韓超,陳晶晶,陳宏林,苗慧( 通信作者)
1 徐州市腫瘤醫(yī)院 (江蘇徐州 221005);2 邳州市人民醫(yī)院 (江蘇邳州 221300)
宮頸癌是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤,近年來發(fā)病率較高[1]。放射治療是宮頸癌的有效治療手段,具有易操作、創(chuàng)傷小等優(yōu)點[2]。隨著放射治療技術(shù)的不斷發(fā)展,調(diào)強放射治療(intensity modulated radiation therapy,IMRT)已成為治療宮頸癌的主流技術(shù)[3]。IMRT 是一種采用不同角度、強度的射線束對靶區(qū)進行逐點調(diào)制,使射線沉積劑量均勻分布在靶區(qū)內(nèi),可在提高靶區(qū)劑量的同時降低周圍正常組織的受照劑量,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床。
目前,臨床常使用以下3 種IMRT 技術(shù),包括容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(rapidarc,RA)、動態(tài)調(diào)強(sliding window,SW)和動態(tài)調(diào)強固定鎢門(fixed jaw,F(xiàn)J)技術(shù)[4-6]。以上3 種IMRT 技術(shù)在劑量學上均可以滿足宮頸癌患者術(shù)后放射治療的要求。近年來,國內(nèi)外許多學者報道了上述3 種IMRT 技術(shù)在宮頸癌放射治療計劃中的劑量學差異[7-10],但關(guān)于3 種IMRT 技術(shù)比較分析的報道仍較少。本研究旨在比較分析宮頸癌術(shù)后3 種IMRT 技術(shù)的劑量學差異,現(xiàn)報道如下。
選取2023 年1—5 月我院行宮頸癌術(shù)后盆腔輔助性放射治療的30 例患者,年齡50~68 歲,中位年齡54 歲。納入標準:病理證實為宮頸癌;均行子宮切除術(shù)和盆腔淋巴結(jié)清掃術(shù);年齡18 歲以上;Karnofsky 評分≥70 分。排除標準:放射治療前合并心、肝、腎等臟器功能不全。入選患者均對本研究知情同意,并經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審批通過(倫理審批號:2023-03-014-K01)。
使用SIEMENS CT 模擬定位機(SIEMENS 公司,型號:Somatom Definition AS)進行掃描,自由呼吸狀態(tài)下行軸向掃描,軸向厚度為0.5 cm,電壓為120 kV,電流為350 mAs。所有患者均采用仰臥位,雙上肢交叉抱肘置于前額,雙下肢自然伸直,采用熱塑模固定體位。定位0.5 h 前排空膀胱后飲水500 ml,掃描前叮囑患者排空直腸。膀胱充盈及直腸排空后,采用定位CT 機掃描,掃描范圍從腰1 椎體上緣至恥骨聯(lián)合下5 cm,層厚為0.5 cm。CT 圖像導入Eclipse 13.5 治療計劃系統(tǒng)(Varian 公司),由2 名副主任醫(yī)師勾畫靶區(qū)和危及器官(organs at risk,OARs)。
放射治療醫(yī)師根據(jù)RTOG 勾畫指南共識勾畫靶區(qū)[11]。靶區(qū)勾畫包括臨床靶區(qū)(clinical target volume,CTV)和計劃靶區(qū)(planning target volume,PTV)。CTV 為術(shù)后盆腔殘留腫瘤組織可能存在的區(qū)域,包括子宮切除術(shù)切口、盆腔淋巴結(jié)清掃區(qū)域及盆腔血管周圍。為防止患者呼吸、體位等因素導致的放射治療誤差,CTV 向外擴展0.5 cm 即為PTV,危及器官包括脊髓、直腸、小腸和雙側(cè)股骨頭。PTV 處方劑量為45 Gy/25 F。
使用Eclipse 13.5 治療計劃系統(tǒng)(treatment tanning ystem,TPS)調(diào)用各向異性解析(anisotropy analysis algorithm,AAA)[12]算法,為每例患者均設(shè)計RA、SW、FJ 3 種調(diào)強方式的放射治療計劃。其射野方式分別為單全弧、7 野均分、7 野均分固定鎢門。采用瓦里安VitalBeam 機型,以6 MV 光子束、多葉準直器(multi-leaf collimator,MLC)葉片在等中心處投影寬度為0.5 cm,經(jīng)多次優(yōu)化迭代后使95%PTV的處方劑量為45 Gy/25 F,至少99%的PTV 照射劑量為42.75 Gy。
(1)PTV 的平均劑量(mean dose,Dmean);(2)PTV 的均勻性指數(shù)(heterogeneity index,HI),HI=(D2%-D98%)/D50%,式中的D2%、D98%和D50%分別代表PTV 劑量分布中2%、98%和50%體積受照射劑量;(3)PTV 的適形指數(shù)(conformity index,CI),CI=VT.ref/VT×VT.ref/Vref,VT.ref表示處方劑量包含 PTV 體積,Vref表示處方劑量覆蓋總體積,VT表示計劃靶區(qū)體積,CI數(shù)值趨近于1 表示適形度越好;(4)OARs(脊髓、直腸、小腸和雙側(cè)股骨頭)的最大劑量(Dmax)和相應(yīng)劑量-體積(如V30、V40等);(5)加速器跳數(shù)(monitor unit,MU);(6)低劑量區(qū)指數(shù)(low dose area inde,LDAI),定義為V5/VPTV,即5 Gy 劑量線覆蓋體積與PTV 體積的比值。
根據(jù)劑量體積直方圖(dose volume histogram,DVH)提取各劑量學指標數(shù)據(jù),并應(yīng)用SPSS 22.0 統(tǒng)計學軟件對數(shù)據(jù)進行分析。采用重復測量方差分析比較不同調(diào)強方式間的劑量學指標差異;若方差分析結(jié)果顯著,則進一步行LSD-t檢驗。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
30 例宮頸癌術(shù)后患者的不同放射治療計劃比較,結(jié)果見表1。RA、SW 和FJ 3 種調(diào)強方式的PTV 平均劑量比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。RA 調(diào)強方式的CI和HI明顯優(yōu)于SW 和FJ,且MU 顯著減少(P<0.001)。RA 調(diào)強方式的LDAI 明顯高于 SW 和 FJ,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。在OARs 劑量方面,直腸和膀胱部位的RA 在V40低于SW 和FJ,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
表1 PTV 和OARs 的三種劑量學比較(±s)
表1 PTV 和OARs 的三種劑量學比較(±s)
參數(shù) RA SW FJ F P直腸Dmax(Gy) 47.27±1.24 47.08±1.19 47.18±1.27 0.198 0.508 V40 (%) 43.23±25.82 46.39±21.30 46.24±20.74 0.021 0.026膀胱Dmax(Gy) 48.05±1.87 48.11±1.42 48.03±1.02 0.321 0.432 V40 (%) 40.39±16.60 45.39±19.33 44.39±18.65 0.013 0.025脊髓Dmax(Gy) 36.52±9.74 35.22±10.64 34.96±10.29 0.274 0.214小腸Dmax(Gy) 47.28±2.48 47.00±1.78 47.17±1.82 0.403 0.685 V30 (%) 14.17±5.21 14.06±3.98 13.97±4.54 0.844 0.606 V40 (%) 5.81±2.27 5.09±1.59 5.15±1.63 0.022 0.027股骨頭L Dmax(Gy) 41.66±6.36 37.49±6.36 37.50±7.05 0.000 0.001 V40 (%) 1.17±1.30 0.36±0.76 5.81±2.27 0.021 0.081股骨頭R Dmax(Gy) 40.79±8.02 37.19±7.39 38.10±7.56 0.006 0.023 V40 (%) 1.46±1.68 0.30±0.72 0.88±2.16 0.029 0.351 LDAI V5 / VPTV 14.71±5.78 14.23±5.50 14.00±5.36 0.002 0.001 PTV Dmean(Gy) 46.45±0.14 46.32±0.17 46.36±0.14 0.118 0.180 CI 1.02±0.02 0.99±0.01 0.99±0.01 0.002 0.001 HI 0.07±0.01 0.06±0.01 0.06±0.01 0.020 0.067 MU 419.20±35.39 1151.10±155.83 978.00±118.26 0.000 0.000
一般來說,基于AAA 算法的IMRT 可分為RA和SW。在 IMRT 實現(xiàn)過程中,為了可以在射野內(nèi)調(diào)節(jié)射束強度,MLC 的形狀常是不規(guī)則的。直線加速器的MLC 過中線運動的距離會限制 IMRT的最大射野,當射野X 方向?qū)挾?>14.5 cm 時,MLC 會出現(xiàn)分野現(xiàn)象。宮頸癌術(shù)后放射治療時,射野寬度均會 >14.5 cm,此時可進行拖動并固定X方向的一側(cè)準直器,使射野寬度控制在14.5 cm 內(nèi)進行照射,即FJ 調(diào)強技術(shù),其是SW 技術(shù)的特殊應(yīng)用。
本研究通過收集30 例宮頸癌術(shù)后患者的放射治療計劃數(shù)據(jù),比較3 種調(diào)強方式在PTV 劑量指標、OARs 受照劑量及MU、LDAI 等的差異。近年來,國內(nèi)外已有學者基于AAA 算法對宮頸癌不同放射治療技術(shù)進行劑量學比較,但僅進行兩兩比較,如IMRT 與RA 比較、IMRT 的分野技術(shù)與固定準直器技術(shù)比較[17-19],但關(guān)于3 種調(diào)強方式比較報道較少。本研究結(jié)果顯示,盡管3 種調(diào)強方式在PTV 平均劑量指標方面差異無統(tǒng)計學意義,但CI和HI、OARs 的V40、MU 方面,RA 調(diào)強方式表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢,說明RA 調(diào)強方式在保證靶區(qū)劑量的同時更能保護OARs,減少正常組織的不良反應(yīng),并縮短治療時間[14,20]。 RA 調(diào)強方式的LDAI 明顯高于SW和FJ,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而小腸V40、雙側(cè)股骨頭Dmax方面,RA 調(diào)強方式劑量偏高,但根據(jù)QUANTEC 對正常組織的限定標準[16]其均在臨床可接受范圍內(nèi)。
綜上所述,RA 調(diào)強方式在宮頸癌術(shù)后放射治療中具有較好的劑量學優(yōu)勢,且可縮短治療時間。建議物理師在制定宮頸癌術(shù)后放射治療計劃時,優(yōu)先考慮使用RA 調(diào)強方式。