三維適形放療與固定野調強放療在局部晚期非小細胞肺癌中應用的劑量學比較

李 偉，高立偉，楊春雷，戴甜甜，毛 凱

（1.灤縣人民醫院 腫瘤科，河北唐山 063700；2.中日友好醫院 放療科，北京 100029；3.興安盟人民醫院 放射治療科，內蒙古 137400）

肺癌居中國癌癥死亡的首位， 其中非小細胞肺癌占肺癌患者總數的80%以上，局部晚期非小細胞肺癌（local advanced non-small cell lung cancer，LANSCLC）約占其中的1/3，其主要是指局部病灶晚期不適合手術切除的Ⅲ期非小細胞肺癌，因此放射治療在此類非小細胞肺癌治療中的作用尤為重要。目前，同步放化療是局部晚期非小細胞肺癌的標準治療[1]，然而，同步放化療的副反應，包括嚴重的骨髓抑制、放射性肺炎、放射性食道炎[2]制約這種治療方式的廣泛應用。 新放療技術的引入部分彌補了以上缺陷， 目前三維適形放療

（three -dimensional conformal radiotherapy，

3DCRT）和調強放射治療（intensity modulated radiation therapy，IMRT） 是治療LANSCLC 的主要放療技術和手段。 本研究旨在通過對2 種治療方式進行劑量學分析， 以指導LANSCLC 放療模式的選擇。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取中日友好醫院放療科2012 年1 月～2013 年1 月收治的實施根治性放射治療的局部晚期非小細胞肺癌患者10 例，其中男5 例、女5例；患者治療前進行完整的分期檢查，包括胸部增強CT，頭顱MRI，頸部及雙側鎖骨上B 超，腹部B超，全身骨掃描，有條件的患者行PET-CT 檢查，按美國癌癥聯合委員會 （American Joint Committee on Cancer，AJCC） 第7 版分期方法進行分期，其中ⅢA 期患者5 例，ⅢB 期患者5 例。

1.2 體位固定、CT 模擬和靶區定義

所有患者采取仰臥體位， 雙手臂交叉置于額前， 采用熱縮膜裝置行體位固定，CT-sim 掃描時靜脈造影劑常規應用， 掃描范圍從下頜骨至肝臟下緣，層厚3～5mm。大體腫瘤（gross tumor volume，GTV）、臨床靶區（clinical tumor volume，CTV）、內靶區 （internal tumor volume，ITV） 和計劃靶區（planning tumor volume，PTV） 勾畫根據ICRUM（International Commission on Radiation Units and Measurements）第50 和62 號報告標準定義。GTV：原發灶+轉移淋巴結，原發灶為CT 或PET-CT 掃描下肺內原發病灶， 轉移淋巴結包括縱隔鏡檢查陽性；CT 短徑≥1cm、 短徑＜1cm 但融合成簇或短徑＜1cm 而PET 顯像陽性。 CTV：GTV 外放0.6～0.8cm（鱗癌外放0.6cm，腺癌外放0.8cm；骨皮質、大氣道、 食道、 血管外膜等天然解剖屏障手工修剪）。ITV：CTV 根據呼吸動度外放0.3～1cm； PTV：根據擺位誤差及系統誤差由ITV 外放0.5mm 得到。

1.3 放療計劃設計

所有計劃采用Eclipse10.0 治療計劃系統，6～10MV X 線， 劑量計算要求進行肺組織不均勻性校驗。 （1）3DCRT 計劃：計劃均采用共面射野，射野數為3～4 個。 患者的處方總劑量為60Gy，要求至少95%的GTV 接受不小于60Gy 劑量， 至少90%的PTV 接受處方劑量95%以上劑量，PTV 內大于處方劑量110%的體積≤20%。正常器官受量要求脊髓最大劑量≤45Gy， 正常肺V20≤30%，V30≤20%，食管V50≤30%，心臟V40≤50%。 放療計劃設計時若以上均能達到劑量學要求， 則著重考慮降低正常肺劑量。 本研究所納入患者的放療計劃均滿足以上要求。 （2）IMRT 計劃：采用固定野靜態調強技術， 計劃設計時根據腫瘤位置手動優化射野入射角度。 IMRT 計劃處方計量要求與3D-CRT 相同， 此外為保證計劃之間可比性，要求所有IMRT 計劃接受處方劑量的PTV 與此患者的3DCRT 計劃相等。 IMRT 關鍵器官的受量要求在脊髓、 食管和心臟與上述3DCRT 要求相同。

1.4 計劃比較

對計劃結果進行比較分析， 具體參數包括單次治療輸出跳數MU、靶區最大劑量Dmax、最小劑量Dmin 和平均劑量Dmean、 靶區適形度（conformity index，CI）、 靶區劑量均勻性（heterogeneity index，HI） 以及正常肺組織受量（V5、V15、V20、V30）、平均肺劑量（mean lung dose，MLD）、食道受量（V50）、心臟受量（V40）、脊髓所受最大劑量（Dmax）。

CI=[Vptv（≥P）/Vptv]×[Vptv（≥P）/Vp]，其 中Vptv（≥P）是 指PTV 內接受≥處方劑量的體積，Vptv是指PTV 的體積，Vp是指處方劑量的等劑量線所包括的體積。 CI 值越接近l，代表適形性越好。

HI=D5%／D95%， 其中D5%是PTV 內劑量從高到底的高劑量5%體積區域接受的最低劑量，D95%是PTV 內劑量從高到底的高劑量95%體積區域接受的最低劑量。 HI 越接近于1，代表異質性越小。

1.5 統計學方法

2 結果

2.1 2 種計劃PTV 參數和總MU 的比較

表1 示，IMRT 治療計劃PTV 所受最大劑量、最小劑量、 靶區均勻性和適形度指數均優于3DCRT 計劃，其結果有統計學差異（均P＜0.05），IMRT 計劃的機器跳數MU 顯著高于3DCRT 計劃（P＜0.05）。

表1 2 種計劃PTV 參數和單次機器跳數MU 的比較

表2 2 種計劃正常組織受照劑量之間參數比較

2.2 2 種計劃正常組織器官受量比較

表2 示，2 種計劃在正常肺組織受量方面，3DCRT 計劃受到5Gy 照射的肺體積小于IMRT計劃，受到15Gy 照射的肺體積以及雙肺受照的平均劑量和IMRT 計劃無顯著性差異，受到20Gy 和30Gy 照射的肺體積顯著高于IMRT 計劃（P＜0.05，P＜0.01）。 3DCRT 計劃中脊髓、食管和心臟受照劑量均顯著高于IMRT 計劃（均P＜0.01）。

3 討論

放射治療的基本原則是在減輕正常組織損傷的前提下盡量給予腫瘤區高劑量照射， 更高的腫瘤劑量可使局部控制率提高進而延長患者的生存期。 IMRT 放療技術主要是通過提高腫瘤靶區的適形度以增加照射劑量， 減少正常組織的受照射體積和劑量， 通過增加腫瘤控制而不增加正常組織毒性的方式來提高放療的治療增益比。 本研究結果顯示，無論是絕對劑量還是靶區的適形度、均勻性方面，IMRT 方式都顯著優于3D-CRT 方式，充分顯示了調強放射治療在靶區劑量分布方面的優勢。

在肺癌的放射治療中，正常肺組織、心臟和食管等正常組織常會受到一定劑量的照射， 造成不同程度的放射損傷。 放射損傷所產生的并發癥—放射性食管損傷、心血管的放射性損傷、急慢性放射性肺損傷以及放射性脊髓病是胸部腫瘤放射治療的劑量限制因素。 其中肺是放射敏感器官也是最重要的劑量限制因素，本研究顯示，IMRT 正常肺組織受照的V20、V30 較3DCRT 相比有顯著的劑量學優勢，MLD 和V15 兩種放療方式間并無顯著性差異，但是低劑量照射區V5 這項指標IMRT卻劣于3DCRT 方式，這是由于IMRT 放療射野相對較多，入射角度分散且輸出劑量較高所致。在放射性肺損傷的預測方面， 不同研究所獲得的劑量學參數各異，例如有研究提示MLD 是有效的預測指 標[3，4]，一 些 研 究[5，6]顯 示V20 為 最 佳 的 預 測 參數， 而另有研究卻認為V30、V13 甚至V5 等為獨立的預測因素[7～9]，目前公認的預測放射性肺損傷的最佳劑量學模型并不存在[10]。 Yom 等[11]比較了3D-CRT 與IMRT 治療NSCLC 后放射性肺損傷發病情況， 發現IMRT 可使放射性肺損傷發病率降低。 但是在臨床工作中， 我們要認識到并且充分重視IMRT 在獲得更好的靶區劑量分布的同時， 所帶來的低劑量區正常肺組織體積增加的風險。 在治療計劃修訂時考慮V20、V30、MLD 等的同時將V5 考慮進去可能更為妥當和完善， 從而能更好地預防放射性肺損傷的發生。 除了正常肺以外，心臟、食管和脊髓都是肺癌放療所要考慮的關鍵器官，本研究顯示，IMRT 計劃中心臟、食管和脊髓的受照劑量都顯著低于3DCRT，在臨床應用中理論上可以降低相應器官發生放射性損傷的風險。

值得注意的是， 本研究所得到的結果只是體現了IMRT 對于LANSCLC 劑量學上的優勢，還有一些相關的問題需要考慮和解決， 如較高的輸出劑量和較長的治療時間所帶來的器官運動、 肺組織不均質校正的算法等問題。 IMRT 能否將劑量學優勢轉換為臨床療效方面的優勢還需要大規模的前瞻對照性研究予以驗證。

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