造影劑對食管癌調強放療計劃的影響

林志安 張清羅 侯如蓉 潘惠敏

我們對10例食管癌分別采用增強造影與平掃設計調強計劃，旨在探討是否可以直接在增強CT上設計食管癌調強放療計劃。

1 資料與方法

1.1 一般情況

2011年11月～2012年2月，我科收治10例食管癌患者，均經病理檢查證實，中位年齡65.8歲，食管腫瘤中位長度5.2 cm。

1.2 CT掃描

患者先行螺旋CT掃描，采用Siemens公司85 cm大孔徑 CT 模擬定位機定位。患者取仰臥位，雙臂上抬交叉置于額頂。按放療體位用體部固定器固定。掃描層厚3 mm、層間距3 mm。掃描范圍：上界至環狀軟骨，下界至肝臟下緣。吸氣后屏氣進行CT掃描。再經手臂靜脈以自動泵2.5 ml/s注射造影劑60 ml(碘普羅胺，廣州先靈藥業有限公司，批號：880A)，待感興趣區(一般選降主動脈)達到100 HU后，囑患者屏氣再進行掃描。

1.3 靶區勾畫

掃描后兩套CT圖像由專用網絡傳輸至Varian的Eclipse工作站(version 7.0)分別三維重建，將兩套CT圖像進行影像融合。融合后先在增強CT圖像上，由放療醫師參考ICRU第50、62號報告勾畫出食管腫瘤GTV、臨床靶區CTV和危及器官OAR。GTV為可見腫瘤；CTV包括GTV上端3 cm、下端4 cm食管及相應的食管旁淋巴結和相應的縱隔淋巴引流區。危及器官包括脊髓、心臟、氣管、左右肺組織。將GTV、 CTV向三維方向外放5 mm為相應的PTV，危及器官不加外放。將增強影像上勾畫好的靶區和危及器官復制黏貼至平掃的影像上。

1.4 計劃設計及要求

處方劑量GTV～PTV為6 300 cGy，CTV～PTV為5 400 cGy。所有計劃都在工作站上完成。對每個患者先設計平掃影像上的計劃。計劃射野數目5個，射野角度為0°、70°、140°、220°、300°。采用varian 2300加速器6 MVX 線靜態調強，卷積迭代優化并用等效TAR進行不均勻性修正，計劃要求95%PTV達到處方劑量，靶區外不能出現大于110%劑量，肺的V20<30%，V30<20%，脊髓最高劑量<4 200 cGy。計劃完成后，將該計劃保存為模板，該優化條件保存。

打開增強影像，插入前面保存的模板。模板使射野條件完全一致，處方劑量、計算方法一致，將射野鉛門固定一致后，調入前面保存的優化條件，進行同樣的優化，得到增強影像的計劃。

1.5 分析指標

靶區的分析指標是最大劑量、最小劑量、平均劑量、中位劑量、均勻性指數、適形度指數。正常組織的分析指標是平均劑量和受到特定劑量水平照射的體積百分比。均勻性指數(HI,homogeneity index)計算公式[1]為：HI=(D2%-D98%)/D50%,其中D2%為≤ 2%PTV接受的劑量；D98%為98%PTV接受的最低劑量；HI值越低(即越接近0)，表示靶區劑量均勻性越好。適形度指數(CI,comfomity index)計算公式[1]為：CI=(VT,ref/VT )× (VT,ref/Vref)，其中VT,ref 為參考等劑量線面所包繞的靶區體積；VT為靶區體積；Vref 為參考等劑量線面所包繞的所有區域的體積[2]。

1.6 統計學方法

應用SPSS 15.0軟件配對t檢驗分析兩組間的差異，P<0.05為有統計學意義。

2 結果

2.1 CT值變化

增強影像選取的是動脈期圖像，CT值的改變見表1。心臟、縱隔大血管CT值增大明顯，腫瘤CT值有所增大，肺部、脊髓等造影劑尚未到達，CT值增大不明顯。

2.2 PTV劑量及照射時間的比較

2種放療計劃PTV劑量分布情況見表2。 D2%是指2%PTV內接受的劑量，代表PTV的最大劑量；D98%是指≥98%PTV 體積接受的劑量，代表PTV的最小劑量；Dmean為平均劑量；D50%代表50%體積的PTV所接受的劑量，即中位劑量。增強影像計劃中靶區劑量較平掃計劃高。其中D2%增加[(31.50±17.81)cGy]，D98%增加[(30.60±15.93)cGy]，Dmean增加[(28.91±14.86)cGy]，D50%增加[(28.13±18.49)cGy]。MU代表照射時間，兩者差異無統計學意義。

表1 2種計劃影像CT值比較

2.3 靶區的適形度指數、均勻性指數比較

增強影像計劃及平掃計劃適形度指數分別為0.54、0.53，兩者比較差異無統計學意義(t=0.548，P=0.597)。均勻性指數2種計劃分別為0.079、0.079，兩者比較差異無統計學意義(t=1.694，P=0.125)。

2.4 危及器官劑量的比較

由表3可知，雙肺V5及平均劑量、心臟V30及平均劑量2個計劃比較差異有統計學意義。增強影像計劃中雙肺平均劑量增加[(23.87±6.18)cGy]，心臟平均劑量增加[(53.21±20.07)cGy]。雙肺V20、V30及脊髓最大劑量比較差異無統計學意義。

3 討論

靶區的確定是食管癌放射治療的關鍵環節之一,而影像學是食管癌放療靶區確定的主要依據。盡管目前有PET-CT可以提高食管癌靶區勾畫的精確度[2],但受制于機器設備及價格,PET-CT檢查尚不能在大多數放療單位開展。多數單位放療是應用以CT為基礎的影像技術。

目前的放療計劃系統都是基于CT模擬定位設計的，CT值反應了X射線在人體內不同密度組織的線性衰減，因此可以建立CT值與相對電子密度的數據。計劃系統根據所建立的CT值—相對電子密度曲線，由CT值就可以得到組織橫截面的不同組織的相對電子密度分布情況，從而進行準確的劑量計算和組織不均勻性的修正。CT值的檢測受多種條件影響[3]，對此我們采用一致的CT工作參數和圖像采集方式，避免其他因素引起CT值的差異。

為更加清楚地區別病變組織、淋巴結與正常血管，顯示病變范圍和性質，在食管癌的CT模擬定位時常使用增強掃描。造影劑經靜脈進入心臟、縱隔大血管及各個器官，使各器官的CT值增大而改變其相對電子密度。陳立新等[4]測量不同濃度造影劑水溶液的CT值改變及相應的等效密度，造影劑濃度增加時，其CT密度值增大，相對應的物理密度增大。造影劑的濃度與CT值成正比關系。只有造影劑濃度下降到1%以下時，對密度的影響才可基本忽略。

表2 2種計劃靶區劑量分布比較

表3 2種計劃危及器官受量比較

本研究發現，選擇動脈期增強影像心臟及縱隔血管CT值增加明顯，基本在150～200 HU左右。在原增強CT上設計的調強放療計劃，實際放療中患者造影劑已被代謝排出體外，放療計劃劑量與患者實際接受的劑量存在差異。楊曉霞等[5]認為增強CT影像對射野等中心點劑量計算有差異。我們研究結果顯示，按增強影像設計食管癌的調強放療計劃，靶區劑量較平掃計劃高，但實際放療劑量平均只減少30 cGy。從劑量學角度看，這可能對食管癌臨床放療療效影響相對較小。

在正常器官的受量上，脊髓的最大劑量2種計劃比較無統計學差異。肺V20、V30被認為是與放射性肺損傷發生相關的重要因子，2種計劃中肺V20、V30無差異。增強影像計劃中雙肺平均劑量增加23.87 cGy，心臟平均劑量增加53.21 cGy，提示實際放療過程中患者的雙肺、心臟受量更小，這對于減少肺和心臟的放射性損傷更有利。

綜上所述，CT增強掃描可以更準確勾畫靶區，應用于調強放療計劃設計對劑量有影響，但影響較小，可以直接在增強影像上設計放療計劃。

[1] 蔣治勤，蔣國梁.食管癌束流調強與三維適形放療計劃設計的比較〔J〕.中國癌癥雜志，2007,17(7)：578.

[2] 邢 軍，李建斌，劉 娟，等.PET-CT圖像融合在食管癌精確放療中的應用〔J〕.實用癌癥雜志，2007,2(3):290.

[3] 祁振宇，黃劭敏，鄧小武.放療計劃CT值的校準檢測及其影響因素分析〔J〕.癌癥，2006,25(1)：110.

[4] 陳立新，李文杰，黃曉延，等.治療計劃系統中CT值及圖像質量保證的若干問題討論〔J〕.中國醫學物理學雜志，2003,20(4)：193.

[5] 楊曉霞，胡 南.三維治療計劃中增強掃描影像對劑量分布的影響〔J〕.實用診斷與治療雜志，2005,19(4)：275.