上段食管癌累及野照射CRT、3D-CRT與IMRT計劃的劑量學對比研究

程蒙蒙，孔令玲

（安徽醫科大學第一附屬醫院腫瘤放療科，安徽 合肥 230022）

上段食管癌累及野照射CRT、3D-CRT與IMRT計劃的劑量學對比研究

程蒙蒙，孔令玲

（安徽醫科大學第一附屬醫院腫瘤放療科，安徽 合肥 230022）

目的 比較頸段、胸上段食管癌常規放療（CRT）、三維適形放療（3D-CRT）、調強放療（IMRT）累及野放療中靶區和危及器官（OAR）的劑量學差異，進而為臨床治療選擇最優放射治療方案；比較不同大小腫瘤（直徑＜3 cm及 ＞5 cm）不同放療計劃對危及器官的影響，進而選擇較優的放療計劃。方法 選擇12例頸段及胸上段食管癌患者，應用三維治療計劃系統（TPS）分別為每位患者設計三種治療計劃（A.常規放療；B三維適形放療；C調強適形放療），在規定 CTV至少達到95%處方劑量前提下根據劑量體積直方圖（DVH）、等劑量曲線比較三種計劃靶區劑量分布及脊髓、氣管、肺正常組織受量的差異；同時比較不同大小的腫瘤三種放療計劃對脊髓的劑量學影響。結果 三種計劃的靶區的平均劑量以 IMRT計劃為好，IMRT同時減少了脊髓及氣管的劑量，差異有統計學意義（P＜0.05）；不管腫瘤直徑大小，以 IMRT計劃最好。結論 頸段及胸上段食管癌采用調強適形放療，能在提高靶區劑量的同時更好的保護周圍正常組織及器官，較三維適形放療有劑量學優勢，是目前較好的一種放療方法。

食管癌；常規放療；三維適形放療；調強適形放療；劑量學

放射治療是頸段、胸上段局部晚期食管癌一種首選的治療方法，但由于這類患者病灶區域常常跨過胸廓入口，解剖部位深度變化明顯，尤以女性顯著，導致放療中靶區劑量分布不均勻；同時由于頸段及胸上段食管癌距離脊髓較近，限制了靶區劑量的提高，這些可能是造成患者放療后局部復發的一個重要原因［1］。同時由于腫瘤形狀、大小、位置不規則，這就要求我們在設計治療計劃時遵循個體化原則。隨著放療設備的不斷更新，放射治療已進入一個調強適形放療的時代。這種技術可以提高靶區的精確性和準確性，同時減少正常組織照射。因此，我們利用三維治療計劃系統比較常規放療（CRT）、三維適形放療（3D-CRT、調強放療（IMRT）累及野放療中靶區和危及器官（OAR）的劑量學差異，進而為臨床治療選擇最優放射治療方案。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 2012年1月—2012年12月經胃鏡病理證實為上段食管鱗癌 12例，卡氏評分≥70分，且無放療禁忌證，其中男性8例，女性4例，年齡 61～79歲，中位年齡70歲，病變長度4.0～7.0 cm，平均長度5.5 cm。

1.2 方法和步驟

1.2.1 體位固定 患者均取仰臥位，雙臂自然下垂至身體兩側，采用頭頸模固定。

1.2.2 CT掃描 德國西門子公司 PLUS FOUR型螺旋CT掃描，CT定位時體位與模擬機下定位時完全一致，自然平靜呼吸，CT無間斷掃描，層厚5 mm，掃描范圍為頜下至雙側肋膈角，包全肺。掃描圖像經局域網傳輸到 Topslane Venus治療計劃系統，進行三維圖像重建和坐標轉換。

1.2.3 勾畫靶區 GTV：以食管壁厚度≥5 mm，食管壁局限性或全周性增厚，伴或不伴局部管腔狹窄為標準并參考患者食道吞鋇射片、胃鏡結果及胸部CT，勾畫可見病灶為GTV；CTV：GTV周圍外擴0.6～0.8 cm，向上擴1.5 cm，向下擴2.0 cm為CTV。

1.3 治療計劃設計和處方劑量 采用 Topslane Venus計劃系統，將 12例上段食管癌患者分別設計 CRT、3D-CRT和IMRT三組計劃：（1）CRT計劃：采用一前野（0°）+兩斜野（120°及240°）三野等中心照射，權重為 2∶1∶1，處方劑量為64 Gy／32 f，2 Gy／f，6 MV-X線。

（2）3D-CRT計劃：采用一前野（0°）+兩斜野（120°及240°）三野照射，應用MLC擋塊以減少正常組織的受照體積，權重為2∶1∶1，處方劑量為64 Gy／32f，2Gy／f，6 MV-X線。

（3）IMRT計劃：采用三野同步推量整合計劃，處方劑量為：每次2 Gy，總量64 Gy。要求GTV至少達到95%處方劑量。正常器官劑量限制為：左肺及右肺接受20 Gy劑量的體積均≤20%；脊髓最大劑量≤45 Gy。處方劑量為64 Gy／32 f，2 Gy／f，6 MV-X線。

1.4 治療計劃評估內容 （1）觀察三組計劃橫斷面上的等劑量曲線圖及劑量體積直方圖（Dose-volume histogram，DVH），了解三組計劃靶區及OAR劑量分布，計算靶區最大劑量（Dmax）及平均劑量（Dmean），以及危及器官的受量。（2）觀察不同直徑大小的腫瘤三組計劃 OAR的最大劑量及不同體積所受劑量。

1.5 統計學分析 計量數據以均數 ±標準差表示，采用SPSS15.0軟件包進行統計分析，多組之間的比較為單因素方差分析，各組之間兩兩比較為 LSD-t檢驗，以 P＜0.05為差異有顯著性統計學意義。

2 結果

2.1 三組計劃靶區及危及器官劑量學比較 IMRT靶區平均劑量分布優于 CRT及3D-CRT，差異有統計學意義（P＜0.05）；在危及器官受量中，IMRT較3D-CRT及CRT能降低脊髓最大劑量及平均劑量，差異有統計學意義（P＜0.05）；氣管所受最大劑量，三組計劃比較差異無統計學意義（P＞0.05），IMRT及3D-CRT較 CRT能降低氣管的平均劑量，差異有統計學意義（P＜0.05）；雙肺 V20三組計劃比較差異無統計學意義（P＞0.05），IMRT及3D-CRT較 CRT能降低雙肺平均劑量，差異有統計學意義（P＜0.05）。詳見表1。

表 1 三組計劃靶區及危及器官劑量學（cGy）及雙肺劑量體積參數 ［%，n＝12，（±s）］

表 1 三組計劃靶區及危及器官劑量學（cGy）及雙肺劑量體積參數 ［%，n＝12，（±s）］

CTV計劃脊髓 氣管3 694.73±301.35 3D-CRT 6826.31±325.72 6175.93±317.42 4237.58±247.31 1438.57±372.33 6553.27±212.51 4635.72±334.16 6.95±1.33 436.73±362.57 6.28±1.74 413.73±398.73 IMRT 7161.17±223.51 6683.05±268.39 3609.77±425.35 1275.39±263.52 6301.74±311.20 4435.17±428.24 5.36±1.07 378.39±193.76 5.14±0.平均劑量CRT 6770.21±361.47 6182.01±336.25 6482.34±364.42 2462.18±427.23 6733.56±285.37 5733.23±452.31 8.32±2.23 734.23±267.77 7.93±2.6最大劑量 平均劑量 最大劑量 平均劑量 最大劑量 平均劑量左肺V20平均劑量右肺V20 91 370.64±201.33

2.2 不同大小腫瘤三組計劃中脊髓劑量學比較 不論腫瘤直徑 ＜3 cm或 ＞5 cm，在三組計劃中兩兩比較，IMRT較3DCRT及 CRT能減少脊髓的受量，差異有統計學意義（P＜0.05）。詳見表2，3。

表2 三組計劃腫瘤直徑＜3 cm上下斷層脊髓最大受量（cGy）［n＝6，（±s）］

表2 三組計劃腫瘤直徑＜3 cm上下斷層脊髓最大受量（cGy）［n＝6，（±s）］

CRT 3D-CRT IMRT上斷層 6499.13±147.03 4654.54±447.13 3764.92±564.12中斷層 5072.79±855.01 4144.36±374.49 4011.45±523.04下斷層 3949.47±338.67 3294.82±697.44 2608.08±302.53

表3 三組計劃腫瘤直徑 ＞5 cm上下斷層脊髓最大受量（cGy）［n＝6，（±s）］

表3 三組計劃腫瘤直徑 ＞5 cm上下斷層脊髓最大受量（cGy）［n＝6，（±s）］

CRT 3D-CRT IMRT上斷層 6102.57±432.36 5262.74±325.17 4135.76±374.52中斷層 5637.23±672.01 4625.39±564.17 3764.47±531.28下斷層 5274.36±238.31 3562.73±584.67 2791.32±563.21

3 討論

食管癌是一種常見的消化道惡性腫瘤，據2002年全球癌癥調查統計，食管癌為全球惡性腫瘤發病率的第 8位，病死率位居第6位［2］。我國是食管癌的高發國家，在我國食管癌病死率居于所有腫瘤的第4位，嚴重威脅著患者的生活質量［3］。食管癌早期癥狀并不明顯，隨著病情進展，可出現進行性吞咽困難，多數患者就診時已是中晚期，同時頸胸段解剖結構比較復雜，手術難度大，而且食管癌多為鱗癌，對放療比較敏感，故放射治療是胸上段食管癌的主要治療手段，但在上段食管癌治療中，由于因頸段、胸廓入口處及上胸段食管由于其所在身體部位的厚度、曲面、組織密度等差異較大，食管的位置距體表的距離在縱軸方向自上而下變化很大，而靶區通常與脊髓相距較近，對此類部位的食管癌進行放療時，用傳統的3-DCRT技術難以達到靶區劑量均勻性的要求，并且為避免脊髓受量過高，常常不得不犧牲局部靶區，這就導致靶區覆蓋率急劇降低，同時氣管受量過高會造成氣管軟化等不可修復性的損傷，嚴重影響患者生活質量。故不管是常規放療還是3DCRT都很難進一步提高靶區劑量，最終影響治療效果。筆者通過對三種放療計劃的比較可以看出在使靶區得到處方劑量時，CRT計劃脊髓劑量遠遠超出其耐受劑量，3D-CRT雖然能滿足其解剖的要求，但由于食管沿人體縱軸位置梯度變化較大，且靶區與脊髓關系密切，仍難以達到對放療靶區劑量均勻性的要求。

Ji等［4］研究指出上段食管鱗狀細胞癌采用三維適形放療進行累及野放療時，周圍淋巴結會有相當大的受量。IMRT是對射野內各點的輸出劑量按要求進行調制，從而使靶區三維劑量分布更加滿足臨床要求，這樣就大大改善了靶區劑量的均勻性，減少周圍正常組織的受照，并進一步減少并發癥［5］。筆者通過比較 CRT、3D-CRT及IMRT對頸段、胸上段食管癌靶區及劑量學的研究，進一步明確了 IMRT在上段食管癌放療中的劑量學優勢。所以筆者亦認為上段食管癌IMRT優于3D-CRT。另外腫瘤橫徑越大，對正常組織損害越大，更有采用 IMRT放療的必要。但是 IMRT到底采用多少個照射野比較理想，目前學術界觀點不一。有學者研究認為 3個調強照射野可以滿足所有的臨床要求［6］。筆者此次研究采用三野照射基本滿足臨床要求。臨床上食管癌患者以老年居多，心肺功能欠佳，常規放療計劃及三維適形放療計劃達到處方劑量時勢必會造成心、肺功能損傷，尤以常規放療為著，導致患者在腫瘤控制同時生活質量下降，或不能按計劃完成放療，不能達到臨床治療目的。另外在臨床實際工作中，部分患者經濟不允許，不能采用理想的計劃完成治療，那么我們在采用 CRT放療時，一定要考慮胸廓矢狀面傾斜度對靶區劑量的影響，進一步優化放療計劃，采用楔形板是一種簡單有效的方法。常用15°～45°楔形板，可以使靶區劑量的分布更加均勻，同時也改善了脊髓劑量分布非常不均勻的問題［7］。

臨床上對于高齡患者或者已有遠處轉移的食管癌患者可采用累及野照射，主要目的為局部控制腫瘤，改善患者生活質量。三維適形放療應用 MLC擋塊雖然能解決上段食管癌解剖上的問題，但難以達到靶區劑量均勻性的要求，IMRT利用CT影像和三維治療計劃系統的重建，可以準確的定義腫瘤靶區范圍和周圍危及器官，進一步采用逆向的放射治療計劃使得劑量分布與靶區的三維形狀一致，能夠較好的優化配置照射野內射線束，使劑量分布更加合理，從而提高腫瘤的劑量并降低周圍正常組織的照射劑量，在提高了腫瘤局部控制率與患者生存率的同時明顯改善了其生活質量［8-10］。

綜上所述，IMRT在上段食管癌的放療中更具有優勢，臨床工作中仍需遵循個體化治療原則，根據患者一般身體狀況、腫瘤大小、位置等綜合考慮選擇放療方案，以使患者獲益，延長生存期。

［1］ 傅衛華，王綠化，周宗玫，等.上段食管癌 SIB-IMRT治療計劃比較［J］.中國醫學科學院學報，2003，25（3）：337-342.

［2］ 朱 遠，狄曉云.食管癌放療設野的探討［J］.中國腫瘤臨床，1999，26（3）：235-236.

［3］ 霍忠超，張建敏，侯存河.96例食管癌橫徑與放療設野臨床分析［J］.腫瘤研究與臨床，1999，11（2）：113-114.

［4］ Ji K，Zhao L，Yang C，et al.Three-dimensional conformal radiation for esophageal squamous cell carcinoma with involved-field irradiation may deliver considerable doses of incidental nodal irradiation ［J］.Radiat Oncol，2012，7：200.

［5］ Bos LJ，Damen EM，De Boer RW，et al.Reducation of rectal dose by integration of the boost in the large-field treatment plan for prostate irradiation［J］.Int J Rddiat Oncol Biol Phys，2002，52（1）：254-265.

［6］ Mohan R，Ling CC.When becometh less more？［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys，1995，33（1）：235-237.

［7］ 林 新，馬永全.楔形板在胸上段食管癌放療中對 TPS劑量分布影響探討［J］.醫械臨床，2009，30（2）：79-80.

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Dosimetry comparison study between conventional radiotherapy，conformal radiotherapy and intensity-modulated radiotherapy for upper esophageal carcinoma with involved-field irradiation

CHENG Meng-meng，KONG Ling-ling
（Department of Radiation Oncology，First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230022，China）

Objective To compare the dosimetry differences of CRT，3-dimensional conformal radiation therapy（3D-CRT）and intensity modulated radiation therapy（IMRT）for choosing the best treatment program for patients with cervical and upper esophageal carcinoma，and to compare effects of radiotherapy of different tumor sizes（diameter＜3 cm and＞5 cm）on organs for selection of the optimum plan.Methods Twelve patients with cervical and upper esophageal carcinoma were treated with three kinds of treatment programs （CRT，3-dimensional conformal radiation therapy and intensity modulated radiation therapy）within the same TPS.The differences of exposure dose between target area and critical organ were compared with dose volume histogram（DVH）and isodose，with the clinical target volume（CTV）up to above 95%of the prescription dose；At the same time，the effects on the spinal cord were compared among three kinds of radiation dosimetry program for different sizes of the tumor.Results IMRT plan was the best in the average dose in target area，which showed significant difference in reducing the dose at the spinal cord and trachea（P＜0.05）.IMRT was the best plan regardless of the size of the tumor diameter.Conclusions Cervical and upper thoracic esophageal cancer using intensity modulated conformal radiotherapy can better protect the surrounding normal tissues and organs when the target dose increases，which has dosimetry advantage over three-dimensional conformal radiotherapy and becomes a better radiotherapy.

esophageal carcinoma；conventional radiotherapy；three-dimensional conformal radiotherapy；intensity modulated radiation therapy；dosimetry

10.3969／j.issn.1009-6469.2014.05.034

2013-11-27，

2014-02-12）

孔令玲，女，教授，碩士生導師，研究方向：腦瘤內科治療，E-mail：kongling-l＠163.com