頸部偏中心腫瘤的三種常規(guī)照射模式的對比研究

                                    作者：冉亨勇 羅良智 彭海波

  目的  通過對頸部偏中心腫瘤的三種常規(guī)照射模式進行對比研究，探索一種臨床上最為可行的常規(guī)放療照射模式。方法 選擇30例頸部偏中心腫瘤（根治性或術(shù)后）放療病例，全部均用面罩固定后做CT掃描定位。利用同一三維放射計劃系統(tǒng)（TPS）根據(jù)病灶情況確定原發(fā)灶（GTV）、高危亞臨床病灶（CTV1）和低危亞臨床病灶（CTV2），術(shù)后放療者直接勾畫CTV1和CTV2。對每一病例設(shè)計三種照射模式，即：傳統(tǒng)照射模式（兩對穿野分階段照射）、野中野照射模式（大野中加小野同步照射）、改進照射模式（兩對穿野加一前野小野）。傳統(tǒng)照射法采用二次縮野照射，分階段給予CTV2、CTV1、GTV照射；野中野和改進照射模式照射根治病例是先對CTV2大野照射，再對CTV1照射，縮野前后均同時給予GTV局部推量，GTV 220-240cGy/F，CTV1 180-200cGy/F，術(shù)后放療病例先大野照射CTV2，同時給CTV1局部加量，CTV1 220cGy/F，CTV2 200cGy/F。比較三種照射模式的靶區(qū)內(nèi)劑量學(xué)差異。結(jié)果 三種照射模式GTV內(nèi)主要劑量學(xué)指數(shù)無顯著性差異；等劑量曲線對靶區(qū)的包繞程度及適形度有顯著差異；正常組織的受量在改進照射模式中最低。結(jié)論 在頸部偏中心腫瘤的放療計劃中，采用改進照射模式能在較短時間內(nèi)給予靶區(qū)足夠的、均勻的照射劑量，并且能減少正常組織的受量，具有臨床可行性。
  頭頸部腫瘤  放射治療  非常規(guī)分割  劑量學(xué)  劑量體積直方圖

Objective: To compare the three conventional radiotherapy plannings for patients with eccentric neck carcinoma,and explore the most viable mode of conventional radiotherapy.Method:30 patients with eccentric neck carcinoma(radical or postoperative) were located by CT scan after fixed position.Three different modes of radiotherapy planning were used for each case,which were traditional radiation,field-in-field radiation and improved radiation.The difference of exposure doses between target area and critical organ was compared by isodose line and dose volume histogram.Result:The dose homogeneity and conformity index in improved radiation plan were better than the other two plans′.The doses of normal tissue were the lowest in improved radiation plan.The maximum,minimum and mean doses for gross tumor volume (GTV) in three plans were no significant differences. Conclusion:In radiotherapy of eccentric neck carcinoma, the improved radiation mode not only ensures sufficient and uniform dose for GTV in a relatively short period of time, but also limits the dose for the organs at risk as could as possible, so that could reduce the treatment time.The improved radiation mode has the clinical value.
Head and neck cancer  Radiotherapy  Non-conventional fractionation  Dosimetry  Dose volume histogram
        在頭頸部腫瘤的放射治療中，非常規(guī)照射一直受放射腫瘤學(xué)家的關(guān)注[1]。調(diào)強放射治療（Intensity modulated radiation therapy,IMRT）具有高適形度且能同時針對不同靶區(qū)給予不同分割劑量，從技術(shù)角度成了頭頸部腫瘤的理想選擇[2,3]。但是IMRT對資金和技術(shù)的要求都非常高，目前在國內(nèi)大多數(shù)應(yīng)用受限。因此許多單位沒有IMRT或因患者經(jīng)費困難仍在采用常規(guī)模式放療。筆者單位屬于縣級醫(yī)院，未能開展IMRT，但配備有三維放射治療計劃系統(tǒng)（Therapy planning system,TPS），我們參照IMRT的同期加量方法，對頸部偏中心腫瘤的照射模式進行改進，希望能在常規(guī)放療的基礎(chǔ)上達到類似同步推量的效果，從而縮短放療時間，提高局控率。
        1  材料與方法
        1.1 一般資料 
        選擇診斷明確的頸部偏中心腫瘤患者30例，其中甲狀腺癌6例，喉癌15例，口底癌2例，扁桃體癌1例，鼻咽癌頸部轉(zhuǎn)移性癌4例，不明原發(fā)灶的頸部轉(zhuǎn)移性癌2例。根治性放療22例，術(shù)后放療8例。
        1.2 放射治療方法
        均采用6MV-X射線，系統(tǒng)軟件為成都川大奇林科技有限責(zé)任公司開發(fā)的三維適形放射治療系統(tǒng)(CQL/3D-RTS)。
        所有病例均用面罩固定后行CT定位掃描，圖像傳送到TPS，勾畫相應(yīng)靶區(qū)：根治性放療病例分別勾畫原發(fā)灶（GTV）、高危亞臨床病灶（CTV1）和低危亞臨床病灶（CTV2），術(shù)后放療病例直接勾畫CTV1和CTV2。
        針對已明確的靶區(qū)為每一個病例采用三種照射模式設(shè)計治療計劃。第一種照射模式為傳統(tǒng)模式，即先針對CTV2左右兩野對穿照射，再縮野針對CTV1照射，最后縮野針對GTV局部推量（術(shù)后放療除外），GTV、CTV1、CTV2均為180-200cGy/F；第二種照射模式為野中野照射模式，即大野套小野同時照射，小野的方向與大野方向一致；第三種照射模式為改進照射模式，即兩對穿野為主野加一前野小野，小野方向與大野方向約垂直，小野僅針對GTV或CTV1給量。后兩種模式照射根治病例是先對CTV2大野照射，再對CTV1照射，縮野前后均同時給予GTV局部推量，GTV 220-240cGy/F，CTV1 180-200cGy/F，術(shù)后放療病例先大野照射CTV2，同時給CTV1局部加量，CTV1 220cGy/F，CTV2 200cGy/F。
        同一病例三種計劃中的腫瘤總劑量要求一致，根治性放療6600-7600Gy，術(shù)后放療5000-5600Gy。每個計劃必須保證脊髓等危及器官的受量在耐受范圍內(nèi)。
        1.3 計劃優(yōu)化與評估
        1.3.1 計劃優(yōu)化指標(biāo)  ①90％等劑量曲線覆蓋CTVl或者CTV2；②CTV的劑量均勻性要求85％-110％；③GTV劑量均勻性95％-110％；④計劃靶區(qū)外關(guān)鍵器官接受的最大劑量不大于處方劑量；⑤關(guān)鍵器官接受的劑量不超過其最大的耐受劑量[4];脊髓接受的最大劑量盡量小于4500Gy以下，不得超過5000Gy。
        1.3.2 計劃評價指標(biāo)  ①通過劑量—體積直方圖(Dose volume histogram,DVH)比較分析三種計劃中靶區(qū)的劑量學(xué)指數(shù)的差異，主要包括GTV最大劑量（Dmax）、最小劑量（Dmin）、平均劑量（Dmean），大于95%靶區(qū)體積的劑量（D95），95%等劑量線所包括的靶體積百分比(V95）等；②比較正常組織（脊髓、腮腺等）的受量；③通過分析等劑量曲線的分布情況，比較劑量曲線覆蓋程度和適形度（Conformity index,CI）以及劑量分布的均勻度(Heterogeneity Index,HI)。
        1.4 統(tǒng)計方法
        采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x-±s)表示，采用配對資料t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
        2  結(jié)果
        2.1 GTV劑量學(xué)指數(shù)的比較  GTV的劑量學(xué)指數(shù)Dmax、Dmin、Dmean的值分別見表1，三種模式之間的差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。
        表1  GTV劑量學(xué)指數(shù)比較（cGy,x-±s） 
        
        2.2 靶區(qū)劑量分布情況對比  三種計劃中靶區(qū)劑量的分布的評價指標(biāo)D95、V95、CI、HI的值見表2，單獨評價D95、V95無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），而改進模式中的CI、HI相對于傳統(tǒng)模式和野中野模式具有顯著性差異（P＜0.05）。
        表2  靶區(qū)劑量分布情況對比（x-±s） 
        

        注：*指改進模式與傳統(tǒng)模式、野中野模式的比較。

       **CI=VTref/VT×VTref/Vref(VTref為等劑量線所覆蓋的靶體積，VT為靶體積，Vref為參考等劑量線所覆蓋的總體積)，CI值為0-1，CI值越大表示適形度越好。
        ***HI=D5%/D95%(D5%和D95%分別為5%和95%靶體積所受到的照射劑量)，HI值越大說明超過處方劑量越大，靶區(qū)內(nèi)劑量分布也越不均勻。
        2.3 脊髓接受的最大劑量Dmax  脊髓貫穿整個頸部，是頸部腫瘤放療必須重點保護的器官，其中接受的最大劑量是最重要的評價指標(biāo)。三種計劃中脊髓接受的最大劑量見表3，改進模式中脊髓Dmax最小，與傳統(tǒng)模式、野中野模式中接受的Dmax的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。其它組織器官（如腮腺等）的受量情況均相似。
        表3  脊髓最大受量比較（cGy,x-±s） 
        
        注：*指改進模式與傳統(tǒng)模式、野中野模式的比較。
        2.4 總天數(shù)的比較  若分別按三種照射模式放療，達到規(guī)劃劑量分別需要的治療天數(shù)見表4，其中傳統(tǒng)模式需要的時間最長，與野中野模式、改進模式有顯著性差異（P＜0.05）。  
        
        注：*指改進模式與傳統(tǒng)模式、野中野模式的比較。
        3  討論
        由于頭頸部解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，放射治療取代了手術(shù)，成為了頭頸部惡性腫瘤的首選治療手段。隨著放療技術(shù)和相關(guān)學(xué)科的，目前IMRT已經(jīng)成為了頭頸部腫瘤放療最為理想的治療技術(shù)。該技術(shù)首先實現(xiàn)了物理劑量分布在三維空間內(nèi)與靶區(qū)的高度適形，同時保護了危及器官和正常組織。但是在我國很多地區(qū)，IMRT的開展還受到和技術(shù)方面的制約。筆者單位屬于西部縣級，大多數(shù)病人經(jīng)濟情況差，只能承擔(dān)常規(guī)放療的費用，少數(shù)病人僅能支付三維適形放療(Three-dimensional conformal radiotherapy,3DCRT)的費用，因此本院開展的放療技術(shù)還是以常規(guī)放療為主，逐步推廣3DCRT。
        為了充分利用現(xiàn)有的醫(yī)療資源，提高放療療效。我們對頸部偏中心腫瘤的傳統(tǒng)的分階段縮野照射方法進行了改進，參照IMRT在一個計劃同時實現(xiàn)大野照射及小野追加劑量照射的方法，先后采用了野中野照射模式和改進照射模式。通過對三種計劃的劑量分析，出一個較為實用的照射模式。本文對比研究發(fā)現(xiàn)三種計劃中GTV的Dmax、Dmin、Dmean無顯著性差異（P＞0.05），三種計劃的最大劑量均位于GTV中，三種照射模式均能使GTV達到治療量。靶區(qū)內(nèi)的劑量分布均能達到計劃優(yōu)化指標(biāo)，但D95和V95在三種計劃中無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），改進模式的CI和HI均優(yōu)于傳統(tǒng)模式和野中野模式，并且有顯著性差異（P＜0.05），這說明改進模式采用兩主野左右對穿加一小前野照射，最終劑量分布的適形度和均勻性都相對較好，降低了劑量熱點的風(fēng)險。給予靶區(qū)均勻的、足夠的劑量應(yīng)該以保護正常組織和危及器官為前提。通過DVH圖的顯示可看出改進照射模式中脊髓接受的最大劑量顯著低于另外兩種模式（P＜0.05），其它組織器官（如腮腺、口腔等）的受量情況均相似。研究證實對頭頸部腫瘤采用加速放療可提高療效，急性反應(yīng)有所加重，但經(jīng)處理后可耐受，晚期毒性無明顯增加[5]。本文的改進照射模式中的小野只針對GTV或CTV1給量，使GTV、CTV1、CTV2之間的劑量分布出現(xiàn)梯度，可使不同靶區(qū)同時得到相應(yīng)的治療量，相對于前兩種模式縮短了放療時間，利用頭頸部癌細胞的放射生物學(xué)特性達到了類似加速照射的效果[6]。
        通過對30例頸部偏中心腫瘤病例的三種計劃的分析，在常規(guī)放療的基礎(chǔ)上利用TPS改進照射模式，能在減少正常組織受照劑量的前提下提高靶區(qū)分割劑量，給予靶區(qū)足夠劑量及一定均勻性的照射，同時縮短治療時間。適用于受資金和技術(shù)限制的基層放療單位。
        參 考 文 獻 
        [1]王辛,艾平,沈婭麗等.非常規(guī)分割放療治療頭頸部腫瘤的系統(tǒng)評價.循證醫(yī)學(xué)雜志,2007,7(6):433-448.
        [2]Mohan R,Wu Q,Morris M,et al.“Simultaneous Integrated Boost”(SIB)IMRT of advanced head and neck squamous cell carcinomas-dosimetric analysis[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2001;51(3):180-181.
        [3]NCCN指南中國版專家組.頭頸部腫瘤臨床實踐指南(中國版)V.1.2010.
        [4]王中和主編.腫瘤放射治療臨床手冊.上海:世界圖書出版公司,2007:393-395.
        [5]Bourhis J,Overgaard J,Audry H,et al.Hyperfractionated or accelerated radiotherapy in head and neck cancer:a meta-analysis[J].Lancet,2006,368(9538):843-854.
        [6]盧泰祥,陳春燕.頭頸部鱗癌放射治療現(xiàn)狀與展望.中華腫瘤防治雜志,2008,15(22):1681-1685.

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