中晚期宮頸癌術后容積旋轉調強放療計劃劑量學研究

張懷文 鐘曉鳴

靜態調強放射治療(IMRT)是宮頸癌等盆腔腫瘤放療的主要方法[1]。在錐形束CT(CBCT)圖像引導基礎上發展起來的弧形容積旋轉調強放療技術(VMAT),其改變了傳統的固定野靜態調強技術模式，是一種具有旋轉照射優點的動態調強放療方式。VMAT計劃組對周圍危及器官的保護與IMRT相當甚至更優。本研究擬通過比較弧形容積旋轉調強放療(VMAT)與靜態調強(IMRT)兩種放療技術在中晚期宮頸癌放射治療中的劑量學差異，探討VWAT技術用于中晚期宮頸癌治療的可行性及潛在優勢。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選擇

隨機選取2016年1月至2018年12月間在我科接受術后調強放射治療的宮頸癌患者10例作為研究對象，患者年齡為37～79歲,中位年齡48歲，要求所有患者均無放療禁忌證。

1.2 體位固定及靶區危及器官勾畫

患者均采用仰臥位，熱塑體膜固定后行CT模擬機放療定位，掃描范圍為腰1椎體上緣至坐骨結節下3～5 cm，掃描層厚5 mm。掃描結束后將CT模擬定位圖像資料通過通過瓦里安Aria局域網傳輸到瓦里安Ecalipse13.5三維放射計劃系統工作站。放療醫生根據ICRU第50、62號報告勾畫放射治療靶區。臨床靶體積包括陰道上段1/2及殘端、陰道旁軟組織和盆腔淋巴引流區域，范圍為上界達4到5腰椎間、下界達閉孔下緣水平。CTV在前后方向外放0.6～0.8 cm、其余外放0.8～1.0 cm得到計劃靶體積。危及器官組織包括膀胱、直腸、小腸、兩側股骨頭等。

1.3 設計放療計劃

針對每位患者均分別設計三種不同的調強放療計劃，三種調強設野方法的機架角度分別為：①固定野5野靜態調強計劃Ⅰ的機架角度為0°、72°、144°、216°、288°，床角和小機頭角度均為0度；②固定野7野靜態調強計劃Ⅱ的機架角度為0°、51°、103°、154°、206°、257°、309°，床角和小機頭角度均為0度；③VMAT計劃Ⅲ為共面雙弧技術，各進行一次逆時針、順時針旋轉。順時針角度為181°～179°，逆時針角度179°～181°，床角設置為0°，小機頭角度順時針方向為10°，逆時針方向為350°。規定靶區處方劑量是指95%的PTV所接受的最低吸收劑量，PTV接受>110%處方劑量的體積應<5%，各危及器官耐受劑量的限定要求如下：小腸：V50<30%，最大劑量Dmax≤53 Gy；膀胱：V50<50%；左右股骨頭：V50<5%。

1.4 治療計劃評價指標

1.5 統計學分析

2 結果

2.1 靶區內劑量分布

三種不同角度調強計劃PTVmean、靶區均勻性指數HI和適形度指數CI見表1。由表1可見，3種計劃均可滿足臨床95%等劑量曲線對PTV靶區劑量覆蓋的需要，三種計劃的靶區平均劑量以及靶區均勻性指數HI之間的差異沒有統計學意義，而靶區的適形度指數計劃Ⅲ最優，計劃Ⅱ次之，而計劃Ⅰ最差。

表1 3組計劃靶區平均劑量、均勻性指數和適形度指數

注： a為與Ⅲ方法比較，t=5.321，2.931，P<0.05；b為與Ⅱ方法比較，t=4.110，P<0.05。

2.2 危及器官受照劑量和體積比較

小腸受照劑量體積對比：三組調強計劃小腸接受照射劑量和受照體積參數如表2所示。計劃Ⅱ的小腸所受照射的平均劑量略高于計劃Ⅰ和Ⅲ，計劃Ⅰ的小腸在中高劑量處V30、V40接受的受照體積稍高于計劃Ⅱ和Ⅲ，差異具有統計學意義(P<0.05)。其余照射體積處三者間差異沒有統計學意義。

表2 3組治療計劃小腸受照劑量體積對比

注：a為與Ⅲ方法比較，t=2.759，2.644，P<0.05；b為與Ⅱ方法比較，t=5.589，P<0.05。

膀胱受照劑量體積對比：膀胱受照平均劑量計劃Ⅱ略小于計劃Ⅰ，其在V40接受的照射劑量體積旋轉照射計劃Ⅲ數值明顯優于另外兩個調強照射方式，計劃Ⅰ最大，計劃Ⅱ稍小，三者相比差異均具有統計學意義(P<0.05，表3)。膀胱其余照射體積處三者間差異沒有統計學意義。

表3 3組治療計劃膀胱受照劑量體積對比

注：a為與Ⅲ方法比較，t=2.458，4.680，5.047，P<0.05；b為與Ⅱ方法比較，t=2.628，P<0.05。

左股骨頭受照劑量體積對比：三組調強計劃的左股骨頭受量Dmean基本相同，在中劑量V30處Ⅰ組略小于Ⅲ組最小。而Ⅱ和Ⅲ兩組數據基本相同，兩者之間差異不具備統計學意義，見表4。

表4 3組治療計劃左股骨頭受照劑量體積對比

注：a為與Ⅲ方法比較，t=6.069，P<0.05。

右股骨頭受照劑量體積對比，對右側股骨頭來說，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三組計劃方式得到的數據結果基本相同，三者間的差異沒有統計學意義，見表5。

表5 3組治療計劃右股骨頭受照劑量體積對比

3 討論

近年來，旋轉調強放射治療技術在中晚期宮頸癌放療中的優勢日益突出，其在顯著降低膀胱、直腸、左右股骨頭等周圍正常危及器官受照劑量的前提下給予腫瘤靶區更優致死劑量。

SHARFO等[4]研究宮頸癌放療中，VMAT優勢在于劑量輸出更快，從劑量學角度分析肯定了VMAT對正常組織保護的優勢。Cozzi 等[5]報道宮頸癌放療中VMAT 計劃可減少正常組織的受照劑量，提供較好的靶區適行性和均勻性，同時能減少治療時間，達到與IMRT 計劃相當或更好的效果，Savino等[6]和Van Benthuysen 等[ 7]的研究表明VMAT 計劃在把區內劑量的分布、減少危及器官受照量等方面與dIMRT 計劃相當。Jia等[ 8]發現VMAT 在保證相同照射劑量的基礎上，可以明顯減少周邊器官的受照射劑量及患者照射時間，及機器跳幀次數，由于跳幀次數的減少，從而減少了機器的散射，使正常組織接受的散射量也相應減少，理論上可降低二次腫瘤的發生率。國內也有相關文獻報道，劉培培等[9]、孫曉歡等[10]、曹倩倩等[11]等比較容積旋轉調強( VMAT) 與7 野固定野調強( 7F-IMRT) 兩種放射治療技術在中晚期宮頸癌放射治療中的劑量學差異，VMAT 技術在劑量分布上與7F-IMRT 相當或略優，但機器跳數和治療時間明顯減少。李丹明等[12]、楊心鳳等[13]研究均顯示VMAT放療技術在宮頸癌術后除能夠取得與VMAT靶區計劃相似的劑量分布，可對其鄰近危及器官進行更好的保護，且對近期和遠期治療效果都沒有影響，是一種較IMRT更好的調強治療方法。裴忠玲等[14]比較宮頸癌術后容積旋轉調強放療(VMAT)和常規靜態調強放療(IMRT)的照射劑量分布及其血液毒性，兩種放療方法的血液毒性相仿，但與IMRT相比，VMAT 可降低盆腔骨髓及其亞區高劑量區的受照體積。

本研究針對宮頸癌腫瘤靶區平均劑量、均勻性、適形度及周圍危及器官保護等方面闡述VMAT計劃及其他兩種不同角度的固定野調強照射技術劑量學優勢情況。研究結果表明：在給定處方總劑量50 Gy前提下，三種計劃的靶區平均劑量以及靶區均勻性指數之間差異沒有統計學意義，但靶區適形度VMAT計劃優勢明顯；對小腸的保護，計劃Ⅱ的小腸所受照射的平均劑量略高于計劃Ⅰ和Ⅲ，計劃Ⅰ的小腸在中高劑量處V30、V40接受的受照體積稍高于計劃Ⅱ和Ⅲ；對膀胱的保護，膀胱受照平均劑量計劃Ⅱ略小于計劃Ⅰ，在V40接受的照射劑量體積計劃Ⅲ最優；對左右股骨頭的保護，三者間基本沒有差異。

綜上所述， VWAT技術用于中晚期宮頸癌治療周圍危及器官的保護更優，減輕放射反應且VMAT計劃組治療顯著減少治療時間和減少機器跳數，提高了治療精度和療效。這對于中晚期宮頸癌患者的臨床治療具有十分重要的意義。