sIMRT與IMRT在胸段食管癌放療靶區、危及器官劑量學及照射野參數中的差異分析

成 俊，李 偉，周 春，徐金濟，姜玉鈴 (江蘇省南通市第三人民醫院放療科，江蘇 南通 226000)

近年來，調強適形放療技術(intensity-modulation radiotherapy，IMRT)是目前臨床上治療食管癌放療的普遍手段，其與三維適行放療技術相比具有良好的腫瘤靶區劑量，能夠更好地保護靶區鄰近主要臟器及組織，因此可增加腫瘤局部控制率，有效減少因放療而引起的相關并發癥[1-3]。而隨著近年來放療技術的不斷進步，簡化調強適形放療(simplified intensity-modulation radiotherapy，sIMRT)技術的應用可在一定程度上彌補常規IMRT的部分不足。但目前較少研究報道sIMRT計劃用于胸段食管癌患者的放療模式上。因此，本研究比較sIMRT與IMRT在胸段食管癌放療靶區、照射野參數及危及器官劑量學的差異，旨在分析sIMRT計劃在胸段食管癌患者臨床應用中的可行性及潛在價值。

1 資料與方法

1.1一般資料：選擇本院2010年1月～2017年12月46例接受sIMRT計劃和IMRT計劃的胸段食管癌患者為研究對象，其中男28例，女18例；年齡47～78歲，平均(62.96±6.24)歲；鱗狀上皮高級別上皮內瘤變3例，鱗狀細胞癌43例；胸上段9例，胸中段23例，胸下段14例；腫瘤直徑3～12 cm，平均(4.04±1.04)cm；出現區域淋巴結轉移12例。

1.2方法

1.2.1CT掃描：行體位固定，取患者平臥位；行CT掃描(美國GE公司，16排螺旋CT)，以C6上至肋頜角下5 cm為掃描范圍，層厚3～5 mm。

1.2.2放療靶區及危及器官的勾畫：以大體靶體積頭腳方向上、下各外放3 cm，四周外放1 cm為臨床靶體積；臨床靶體積在頭腳方向上、下各外放1 cm，四周外放0.5 cm為計劃靶區體積；危及器官主要包括體表輪廓、心臟、脊髓及肺等，其中脊髓外放3 mm為脊髓的勾畫，心臟的勾畫不將心臟大血管包含在內，由Pinnacle 9.2治療計劃系統自動勾畫肺和體表輪廓。

1.2.3靶區劑量和危及器官劑量的設置：計劃靶區體積照射劑量均為2 Gy/次，即60 Gy/30次，計劃靶區體積經95%等劑量線完全覆蓋，且計劃靶區體積內部劑量差值為-7%～7%。危及器官受照射劑量：脊髓最大劑量在最低耐受劑量(45 Gy)或以下；心臟最大劑量≤30 Gy；總肺平均劑量≤18 Gy，總肺受照劑量> 20 Gy的體積在總體積中的占比(V20)≤25%，單側肺V20≤28%。

1.2.4放療計劃：所有患者均接受IMRT計劃與sIMRT計劃，兩種計劃模式均采用4、5野計劃，并依據不同患者的治療計劃進行調整和優化，以采用最優方案，但每例患者IMRT計劃與sIMRT計劃野數保持一致。

1.3觀察指標:①放療靶區劑量學參數：計劃靶區劑量≥60 Gy的計劃靶區體積百分比(V100)、均勻度指數和適形度指數；②照射野參數：單次治療機器跳數和子野數；③危及器官劑量學參數：心臟最大劑量、心臟受照劑量> 40 Gy的體積在總體積中的占比(V40)、心臟受照劑量>50 Gy的體積在總體積中的占比(V50)、脊髓最大劑量、總肺最大劑量、總肺受照劑量>10 Gy的體積在總體積中的占比(V10)、V20及總肺受照劑量>30 Gy的體積在總體積中的占比(V30)。

2 結果

2.1兩種放療靶區劑量學參數的比較：相比sIMRT計劃，IMRT計劃靶區劑量均勻度指數下降，適形度指數和V100值均升高，差異有統計學意義(P<0.01)。見表1。

表1 兩種放療靶區劑量學參數的比較

2.2兩種計劃模式子野數和機器跳數的比較：相比sIMRT計劃，IMRT計劃單次治療機器跳數和子野數顯著增高，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩種計劃模式子野數和機器跳數的比較

2.3兩種計劃模式心臟和脊髓劑量學參數的比較：兩種計劃模式下心臟劑量學參數的比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，但相比sIMRT計劃，IMRT計劃脊髓最大劑量明顯下降，差異有統計學意義(P<0.01)。見表3。

表3 兩種計劃模式心臟和脊髓劑量學參數的比較

2.4兩種計劃模式肺劑量學參數的比較：兩種計劃模式下總肺最大劑量、V10、V20及V30的比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。見表4。

表4 兩種計劃模式肺劑量學參數的比較

3 討論

作為臨床常見的一種惡性腫瘤，食管癌的惡性生物學表型極具轉移性和侵襲性，是目前世界范圍內惡性腫瘤患者死亡的主要原因之一[4]。作為食管癌的高發國家之一，我國食管癌患者的死亡率在國內所有惡性腫瘤死亡率中居于第4位[5]。手術治療是目前臨床治療食管癌患者的主要方法，但由于部分胸段食管癌患者局部腫瘤處于晚期、心肺功能較差、肝腎代謝功能較差、心理因素或年齡過高等方面的影響，而無法耐受或拒絕手術治療，因此放療成為該部分患者的主要選擇[6-7]。

國內研究報道，通過比較胸段食管癌患者接受IMRT計劃5野與7野劑量學參數的差異，結果發現7野IMRT計劃與5野計劃相比未能體現出更好的劑量學優勢[8]。然而IMRT計劃本身存在一定不足，如照射子野數過多會使得照射時間增加，間接提高危及器官低劑量照射的體積。近年來，sIMRT計劃已在肝癌[9]、宮頸癌[10]、肺癌[11]、鼻咽癌[12]和乳腺癌[13]等患者放療上得到應用，凸顯出一定的臨床優勢。研究認為，盡管sIMRT計劃在鼻咽癌患者靶區內劑量均勻度方面并不優于IMRT計劃，但sIMRT計劃的劑量學參數也能達到臨床要求，同時應用sIMRT計劃在總子野數方面明顯優于IMRT計劃[14]。另有研究亦得出相似結論，該研究認為IMRT計劃與sIMRT計劃在原發性肝癌治療靶區劑量學方面相當或略優，但sIMRT計劃在機器跳數和子野數方面較IMRT計劃更有優勢[15]。上述研究均表明，與IMRT計劃比較，sIMRT計劃具有更少的治療時間和更低的機器耗損等優點，可有效減少體部臟器運動帶來的誤差。

本研究發現，相比sIMRT計劃，IMRT計劃靶區劑量均勻度指數下降，適形度指數和V100值均升高。結果表明，IMRT計劃靶區劑量分布較sIMRT計劃更優。此外，本研究發現，兩種計劃模式下心臟劑量學參數的比較，均無明顯差異，但相比sIMRT計劃，IMRT計劃脊髓最大劑量明顯下降。結果表明，IMRT計劃與sIMRT計劃模式下心臟受照劑量均相當，但IMRT計劃與sIMRT計劃相比更能減少脊髓受照劑量，對脊髓最大劑量的控制更有優勢。其次，兩種計劃模式下肺劑量學參數的比較，均無明顯差異。結果表明，IMRT計劃與sIMRT計劃模式下肺受照劑量均在可接受范圍內，其中總肺最大劑量、V10、V20及V30劑量學參數均相當。相比sIMRT計劃，IMRT計劃單次治療機器跳數和子野數顯著增高。結果表明，相比IMRT計劃，sIMRT計劃具有更低的機器跳數和子野數，可減少體部臟器運動帶來的誤差，有利于減少機器損耗，亦能減少治療時間。

綜上所述，IMRT計劃與sIMRT計劃均可達到胸段食管癌患者放療計劃的基本要求，雖IMRT計劃靶區劑量分布均勻度和危及器官劑量學等方面較sIMRT計劃更優，對脊髓的保護作用更強，但sIMRT計劃具有更低的機器跳數和子野數，有利于減少機器損耗，亦能減少治療時間。