數(shù)（V5，V10，V20，V30）進行統(tǒng)計。表2展示了三種食管癌腫瘤部位各劑量體積參數(shù)的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差。圖1顯示了全肺的劑量體積參數(shù)與不同食管癌腫瘤部位的高低統(tǒng)計圖。對于全肺V5和V10，中上段腫瘤相比于中下段和中段腫瘤具有更低的劑量體積，其均值與上下界限值均低于后兩者。對于全肺V20和全肺V30，三者的均值和標(biāo)準(zhǔn)差沒有明顯的高低趨勢。

表2.不同食管癌腫瘤部位與全肺劑量體積參數(shù)統(tǒng)計±s

表2.不同食管癌腫瘤部位與全肺劑量體積參數(shù)統(tǒng)計±s

劑量體積參數(shù) 中上段 中下段 中段全肺V5(%) 51.67±11.48 59.93±11.54 58.03±8.75全肺V10(%) 37.98±8.02 42.14±9.36 41.87±6.43全肺V20(%) 19.27±4.62 18.25±4.10 18.51±3.25全肺V30(%) 9.69±3.57 7.94±3.28 8.54±3.40

圖1.全肺劑量體積參數(shù)與不同食管癌腫瘤部位的高低統(tǒng)計圖

2.3 不同食管癌腫瘤部位對全肺劑量體積參數(shù)統(tǒng)計學(xué)分析

首先對三種腫瘤部位的全肺劑量體積參數(shù)進行方差齊性檢驗，結(jié)果表明全肺V5、V20和V30具有方差齊性，可以采用ANOVA檢驗方法。對于V10不滿足方差齊性，采用非參數(shù)Kruskal-Wallis H檢驗方法。表3為ANOVA檢驗不同食管癌腫瘤部位對肺劑量體積參數(shù)V5、V20和V30的統(tǒng)計學(xué)差異。表中全肺V5的差異性指數(shù)為0.012，表明中上段、中下段和中段腫瘤之間至少有兩者具有統(tǒng)計學(xué)差異。對三者進行事后多重檢驗分析，中上段腫瘤區(qū)別于中下段腫瘤與中段腫瘤，而后兩者之間沒有統(tǒng)計學(xué)差異。對于全肺V20和全肺V30，三種腫瘤部位的差異性指數(shù)分別為0.612和0.162，均＞0.05，表明中上段腫瘤，中下段腫瘤和中段腫瘤之間無統(tǒng)計學(xué)差異。

表4為非參數(shù)Kruskal-Wallis H檢驗不同食管癌腫瘤部位對全肺劑量體積參數(shù)的統(tǒng)計學(xué)差異。表中V5的漸進顯著性＜0.05，具有統(tǒng)計學(xué)差異，V20和V30的漸進顯著性均＞0.05，不具有統(tǒng)計學(xué)差異，這一結(jié)論與ANOVA檢驗相同。對于V10，其漸進顯著性同樣＞0.05，表明三種腫瘤部位之間對全肺V10的影響沒有顯著區(qū)別。

表3.ANOVA檢驗不同食管癌腫瘤部位對全肺V5、V20和V30的統(tǒng)計學(xué)差異

表4.非參數(shù)Kruskal-Wallis H檢驗不同食管癌腫瘤部位對全肺劑量體積參數(shù)的統(tǒng)計學(xué)差異

3.討論

國內(nèi)外許多研究均報道了肺劑量體積參數(shù)（如V5，V10，V20和V30等）是預(yù)防放射性肺炎的重要因素。Katsui等人回顧性分析了放療后肺部劑量體積參數(shù)對于放射性肺炎的預(yù)測結(jié)果，表明了不同的肺劑量體積參數(shù)在肺炎預(yù)測中均起到了重要作用[6]。本研究基于不同食管癌腫瘤部位對肺劑量體積參數(shù)進行分析，以期預(yù)防放射性肺炎損傷。由于不同的PTV體積與全肺體積可能對肺劑量體積參數(shù)產(chǎn)生影響，因此首先需要分析二者在不同腫瘤部位之間的統(tǒng)計學(xué)差異。表2顯示了中上段腫瘤、中下段腫瘤和中段腫瘤之間PTV體積、全肺體積和PTV/全肺體積比的統(tǒng)計學(xué)檢驗結(jié)果（差異性P=0.146，0.356，0.971），表明了本研究中對于不同的腫瘤部位，不同的體積參數(shù)具有相似的數(shù)據(jù)分布性，可以認(rèn)為PTV體積與全肺體積參數(shù)對后續(xù)檢驗結(jié)果沒有統(tǒng)計學(xué)影響。

表3、表4展示了三組腫瘤部位之間全肺劑量體積參數(shù)（V5，V10，V20和V30）的統(tǒng)計檢驗結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)中上段腫瘤全肺V5低于中下段腫瘤與中段腫瘤，對比結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義。許群英等人發(fā)現(xiàn)肺V5與患者發(fā)生二級及以上放射性肺炎有關(guān)[7]。本研究統(tǒng)計了不同腫瘤部位肺V5的均值，分別為51.67%（中上段腫瘤）、59.93%（中下段腫瘤）和58.03%（中段腫瘤）。盡管三者肺V5的統(tǒng)計均值都在60%以內(nèi)，然而后兩者已十分逼近劑量體積限值，因此在中下段腫瘤和中段腫瘤食管癌的臨床放療計劃設(shè)計過程中，應(yīng)該注意肺V5的劑量體積，防止發(fā)生急性肺炎的概率增大。

盡管本研究結(jié)果顯示三種食管癌腫瘤部位之間對全肺V10、V20和V30的統(tǒng)計沒有顯著差異，然而還應(yīng)該對具體數(shù)值進行進一步分析。Katsui等人研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)肺V20超過28%時，患者在6個月后發(fā)生二級及以上放射性肺炎的累積概率顯著上升[8]。本研究中三組腫瘤部位肺V20劑量體積均小于文獻中給出的劑量體積閾值，因此在食管癌IMRT治療中不同腫瘤部位不僅對肺V20的影響不大，患者發(fā)生二級及以上放射性肺炎的累積概率沒有顯著升高。對于肺V30本研究結(jié)果顯示中上段腫瘤、中下段腫瘤和中段腫瘤的肺V30統(tǒng)計均值分別為9.69%、7.94%和8.54%，均遠＜20%，因此可以認(rèn)為不同食管癌腫瘤部位對于發(fā)生急性放射性肺炎的概率影響不大。

在食管癌IMRT治療當(dāng)中容易對肺造成放射性損傷，本研究回顧性分析了102例食管癌病例，根據(jù)不同腫瘤部位分為了中上段、中下段和中段三組。采用SPSS 19軟件進行統(tǒng)計分析，基于ANOVA檢驗方法和非參數(shù)Kruskal-Wallis H檢驗方法對三組數(shù)據(jù)進行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)不同腫瘤部位的PTV體積與全肺體積相近時，中下段與中段腫瘤的全肺劑量體積參數(shù)V5更高，治療后造成放射性肺炎的概率增大，因此在臨床計劃設(shè)計時需要更多關(guān)注肺V5的劑量體積限制，以期減少放射性肺炎等肺部損傷的發(fā)生。同時本研究也存在有研究病例數(shù)較少的問題，需要后續(xù)擴大統(tǒng)計病例數(shù)進行進一步研究分析。