頭頸部腫瘤容積調強計劃與多野動態調強計劃的劑量學比較

穆鑫 劉金 姜海榮 全吉鐘

頭頸部腫瘤容積調強計劃與多野動態調強計劃的劑量學比較

穆鑫 劉金 姜海榮 全吉鐘

目的 比較包括鼻咽癌(NPC)為主的頭頸部1-3弧快速容積調強放療(RapidArc)和7-9固定野動態調強放療(IMRT)的劑量學差異。方法 應用Varian 的Eclipse10.0 治療計劃系統對80例頭頸部腫瘤患者分別設計1-3 弧快速容積調強計劃和7-9 野動態調強計劃。比較兩種計劃靶區劑量適形指數(CI)、均勻性指數(HI)、不同危及器官(OAR)的最大劑量或感興趣劑量體積和機器跳數(MU)。結果 IMRT計劃與RapidArc計劃的靶區最高劑量Dmax比較差異有統計學意義(P＜0.05), 但RapidArc計劃的靶區熱點明顯比IMRT計劃低, 可控制在處方劑量的108%以內, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。兩種治療計劃的最低劑量Dmin比較差異無統計學意義(P＞0.05)。靶區的平均劑量Dmean RapidArc多數高于IMRT, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。晶體D1%劑量中IMRT受量普遍更低, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。腮腺的RapidArc平均受量低于IMRT, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。在7000 cGy處方劑量時差異具有統計學意義(P＜0.05)。結論 頭頸部尤其是鼻咽癌1-3 弧快速容積調強放療的劑量分布好于7-9 野動態調強, 而且減少機器跳數、提高治療效率, 可在臨床推廣應用。

頭頸部腫瘤；放射治療；容積調強計劃；動態調強計劃；劑量學

外照射技術治療頭頸部腫瘤尤其是鼻咽癌的標準之一,療效肯定, 靶區勾畫成熟, 局部控制率很高, 患者生存期很長, 依賴計算機運算和控制技術的提升及機械精度和圖像引導等放射治療技術的成熟。綜合治療條件的提升, 容積調強技術已經可以取代絕大部分復雜和超高復雜的固定野調強技術, 成為現代頭頸部外照射放射治療的關鍵手段［1］。

目前國內外對容積調強技術的應用十分廣泛和普遍, 治療效果肯定, 容積調強技術的應用可以極大縮短患者治療時間, 提高患者治療效果, 大幅降低的機器跳數(MU)同樣可以降低患者的輻照量和降低機器損耗, 降低治療師操作的復雜程度, 節約操作時間［2-4］。

容積調強技術的應用需要很多的輔助條件作為質量保證, 比如治療計劃的運算量增加了數十倍, 對計算機硬件的要求和計算資源的消耗不得不重視；比如對圖像引導的精度及日常檢測的工作量要求都變得很高；比如對加速器治療機和治療床的工作精度, 輻照準確性及日常QA要求很高等,容積調強放射治療的日常工作已經把周邊的輔助設施的要求變得苛刻, 無論對工作人員還是對參與進來的輔助設備都是高精度的負擔［5］。

1.1 一般資料 隨機選擇2013年5月～2015年1月80例頭頸部腫瘤并且是典型的調強治療靶區的患者進行準備。其中男59例, 女21例, 年齡44～72歲, 病變長73～226 mm, 寬92～187 mm, 有顱內腫瘤、鼻腔腫瘤、鼻咽部、舌根部、頸部淋巴結、腮腺腫瘤、牙齦腫瘤。

1.2 方法

1.2.1 固定體位及CT掃描 患者仰臥位, 雙臂自然放在體側, 選擇舒適合適頭枕, 由頭頸肩熱縮膜固定, 定位體架由CIVCO提供, GE雙排CT掃描, 層厚5 mm, 其中2例層厚2.5 mm。

1.2.2 靶區勾畫 掃描后的CT圖像由Eclipse10.0 TPS重建,再將必要的MR或增強CT融合獲得, 物理師勾畫外輪廓, 醫生勾畫腫瘤靶區(GTV)、臨床靶區(CTV)、GTVnd等, 以及周圍重要器官和規定處方劑量。

1.2.3 計劃設計 在Eclipse10.0計劃系統上制作5-9 Field IMRT和RapidArc。5-9野IMRT 射野以0或180為中心平均分布, 能量6MV, 劑量率400MU/min, 采用Sliding Window方式。RapidArc多采用雙弧照射, 即181-179 和179-181。少有單弧及3弧照射。采用Eclipse10.0計劃系統上的PCB和AAA算法計算。

1.2. 4 計劃評估 所有患者均采用6 MV能量X射線照射治療, 計劃靶體積采用常用規范治療劑量, 分為三組, 第一組5000 cGy, 第二組6000 cGy, 第三組7000 cGy, 靶區劑量學參數包括各靶區最大劑量Dmax、最小劑量Dmin、平均劑量Dmean、均勻指數HI(Homogeneity Index)、適型指數CI(Conformal Index)、危及器官的最大劑量和平均劑量(如晶體、腮腺、下頜骨、視神經、視交叉、腦干、脊髓、顳頜關節等), 比較同一患者的不同計劃的機器跳數MU以及治療時間。

1.3 統計學方法 采用IBM SPSS Statistic.19.0統計學軟件對研究數據進行統計分析。計量資料以均數 ± 標準差( x-±s)表示, 配對差值符合正態分布的劑量學差異采用配對t檢驗,不符合的采用Wilcoxon檢驗；計數資料以率(%)表示, 采用χ2檢驗。P＜0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

兩種方式的調強方案均滿足臨床劑量要求。IMRT計劃與RapidArc計劃的靶區最高劑量Dmax比較差異有統計學意義(P＜0.05), 但RapidArc計劃的靶區熱點明顯比IMRT計劃低, 可控制在處方劑量的108%以內, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。兩種治療計劃的最低劑量Dmin比較差異無統計學意義(P＞0.05)。靶區的平均劑量Dmean RapidArc多數高于IMRT, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。靶區劑量均勻性指數HI, IMRT與RapidArc數據比較, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。IMRT與RapidArc靶區適型指數CI比較差異無統計學意義(P＞0.05)。見表1。

兩種方式的調強方案均滿足臨床劑量要求。脊髓的RapidArc計劃略微好于IMRT, 差異無統計學意義(P＞0.05)。晶體D1%劑量中IMRT受量普遍更低, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。腮腺的RapidArc平均受量低于IMRT, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。下頜骨在5000 cGy和6000 cGy的處方劑量時比較, 差異無統計學意義(P＞0.05)；在7000 cGy處方劑量時差異具有統計學意義(P＜0.05)。腦干、視神經、視交叉比較, 差異無統計學意義(P＞0.05)。MU數RapidArc明顯低于IMRT, 差異具有統計學意義(P＜0.05)。見表2。

表1 靶區劑量學參數比較

表2 靶區劑量學參數比較

3 小結

所有患者兩種計劃劑量分布均能滿足臨床要求, DVH圖比較顯示時RapidArc靶區95%劑量分布好于IMRT, Dmin差別很小、Dmax差別不大, HI差別不大, RapidArc CI明顯好于IMRT, 說明RapidArc靶區適型度更高。RapidArc靶區外正常組織V5受量明顯高于IMRT, 基本上V50以上體積受量明顯低于IMRT, 平均MU和治療時間RapidArc分別比IMRT減少12.6%和61.7%。RapidArc大量縮短治療時間, 總的機器跳數降低, 適當緩解正常組織受照劑量, 提高患者治療舒適度［6］。

［1］ 谷銑之.腫瘤放射治療學.第4版.北京：中國協和醫科大學出版社.2008:522-533.

［2］ YU CX. Intensity-modulated arc therapy with dynamic multileaf collimation: an alternative to tomotherapy. Phys Med Biol.1995, 40(9):1435-1449.

［3］ Yi JL, Jin XC, Zhou YQ, et al. Comparative Study on the Planning and Dosimetric Verification of IMRT and VMAT in theTreatment Of Nasopharyngeal arcinoma. Chinese Journal of Medical Physics.2013.30(1):3860.

［4］ Sheng K, Molloy JA, Read PW. Intensity-modulated radiation therapy (IMRT) dosimetry of the head and neck: a comparison of treatment plans using linear accelerator–based IMRT and helical tomotherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys.2006, 65(3):917-923.

［5］ 崔迪, 戴相昆, 馬林, 等. 鼻咽癌螺旋斷層放療與常規加速器調強放療的劑量學比較. 中華放射腫瘤學雜志.2008.17(3):169-173.

［6］ Yu CX, Amies CJ, Svatos M. Planning and delivery of intensitymodulated radiation therapy. Med Phys.2008.35(12):5233-5241.

10.14163/j.cnki.11-5547/r.2015.32.121

2015-06-23］

132000 吉化集團公司總醫院北華大學第二附屬醫院腫瘤放療科