不同射線能量的兩種調(diào)強(qiáng)技術(shù)在直腸癌術(shù)前放療中的應(yīng)用比較

張武哲 黃寶添 嚴(yán)立基 彭遜

(汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院放療科，廣東 汕頭 515031)

對于不能手術(shù)切除的直腸癌，術(shù)前放療已成為標(biāo)準(zhǔn)的治療方式，相對于中晚期部分可切除的直腸癌，術(shù)前放療亦能降低其局部復(fù)發(fā)率〔1〕。逆向動態(tài)調(diào)強(qiáng)(IMRT)技術(shù)在直腸癌術(shù)前放療已廣泛應(yīng)用，但較3DCRT技術(shù)而言，治療時間較長，可能降低腫瘤相對生物效應(yīng)，治療誤差的增加亦可能降低治療精度〔2〕。近年開展的容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)(VMAT)技術(shù)已成熟運(yùn)用于治療盆腔腫瘤，有多篇文獻(xiàn)報(bào)道〔3～5〕，VMAT技術(shù)較IMRT技術(shù)具有相似或更優(yōu)的靶區(qū)適形度與劑量均勻性，特別是明顯縮短了治療時間，提高了工作效率。一般治療盆腔腫瘤，因其處于體內(nèi)較深位置，所以選擇X射線能量時，高能會比低能更具優(yōu)勢，有更強(qiáng)的穿透性，能夠提高深部腫瘤的劑量均勻性，降低淺表組織的輻射劑量。本研究旨在分析10 MV與6 MV的不同調(diào)強(qiáng)技術(shù)對直腸癌術(shù)前放療劑量分布的影響。

1 材料與方法

1.1一般資料 回顧性選擇汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院2017年3～9月收治的18例直腸癌術(shù)前放療的患者資料，病理結(jié)果均為腺癌，男11例，女7例，中位年齡51(38～63)歲。

1.2靶區(qū)和危及器官勾畫 根據(jù)美國腫瘤放射治療工作組(RTOG)報(bào)告勾畫靶區(qū)：大體腫瘤靶區(qū)(GTV)包括計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)和磁共振成像(MRI)所示的直腸病變并結(jié)合直腸鏡與肛門指檢確定；臨床靶區(qū)(CTV)為直腸病灶和盆腔淋巴引流區(qū)，包括直腸、部分乙狀結(jié)腸和膀胱后壁、骶前組織、左右髂總、髂內(nèi)及部分髂外淋巴引流區(qū)，女性患者包括部分子宮后壁和直腸陰道隔，男性患者包括精囊腺后部和前列腺；CTV上界從L5椎體下緣至S1椎體下緣水平，下界到直腸病灶下緣下3 cm；計(jì)劃靶區(qū)(PTV)為CTV三維外放0.7 cm。危及器官(OAR)有膀胱、小腸和雙側(cè)股骨頭，其中小腸勾畫至PTV上緣2 cm處。B-P定義為外輪廓減PTV。

1.3體位固定和CT掃描 取俯臥位，盆腔體膜固定，行飛利浦CT模擬增強(qiáng)定位掃描。范圍由隔頂?shù)阶墙Y(jié)節(jié)下5 cm，平靜呼吸下以5 mm的層厚和層間進(jìn)行掃描。獲得影像傳輸至計(jì)劃系統(tǒng)。

1.4計(jì)劃設(shè)計(jì) 由Eclipse計(jì)劃系統(tǒng)為每例患者制定4組計(jì)劃，采用TrumBeam的高低能X射線進(jìn)行設(shè)計(jì)。VMAT組為6 MV VMAT和10 MV VMAT 單弧全周照射，劑量率600 MU/min，旋轉(zhuǎn)速率為每圈60～72 s。IMRT組為6 MV IMRT和10 MV IMRT 5野共面照射，射野角度分別為2 160、2 880、00、720、1 440。均保持不變的目標(biāo)優(yōu)化條件和劑量限值，要求95%PTV必須達(dá)到處方劑量：50 Gy/25次。危及器官劑量限值以AAPM任務(wù)組101號報(bào)告為依據(jù)〔6〕。

1.5評估指標(biāo) ①適形度指數(shù)(CI)：CI=(VT，ref/VT)×(VT，ref/Vref)，VT為靶區(qū)體積，VT，ref為處方劑量包繞的靶區(qū)體積，Vref為處方劑量線的體積。CI越靠近1說明適形度越好；②均勻性指數(shù)(HI)：HI=D5/D95，HI值越大(越遠(yuǎn)離1)，說明靶區(qū)劑量越不均勻。③其余參數(shù)：平均劑量：Dmean；劑量體積參數(shù)：Vx；機(jī)器跳數(shù)：MU；治療時間：TT。

1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 運(yùn)用SPSS19.0軟件t及Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1靶區(qū)劑量參數(shù) 10 MV IMRT的CI值比6 MV的IMRT和VMAT組高，更接近1，其與10 MV VMAT的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；IMRT組的HI、V105相似，均優(yōu)于6 MV VMAT差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其中10 MV VMAT與6 MV IMRT的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但其HI比10 MV IMRT略高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 不同能量兩種技術(shù)間的靶區(qū)劑量學(xué)參數(shù)比較

與6 MV IMRT比較：1)P<0.05；與10 MV IMRT比較：2)P<0.05；與6 MV VMAT比較：3)P<0.05；下表同

2.2危及器官劑量參數(shù) 與IMRT組比，VMAT組中小腸的V20 低，V30高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，小腸D5、Dmean 10 MV的VMAT和IMRT均明顯低于其6 MV，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。膀胱的Dmean、D5、V30 VMAT組較IMRT組明顯高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，VMAT在D5的保護(hù)上10 MV明顯優(yōu)于6 MV，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，IMRT組間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。雙側(cè)股骨頭的Dmean、V20、V30 VMAT組低于IMRT組(P<0.05)，IMRT在Dmean、V30的保護(hù)上10 MV優(yōu)于6 MV(P<0.05)，VMAT組間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。10 MV VMAT相對于IMRT組來說，B-P的V5、V10、V20劑量曲線呈先高后低，其中VMAT的V10、V15、V20 10 MV較6 MV低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，IMRT的V15、V20、V30 10 MV較6 MV，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 不同能量兩種技術(shù)間的危及器官劑量學(xué)參數(shù)比較

2.3其他參數(shù) MU：6 MV的VMAT比IMRT減少了61%(P<0.05)，10 MV的 VMAT比IMRT減少了51%(P<0.05)，其中VMAT的10 MV比6 MV增加了17%(P<0.05)，IMRT的10 MV比6 MV減少了8%(P<0.05)。TT：6 MV的 VMAT比IMRT縮短了73%(P<0.05)，10 MV的 VMAT比IMRT縮短了50%(P<0.05)，其中VMAT的10 MV比6 MV增加了7%(P<0.05)，IMRT的10 MV比6 MV縮短了42%(P<0.05)。見表3。

表3 不同能量兩種技術(shù)間的其他參數(shù)比較

3 討 論

直腸癌術(shù)前同步放化療，可以提高局部控制率，還能提高總生存率，但放療所帶來的不良反應(yīng)，對患者的生活質(zhì)量造成極大的影響〔7〕。有報(bào)道證實(shí)小腸是直腸癌放療最重要的受保護(hù)器官，其急、晚期放射性腸炎的發(fā)生與接受輻射的劑量與體積密切相關(guān)〔8〕，故在滿足靶區(qū)劑量的同時盡量降低小腸的劑量是放療醫(yī)師應(yīng)慎重考慮的問題。國內(nèi)外學(xué)者〔9～11〕討論了IMRT和VMAT在直腸癌術(shù)前放療的劑量學(xué)分布，結(jié)果表明VMAT同樣能夠發(fā)揮很好的劑量學(xué)優(yōu)勢，減少了MU，縮短了TT。已有研究證明高能射線對體內(nèi)深部腫瘤，特別是盆腔腫瘤如直腸癌等的計(jì)劃質(zhì)量效果明顯，可以帶來益處〔12〕。10 MV比6 MV有更強(qiáng)的穿透力，可以增加靶區(qū)劑量的覆蓋率，因此10 MV X線在治療體內(nèi)較深位置的腫瘤具備一定優(yōu)勢，該觀點(diǎn)與Mattes等〔13〕相符。

本研究顯示：10 MV VMAT的靶區(qū)劑量與IMRT組相當(dāng)，除了其HI比10 MV IMRT略高之外，優(yōu)于6 MV VMAT，體現(xiàn)了10 MV在體內(nèi)深部腫瘤的優(yōu)勢，明顯提高靶區(qū)劑量均勻性。直腸癌術(shù)前同期放化療常出現(xiàn)下消化道不良反應(yīng)如腹瀉、消化不良、腸梗阻等，主要與小腸受照射的劑量-體積明顯相關(guān)〔14，15〕，本研究結(jié)果中VMAT組降低了小腸低劑量區(qū)V20的體積，且10 MV比6 MV優(yōu)勢明顯，減少了小腸發(fā)生毒副作用的概率。膀胱對射線照射是相對耐受的組織，在本研究中VMAT組的膀胱高劑量區(qū)D5 10 MV比6 MV低，對膀胱起到了更好的保護(hù)作用。對于雙側(cè)股骨頭，VMAT組的Dmean、V20、V30均低于IMRT組，更可能降低股骨頭發(fā)生缺血壞死的概率。正常組織低劑量區(qū)(B-P)受照射的遠(yuǎn)期副作用也不能輕視，VMAT組的10 MV比6 MV少，起到了很好的預(yù)防作用。

總之，10 MV VMAT與其他三組比較，在獲得相當(dāng)或更優(yōu)的靶區(qū)劑量分布的同時更好地保護(hù)了部分危及器官，雖比6 MV VMAT略微增加MU和TT，但比IMRT組都明顯地減少，這對降低射線誘導(dǎo)繼發(fā)腫瘤的發(fā)生概率有重要意義〔16〕，亦有助于減少治療誤差，提高治療精度和設(shè)備使用率。