Manchester與FSD施源器在宮頸癌后裝放療中的劑量學差異*

李 恒,黃順平,陳永紅

(重慶醫科大學附屬第二醫院腫瘤中心，重慶 401336)

宮頸癌是一種常見的、發病率較高的惡性腫瘤，統計顯示2020年約有60萬新發病例，死亡約34萬例[1]，其中國際婦產科聯盟(FIGO)分期ⅡA～ⅣB期的局部晚期宮頸癌占所有宮頸癌患者的32%，而外照射聯合近距離后裝放療是治療局部晚期宮頸癌的重要方法[2]。近年來，CT引導下的三維近距離后裝放療可以有效提升靶區劑量覆蓋率并降低周圍器官的并發癥發生率，以其較高的安全性，精確的劑量分布等優勢在局部晚期宮頸癌治療中扮演著越來越重要的角色[3-5]。目前，后裝放療中常見的治療方式為腔內后裝放療，但不同類型的施源器在治療過程中有著明顯的劑量學差異[6-7]，臨床上常見的施源器類型有Manchester系列施源器、Fletcher系列施源器、環狀施源器及適合組織間插植的針狀施源器。由于腔內后裝放療中不同施源器對患者的治療效果及其劑量分布的研究較少，因此為了比較三維近距離后裝放療中Manchester施源器與Fletcher-suit Delclos (FSD)施源器的劑量學差異，本文選取73例已完成后裝放療的宮頸癌患者并按照2018 FIGO分期進行分組，回顧性分析每例患者分別采用不同施源器后的劑量分布，分析其差異及原因，旨在為臨床后裝放療中施源器的選擇提供一定的參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年9月21日至2021年1月20日在本院腫瘤中心進行宮頸癌根治性治療的患者73例，年齡(57.21±10.31)歲，病理類型為鱗癌，根據2018 FIGO分期標準，ⅡA期11例，ⅡB期36例，ⅢA期9例，ⅢB期17例。患者在全盆腔外照射50.4 Gy/28F之后，經MRI檢查、婦科檢查及陰道伸展性評估后確定腫瘤消退至70%～75%及以上且陰道內無殘留病灶，宮旁無侵犯，適合三管型的腔內后裝施源器放置，故開展CT引導下的三維近距離后裝放療。治療機為Varian公司研發的后裝治療機Gamma Medplus ix。

1.2 方法

每例患者分別采用Manchester施源器與FSD施源器各施行1次后裝放療，當患者采用Manchester施源器時計入A組，采用FSD施源器時計入B組，兩組各73例，然后將A組患者按ⅡA、ⅡB、ⅢA、ⅢB分期依次分為A1、A2、A3、A4組，將B組中患者按ⅡA、ⅡB、ⅢA、ⅢB分期依次分為B1、B2、B3、B4組。所有患者在兩次施源器放置前均排空大便行腸道準備并排空膀胱。施源器放置過程中，由醫師向患者陰道內填充紗布，以便推開直腸和膀胱，固定施源器，上述操作均由同一醫師進行。施源器放置完成后，分別在CT掃描前、治療實施前向患者膀胱內注入100 mL生理鹽水確保膀胱充盈程度一致，其余時段尿管持續開放。

1.3 施源器介紹

Manchester施源器是一種基于經典的Manchester后裝放療技術用于腔內后裝放療的施源器，由1個宮腔管和2個半球形的陰道穹隆管組成，彼此之間由夾具固定，針對不同的子宮體和陰道大小，宮腔管分為3種不同彎曲角度：15°、30°和45°，材料為不銹鋼；半球形的陰道穹隆管分為20、25 mm和30 mm 3種不同直徑型號,其中探針材料為不銹鋼，球形帽材料為PEEK，見圖1。

圖1 Manchester施源器

FSD施源器是基于傳統Fletcher施源器系列而設計的腔內后裝施源器，主要用于高劑量率和脈沖劑量率的腔內后裝放療，其組成包括1個宮腔管和2個卵圓形的陰道穹隆管，彼此間用夾具固定。與Manchester施源器類似，FSD施源器包括15°、30°和45° 3種不同角度的宮腔管及16、20 mm和25 mm 3種不同直徑大小的陰道穹隆管，其中宮腔管與穹隆管探針材料為鈦，卵圓形球體材料為乙縮醛并與輸源管道呈鈍角，其結構與Manchester施源器截然不同，見圖2。

圖2 FSD施源器

1.4 靶區勾畫與計劃設計

將施源器放置完畢的患者移入CT室進行三維CT掃描成像，后裝放療醫師根據CT影像并按照GEC-ECTRO推薦方案勾畫患者高危臨床靶區(high risk clinical target volume,CTV-h)及直腸、膀胱、小腸等危及器官，然后由同一物理師通過Eclipse@BrachyVision 15.5計劃系統對患者CT結構進行后裝計劃設計并通過醫師審核，所有患者的施源器放置及靶區勾畫均由同一醫師完成，且經過同一上級醫師審核。計劃優化方法均為：逆向優化+正向優化。處方劑量設置為6.00 Gy，危及器官的D2cc小于處方劑量的80%。所有患者CTV-h的D90均為6.00～6.04 Gy。

1.5 統計學處理

為了比較各不同分期的患者采用兩種施源器后的后裝計劃劑量分布，本文將統計其DVH參數并進行評估，包括CTV-h的D100、D90，GEC-ESTRO推薦的可以用于直腸、膀胱和小腸的劑量評估參數D2cc[8]，以及放射源活度為10Ci時的治療時長(Tt)。再將所有統計指標在SPSS19.0軟件下進行獨立樣本t檢驗，分析上述指標在A與B、A1與B1、A2與B2、A3與B3、A4與B4組間差異是否具有統計學意義，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 所有患者劑量學分布結果

采用Manchester與FSD施源器的患者靶體積分別為(39.06±15.54)、(40.84±15.56) cm3(P=0.49)，CTV-h的D90均為6.00～6.04 Gy，達到了處方劑量并滿足實驗要求；CTV-h的D100、直腸D2cc在A組與B組中的劑量學分布結果分別為3.77±0.26與3.59±0.61(P<0.01)、2.78±0.74與3.58±0.58(P<0.01)，差異有統計學意義，而治療時長、膀胱和小腸D2cc在A、B組中的劑量學分布結果分別為233.93±56.59與242.03±60.67(P=0.41)、3.99±0.58與3.92±0.55(P=0.42)、2.82±1.92與2.82±0.89(P=0.98)，差異無統計學意義，見表1。

為了探索采用兩種不同施源器的劑量分布差異，本文隨機截取了1名患者在采用Manchester施源器和FSD施源器時，其冠狀面、矢狀面及橫斷面的等劑量線分布圖，所采用宮腔管均為30°，FSD施源器的卵圓形球體直徑為16 mm，Manchester施源器的半球形球體直徑為20 mm。如圖3所示，相較于Manchester施源器，患者采用FSD施源器時，其橫斷面6 Gy等劑量線對陰道前壁的覆蓋較差，對陰道后壁的覆蓋較好，冠狀面與矢狀面的劑量覆蓋無顯著差異。

紅色線：CTV-h的靶區范圍；黃色線：6 Gy等劑量線；深藍色線：4 Gy等劑量線。圖3 FSD施源器在橫斷面、冠狀面及矢狀面的劑量分布

2.2 不同分期患者劑量學分布結果

兩種施源器在不同分期患者中的劑量學分布結果如表2所示：隨著宮頸癌臨床分期升高，患者靶體積逐漸增大，治療時長Tt與臨床分期呈正相關。ⅢA期患者采用Manchester施源器時其直腸D2cc與采用FSD施源器時的小腸D2cc分別為3.11±0.61和3.31±0.84，均高于其他分期，具體差異如圖4所示。其余指標在不同分期中的統計結果無較大差異；此外，分別對不同分期內采用兩種施源器時CTV-h的D100、D90與直腸、膀胱和小腸D2cc進行獨立樣本t檢驗，其結果與表1結果大致相同。

表1 不同施源器劑量學分布比較

表2 不同分期患者采用不同施源器的結果比較

圖4 不同分期條件下直腸與小腸D2cc劑量對比

3 討 論

近年來，外照射聯合三維近距離后裝放療已成為治療宮頸癌的重要手段。國內外研究表明，三維后裝放療可以有效地抑制宮頸癌復發并降低正常組織損傷。目前應用于三維后裝放療的施源器種類繁多，其幾何結構各不相同，因此討論采用不同施源器所產生的劑量學差異具有重要的臨床價值。馮璽等[9]在2017年對40例宮頸癌患者使用環狀施源器和三管施源器的劑量學分布進行統計分析，發現環狀施源器在治療過程中靶區覆蓋度高于三管施源器。趙紅福等[10]曾對Utreche和Ring施源器作對比分析，發現Utreche施源器適用于A點處較為寬厚的患者。上述研究均對三維后裝放療中施源器的使用提供了一定的參考，但未對不同類別的三管施源器進行分析。2010年，BISHAN等[11]對Manchester和Fletcher施源器進行劑量學分析，結果表明Manchester施源器具有更優的靶區覆蓋度，但該研究未統計小腸的受照劑量，無法判斷小腸是否存在受照劑量過高以及小腸劑量對放射源駐留權重的影響。因此本文增加小腸受照劑量作為評價指標并時不同分期的宮頸癌患者采用Manchester與FSD施源器時的劑量分布進行分析。

具有不同幾何結構的Manchester與FSD施源器在后裝放療過程中可產生不同的劑量分布[12]。據GEC-ESTRO報告推薦，CTV-h的D90和D100表示靶區受到的最小照射劑量并用于腔內近距離治療吸收劑量的評價，其中D90的劑量與局部控制有關，可作為處方劑量覆蓋靶區的標準[13]；此外，GEC-ESTRO推薦以D0.1cc、D1cc、D2cc作為評估直腸、膀胱、小腸受照劑量的指標[14]，若直腸、小腸和膀胱受照劑量較高可引發穿孔、瘺管、放射性腸炎、放射性膀胱炎等并發癥。因此在保證CTV-h的D90達到覆蓋要求的情況下，應盡可能降低患者直腸、小腸、膀胱等危及器官的受照劑量，保護患者并避免降低患者的生活質量。D2cc與危及器官的急性損傷率密切相關，受患者生理變化、施源器放置位置等影響較小，而更具臨床意義[15-16]。本文回顧性分析了73例宮頸癌患者采用兩種施源器后的劑量分布，結果顯示，當兩組間CTV-h的D90無顯著差異時，A組相較于B組的D100更大，具有更好的靶區覆蓋度，這與文獻[11]的結果一致。危及器官的劑量評價指標顯示，A組的直腸受照劑量D2cc顯著低于B組，而膀胱、小腸的D2cc差異無統計學意義，所有危及器官D2cc均能低于處方劑量的80%，表明Manchester施源器相對于FSD施源器對直腸的保護更好，但對膀胱和小腸的保護無明顯差異。從施源器的結構上說，由于兩種施源器具有不同的幾何結構及不同的載源路徑，并且通過圖3可以發現Manchester施源器的三管始終位于宮腔及陰道中間位置，FSD施源器的穹隆管與宮腔管在矢狀面相互交叉：交叉點以上，兩側穹隆管靠近陰道后壁，交叉點以下靠近陰道前壁，為了使宮頸及以上靶區得到較好的劑量覆蓋，靠近陰道前壁的穹隆管放射源需要駐留較長時間，導致FSD施源器的直腸受照劑量較高。冠狀面與矢狀面劑量分布圖顯示，兩組施源器均能實現良好的劑量分布。橫斷面劑量分布圖顯示，在靶區覆蓋D90相同的情況下，采用FSD施源器時，由于其劑量分布特性導致對陰道后壁的局部覆蓋更好，對陰道前壁覆蓋較差；Manchester施源器則與之相反。此外，表1結果顯示：兩種施源器均可以在較短時間內完成后裝放療，其治療時長無顯著差異。上述結果表明：對宮頸癌患者進行近距離后裝放療時，在靶區覆蓋D90無顯著差異的情況下，采用Manchester施源器與FSD施源器均可達到較好的治療效果，并對膀胱、直腸和小腸具有良好的保護作用。不過Manchester施源器對直腸的保護更好，且具有更優的靶區覆蓋度，而FSD施源器對患者陰道后壁具有更優的局部治療劑量分布。但FSD施源器由于其卵圓形球體呈彎曲形狀不宜置于部分陰道較為狹窄的患者，且對醫師的插管技術要求更高。

為了更為全面地分析上述兩種施源器的差異，本文對73例宮頸癌患者進行分期統計，其中ⅡA期11例，ⅡB期36例，ⅢA期9例，ⅢB期17例。表2、圖4顯示：所有分期患者采用兩種施源器的靶體積均無顯著性差異，但隨分期增加其體積呈線性升高，治療時長Tt相應增加。ⅡA、ⅡB期t檢驗結果與表1一致；采用Manchester施源器的ⅢA期患者直腸D2cc均值明顯低于采用FSD施源器的患者，差異無統計學意義；采用FSD施源器時，ⅢA期患者小腸受照劑量高于其他分期，考慮其樣本量僅為9例，容易因個體性差異使得該結果意義大大降低。此外，目前少有文獻說明宮頸癌不同分期會引起不同施源器的劑量學差異，因此需要進一步擴大樣本量觀察并結合臨床具體分析原因。ⅢB期統計結果中，兩組間CTV-h的D100在差異無統計學意義，直腸、膀胱和小腸D2cc的t檢驗結果與表1一致。

綜上所述，宮頸癌三維近距離后裝放療中，Manchester施源器在一定程度上更具有劑量學優勢，為臨床上施源器的選擇提供了一定的參考。但在臨床應用中應根據患者具體情況、病灶侵犯位置選擇最為適合的施源器。此外，本文采集ⅡA、ⅢA、ⅢB期的患者樣本量較小，在以后的研究中應進一步擴大樣本量，具體分析不同分期的宮頸癌患者在采用Manchester與FSD施源器后的劑量分布差異，增強其可靠性。