食管癌的調強放射治療劑量學比較

陳香存　侯永利

【摘要】 目的 比較三維治療計劃系統對食管癌不同射野數調強放射治療（IMRT）的臨床效果， 旨在為不同病情患者選擇最佳治療方案。方法 12例食管癌患者， 利用三維治療計劃系統對所有患者分別模擬四野（三前野+后野或者前野+三后野）、五野（三前野+兩后斜野或者兩前斜野+三后野）IMRT計劃， 比較靶區和正常組織器官照射劑量、靶區內劑量分布均勻性和適形指數。結果 計劃靶體積（PTV）的受照射劑量分布與腫瘤靶體積受照射劑量分布比較。四野和五野方式的受照射劑量接受95%處方劑量的PTV體積分數（PTVVD95%）均>95%， 均符合IMRT的要求。脊髓作為串行組織， 在四野和五野IMRT計劃中脊髓的受照劑量最大受照射劑量為45 Gy， 一旦出現超出最大受照射劑量會直接導致脊髓生理機制發生改變。在小于最大受照射的劑量安全范圍內， 隨著受照劑量的增高， 雖然患者生理機制發生改變的幾率較小， 但機體自身修復的能力會相對減弱。肺屬于并行組織， 在四野和五野IMRT治療計劃中將雙肺的V5、V20， 比較差異無統計學意義（P>0.05）。分別限制在可耐受劑量范圍內， 能夠更好的實現對患者肺功能的保護， 降低放射性肺炎發生的幾率。結論 在食管癌的放射治療時， 中上段食管癌選擇五野IMRT， 靶區的適形度更好;中下段食管癌選擇四野調強放射治療更具臨床意義。

【關鍵詞】 食管癌;三維調強放射治療;劑量學

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2019.23.012

Dosimetric comparison of intensity modulated radiation therapy for esophageal cancer CHEN Xiang-cun， HOU Yong-li. The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University， Hefei 230022，China

【Abstract】 Objective? ?To compare the clinical effect of three-dimensional treatment planning system on intensity modulated radiation therapy （IMRT） with different field numbers， and to choose the best treatment for patients with different conditions. Methods? ?A total of twelve patients with esophageal cancer were selected as subjects. All patients were simulated with four-field （three anterior fields and one posterior field， or one anterior fields and three posterior fields） and five-field （three anterior fields and two posterior oblique fields or two anterior oblique field and three posterior fields） IMRT plans by using three-dimensional treatment planning system. Comparisons were made on the irradiation dose between the target area and normal tissues and organs， dose distribution uniformity and conformal index in target area. Results? ?The comparisons of four-field and five-field in upper and middle esophageal cancer showed that there was no statistically significant difference in V5 and V20 （P>0.05） and the radiation dose to the spinal cord in the four-field plan was relatively high. In the middle and lower esophageal cancer radiation therapy， the radiation dose of four-field and five-field both can meet the clinical requirements. For economic considerations and requirements for clinical dose parameters had been met， four-field was more suitable. Conclusion? ?In the radiation therapy of esophageal carcinoma， the five-field IMRT benefits for the middle and upper esophageal carcinoma， and the conformity of target area is better. For the middle and lower esophageal carcinoma， the four-field has more clinical significance.

【Key words】 Esophageal carcinoma; Intensity modulated radiation therapy; Dosimetry

食管癌的放射治療由于其副反應小、療效好、適應范圍廣等特點， 成為食管癌的主要治療手段之一[1-2]， 考慮到病變位置緊鄰脊髓、肺等重要器官[4]， 所以主要采用調強放射治療（intensity modulated radiation therapy， IMRT）。食管癌治療方案的選擇應根據病變的部位、病灶長度、外侵程度、有無轉移等綜合考慮[5]。本次研究通過對12例食管癌患者進行四野、五野調強計劃設計， 分別從靶區劑量分布和周圍正常組織的受量等方面分析比較， 尋找更加合理的放療方式。現報告如下。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 選取2018年1～10月本院12例食管癌患者作為研究對象， 其中男7例、女5例;年齡43～72歲， 平均年齡（62.0±6.4）歲。

1. 2 方法 按臨床要求對病灶長度、部位和靶區體積進行確認， 將第1療程50 Gy/25 F放射劑量分別采用四野和五野進行IMRT計劃設計并進行劑量學評估。

1. 2. 1 放射治療計劃系統 Pinnacle x86x version 9.8計劃系統（Philips）

1. 2. 2 CT定位和靶區勾畫 患者取仰臥位， 真空體袋固定， 采用西門子CT模擬定位技術， 掃描層厚為0.5 mm。掃描完成后將CT掃描圖像導入Pinnacle x86x治療計劃系統（TPS）工作站中， 由臨床醫師根據三維圖像的重建， 同時依據ICRU62號報告原則勾畫腫瘤靶體積（GTV）、臨床靶體積（CTV）及脊髓、雙肺、心臟等危及器官（OAR）。PTV為CTV外擴0.5 cm， 此過程由醫師和物理師共同參與確認。

1. 3 統計學方法 采用Pinnacle TPS計算輸出的等劑量曲線分布和受照射劑量體積折線圖工具對四野和五野兩種IMRT計劃進行劑量學的比較。PTVVD95%作為計劃靶區PTV受照劑量的評估參數。對于危及器官， 脊髓作為并行組織， 需要限制最大受照射劑量， 依據折線圖計算脊髓最大受照射劑量點的絕對劑量。雙肺作為串行組織， 把受照射劑量達到5、20 Gy的體積占肺總體積的百分數V5、V20作為肺受照射劑量的評估參數。

2 結果

2. 1 PTV的受照射劑量分布與腫瘤靶體積受照射劑量分布比較 四野和五野方式的受照射劑量PTVVD95%均>95%， 均符合IMRT的要求。見圖1。

2. 2 危及器官受照射劑量的比較 在四野和五野IMRT治療計劃中脊髓的受照劑量最大值結果見圖2。脊髓作為串行組織， 最大受照射劑量為45 Gy， 一旦出現超出最大受照射劑量會直接導致脊髓生理機制發生改變。在小于最大受照射的劑量安全范圍內， 隨著受照劑量的增高， 雖然患者生理機制發生改變的幾率較小， 但機體自身修復的能力會相對減弱。

在四野和五野IMRT計劃中雙肺的V5、V20的體積占總體積的百分比見圖3。肺屬于并行組織， 同時將雙肺的V5、V20分別限制在可耐受劑量范圍內， 能夠更好的實現對患者肺功能的保護， 降低放射性肺炎發生的幾率。

3 討論

針對不同部位的食管癌患者， 四野和五野IMRT計劃治療靶區均能夠達到PTVVD95%>95%的參數要求， 沒有明顯的差別。

在中上段食管癌的IMRT計劃中考慮到頸部食管部位結構距離脊髓較近和雙鎖骨淋巴結的復雜度[6-8]， 雖然四野和五野均能達到PTVVD95%的要求， 但考慮到對危及器官的保護作用， 四野IMRT計劃會導致脊髓和肺受照射劑量的增加， 五野IMRT計劃能夠更好的保護危及器官[9-15]， 所以在中上段食管癌的放射治療時建議選擇五野進行治療。

在中下段食管癌的IMRT計劃中， 四野和五野IMRT計劃均能滿足臨床要求， 五野的靶區均勻度相對更好， 但相比五野IMRT計劃的實施， 四個射野的放療計劃中直線加速器總跳數更低， 子野的數目較少， 可以相應的縮短每次治療的時間， 同時四野的IMRT計劃還可以節約患者的經濟費用， 因此在中下段食管癌患者的放射治療時建議選擇四野IMRT計劃進行治療。

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[收稿日期：2019-02-13]