Discrete intensity levels值對宮頸癌調強放療計劃的影響

吳翠娥

【摘要】 目的 本研究主要探討在宮頸癌調強放療計劃中， 基于Xio放療計劃系統， 動態調強方式（sliding window）子野優化參數Discrete intensity levels對子野權重優化（SWO）過程的影響。方法 10例宮頸癌患者， 在sliding window子野優化過程中， 改變 Discrete intensity levels 參數， 數值可以選取10、9、8、7四個值。在滿足相同的靶區劑量要求下[95%的計劃靶區（PTV）滿足50 Gy的劑量]， 比較四組level值下的子野數目、機器跳數、危及器官。結果 四組level值下的危及器官受量比較差異均無統計學意義（P>0.05）。level值為7的子野數目為（59.2±0.9）個， 與level值為10、9、8的（66.4±7.9）、（61.2±2.5）、（58.1±1.2）個比較差異均有統計學意義（P<0.05）;level值為10、9、8的子野數目兩兩比較差異均無統計學意義（P>0.05）。四組 level值下的機器跳數比較差異均無統計學意義（P>0.05）。結論 參數Discrete intensity levels為7時能夠滿足臨床劑量學要求， 同時能有效減少治療時間， 可作為宮頸癌調強放療計劃sliding window方式的默認優化參數。

【關鍵詞】 宮頸癌：調強放療;子野優化;Sliding window;Discrete intensity levels

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2020.20.033

宮頸癌是一種常見的婦科惡性腫瘤， 目前在女性癌癥死亡率中排名第二， 嚴重威脅著女性的生命健康， 放療是宮頸癌的主要治療手段之一， 世界上約70%的宮頸癌需進行放療[1]。傳統的二維宮頸癌盆腔照射可引起盆腔正常組織較大的早晚期放射損傷， 隨后出現的三維適形放射治療（3D-CRT）技術能提高靶區劑量， 適當減少危及器官劑量， 但并沒有明顯減少對危險器官（OAR）的受量。隨著放療技術的發展和放療機器的更新換代， 調強放射治療技術成為宮頸癌放射治療的主要放療方式， 可以在提高腫瘤靶區受照劑量的同時明顯降低周圍正常組織的受照劑量與范圍， 從而達到保護危及器官的目的[2， 3]。而在調強放療計劃設計過程中， 很多因素會影響劑量結果， 如射野方向及數量 、子野數量 、子野最小面積、子野最小跳數等。作者將根據設計宮頸癌放療計劃經驗， 基于放療中心現有的放療計劃系統Xio， 而子野優化方式有兩種， 本研究基于sliding window 子野方式， 研究參數Discrete intensity levels 對宮頸癌調強放療計劃設計的影響。現報告如下。

1 資料與方法

1. 1 一般資料 選取2019年在放療中心治療過的10例宮頸癌患者為研究對象， 年齡37～72歲， 中位年齡56歲， 患者均為宮頸癌術后患者， 首程放療。使用Xio計劃系統的sliding window子野優化方式， 在子野優化界面在選擇不同的Discrete intensity ?levels數值設定放療計劃。

1. 2 方法 患者取俯臥位， 采用體膜固定， 使用GE公司 CT機掃描， 掃描前1 h叮囑患者喝水650 ml， 充盈膀胱， 掃描層厚5 mm， 掃描范圍從第一腰椎到陰道口下緣， 將CT圖像傳到醫生工作站， 醫生勾畫靶區和危及器官。

1. 3 計劃要求 靶區劑量：95%的PTV達到50 Gy;危及器官限量：膀胱V50<50%; 直腸V40<50%， V50<40%;股骨頭V50<5%。

1. 4 計劃設計 參照國際輻射單位和測定委員會（ICRU）的第50、62號報告， 醫生勾畫靶區后， 將靶區、危及器官的命名統一， 放療物理師插入做好的宮頸癌模板計劃， 模版計劃有5個固定射角度， 分別為200°、315°、0°、40°和140°， 射野優化參數相同、在生成子野優化界面時， 只改變Discrete intensity levels數值， 分別為10、9、8、7， 每個患者設計4個放療計劃。

1. 5 計劃評估 在滿足相同的靶區劑量要求下（95%的PTV滿足50 Gy的劑量）， 比較四組levels值下的子野數目、機器跳數、危及器官。

1. 6 統計學方法 采用SPSS23.0統計學軟件對數據進行統計分析。計量資料以均數±標準差（ x-±s）表示， 采用t檢驗。P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2. 1 四組levels值下的危及器官比較 四組levels值下的危及器官受量比較差異均無統計學意義（P>0.05）。見表1。膀胱、直腸、股骨頭受量的比較P值見表2， 表3，?表4。

2. 2 四組levels值下的子野數目及機器跳數比較 levels值為7的子野數為（59.2±0.9）個， 與levels值為10、9、8的（66.4±7.9）、（61.2±2.5）、（58.1±1.2）個比較差異均有統計學意義（P<0.05）;levels值為10、9、8的子野數目兩兩比較差異均無統計學意義（P>0.05）。四組levels值的機器跳數比較差異均無統計學意義（P>0.05）。見表5， 表6， 表7。

3 討論

近年來， 隨著放射治療技術的不斷進步， 三維適形放射治療（3D-CRT）和調強放射治療（IMRT）在宮頸癌的治療中得到了廣泛的應用。IMRT比3D-CRT技術具有明顯的劑量學優勢， 因為它的劑量分布更加貼合靶區， IMRT可以減少危險器官和正常組織的受量， 包括直腸、膀胱、股骨頭和小腸， 減輕放療引起的副作用， 改善患者的生活質量[4， 5]。宮頸癌調強放療計劃設計劃難易程度、劑量分布差異、計劃設計耗時區別等是與計劃系統品牌和劑量算法有關。市場上主流的計劃系統monaco、eclipse、pinnacle等， 它們使用的優化算法不一樣， 放療計劃系統使用的主要算法有快速迭代（Superpositon）、筆形束卷積算法（PBC）、各向異性分析算法（AAA）、蒙卡算法（MC）等， 算法間的差異在不同的疾病種類調強放療計劃有許多相關研究報道[2， 3]。Xio放療計劃系統提供了兩種算法， 分別為快速迭代和快速傅里葉變換卷積算法， 它們之間的差異有論文報道[6]。作者選擇的是快速迭代劑量計算方法， 在子野優化時候， 設定相同參數， 限定跳數為5 MU， 迭代次數為100次， <5 MU的子野直接被系統刪除， 優化至滿足臨床劑量學要求結束。

宮頸癌放療計劃的執行好壞， 很大程度上取決于加速器的治療時間， 而影響治療時間的因素主要有射野數量、子野面積、子野數目和機器跳數等[7， 8]。它們的增加就會延長患者的治療時間增加， 暴露在射線環境下的時間增多， 增加二次致癌風險， 也會占用更多的機器時間， 降低機器效率。

基于Xio計劃系統的sliding window子野優化方式， 參數Discrete intensity ?levels 數值的合理選取， 很大程度上決定著宮頸癌放療計劃結果的好壞。從實驗的結果分析看， 對于宮頸癌放療計劃， levels選擇7， 能滿足臨床劑量學要求， 生成比較合理的子野數目和機器跳數。從統計結果來看， 數值>7， 生成子野數較多， 增加治療時間。數值<7， 劑量分布變差， 有劑量熱點存在。因為調強放療計劃是由多個子野構成的， 如果子野數目過少， 劑量分布就變差， 不再適合臨床劑量學要求。接下來， 本中心會選取不同的疾病種類， 如鼻咽癌、食管癌、肺癌等其他種類疾病， 研究levels值的選取是否依然為7， 便于物理師更好的設計調強放療計劃。

綜上所述， 宮頸癌調強放療子野優化過程中參數Discrete intensity ?levels數值為7時能夠滿足臨床劑量學要求， 同時能有效減少治療時間， 可作為宮頸癌調強放療計劃sliding window方式的默認優化參數。

參考文獻

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[收稿日期：2020-04-15]