劉曉靜 張西志 李 軍 花 威 陳永東 張先穩(wěn)

胸中段食管是食管癌發(fā)病率最高的區(qū)域，手術(shù)及放療的療效相近，其中有相當(dāng)多的一部分患者，因伴有嚴(yán)重的基礎(chǔ)疾病、病灶過長(zhǎng)、與周圍組織如大血管分界不清、縱膈內(nèi)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等原因只能選擇放療[1],而這部分患者病灶較長(zhǎng)較大且形狀極不規(guī)則，要想達(dá)到理想的劑量分布，使用IMRT治療在臨床上越來(lái)越多。由于食管癌靶區(qū)形狀不規(guī)則并與重要的器官如脊髓、心臟、肺等緊密相鄰，腫瘤靶區(qū)要達(dá)到理想的放療劑量比較困難，同時(shí)由于固定野調(diào)強(qiáng)治療時(shí)間較長(zhǎng)，時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致相對(duì)生物效應(yīng)降低、治療過程中患者體位變化、治療精度下降等一系列問題，而近來(lái)推出的旋轉(zhuǎn)容積調(diào)強(qiáng)(瓦里安為RapidArc)的放射治療新技術(shù)具有高效、快捷的特點(diǎn)，既可以縮短治療時(shí)間，同時(shí)也解決了角度優(yōu)化的問題[2]。我院于2010年引進(jìn)具有國(guó)際先進(jìn)水平的配有RapidArc功能的瓦里安Clinac ix加速器。本文對(duì)20例胸中段食管癌病例，采用RapidArc與固定野動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)(dynamic intensity modulated radiation therapy，dIMRT)2種方式設(shè)計(jì)治療計(jì)劃，比較兩者的劑量學(xué)差異。

1 資料與方法

1.1 病例選擇

隨機(jī)選取20例實(shí)施dlMRT治療計(jì)劃完畢的胸中段食管癌患者。男性14例，女性6例，平均年齡61.5歲(52～69歲)。病理類型均為鱗癌。臨床分期(UICC 2002)Ⅱ、Ⅲ期；TNM分期：T3N0M03例，T4N0M06例，T3N1M05例，T4N1M06例。

1.2 治療計(jì)劃

采用瓦里安Eclipse8.6治療計(jì)劃系統(tǒng)、Clinac ix加速器6 MV X射線，對(duì)所選病例制定RapidArc和dIMRT放療計(jì)劃。GTV為影像上可見腫瘤病灶；CTV為GTV沿二維外放8 mm并包括區(qū)域淋巴結(jié)引流區(qū)，上界為胸廓入口、下界為腫瘤下4 cm；PTV為CTV沿三維外放5 mm；對(duì)GTV給定處方劑量為6 000 cGy/28次，PTV為5 040 cGy/28次。dIMRT計(jì)劃設(shè)計(jì)采用共面360度5野均分方式，逆向動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大劑量率為300 MU/min；RapidArc計(jì)劃采用6MVX線，設(shè)計(jì)單弧逆時(shí)針358°(起始角度179°，終止角度181°，準(zhǔn)直器角度為45°，治療床角度為0°)旋轉(zhuǎn)治療，最大劑量率為600 MU/min。為便于比較，在計(jì)劃完成后對(duì)2種計(jì)劃均進(jìn)行歸一化處理，歸一方式為等中心處劑量歸一。

1.3 評(píng)估方法

危及器官(organs at risk，OARs)：脊髓1%體積接受照射的最大劑量D01；肺的V5、V10、V15、V20、V30及平均劑量Dmean，心臟V30、V40、V50和平均劑量Dmean。

其他相關(guān)指標(biāo)：總機(jī)器跳數(shù)(MU)和治療時(shí)間。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS15.0進(jìn)行分析。2種計(jì)劃劑量學(xué)差異采用配對(duì)t檢驗(yàn)，以P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 靶區(qū)劑量比較

2種計(jì)劃方案均能很好滿足臨床劑量學(xué)要求，見表1。與dIMRT相比，RapidArc的GTV適形度CI更接近于1，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.032)，其余各劑量學(xué)指標(biāo)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.2 OARs劑量學(xué)比較

由表2可見，RapidArc計(jì)劃的雙肺V10、V15、V20、Dmean，明顯低于dIMRT計(jì)劃，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；雙肺V5、V302種計(jì)劃相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。與dIMRT相比，RapidArc計(jì)劃中脊髓D01略有升高(P<0.05)，心臟V40、Dmean也偏高(P<0.05)，這是因?yàn)殡p肺與脊髓、心臟的解剖位置決定其在劑量?jī)?yōu)化時(shí)是矛盾的兩方，降低肺的受量必然會(huì)提高脊髓、心臟的受量，但仍小于各自的劑量限值，滿足臨床要求。

2.3 機(jī)器跳數(shù)(MU)及治療時(shí)間

2種計(jì)劃的平均MU有明顯差異，RapidArc為441.88(396～513)MU，dIMRT為674.62(531～798)MU，RapidArc平均減少了34.5%。治療時(shí)間也有較大差異，RapidArc單弧治療時(shí)間為75 s(69～81 s)，dIMRT平均治療時(shí)間為247 s(223～287 s)，RapidArc計(jì)劃與dIMRT計(jì)劃比較，治療時(shí)間平均縮短了172 s，是dIMRT治療時(shí)間的1/3。本研究結(jié)果進(jìn)一步表明了,RapidArc最顯著的優(yōu)點(diǎn)是，機(jī)器跳數(shù)MU減少、總治療時(shí)間縮短，減輕了治療中不確定性因素的影響及患者不適感。

3 討論

目前有關(guān)于RapidArc在臨床上治療的文獻(xiàn)多為乳腺癌、前列腺癌、肺癌病例[3～5]，有關(guān)于在食管癌上運(yùn)用的文獻(xiàn)尚未出現(xiàn)，食管癌常規(guī)放療時(shí)總的肺體積和劑量常常超過正常肺組織的耐受劑量，為了解決這個(gè)問題，目前臨床上已使用調(diào)強(qiáng)放射治療來(lái)降低肺的照射體積和劑量，根據(jù)Chandra等[6]的研究證實(shí)，在食管癌放療中，使用IMRT與3D-CRT相比，可顯著降低肺部總V10、V20、V30的有效體積，平均肺劑量，肺積分劑量。但I(xiàn)MRT的問題是治療時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)器跳數(shù)多，接受低劑量照射的正常組織體積大[7,8]。Yu等[9]于1995年提出了另一種旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)方式(intensity modulated arctherapy，IMAT，瓦里安的旋轉(zhuǎn)容積跳強(qiáng)商品名為RapidArc)，IMAT是在加速器機(jī)架連續(xù)旋轉(zhuǎn)的過程中通過動(dòng)態(tài)多葉光柵(MLC)連續(xù)運(yùn)動(dòng)形成一系列子野，并配合通過改變劑量率形成可變束流來(lái)完成的調(diào)強(qiáng)放療方式，國(guó)外關(guān)于頭頸部以及盆腔腫瘤做了旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)與固定野調(diào)強(qiáng)的劑量學(xué)對(duì)比，研究證明IMAT優(yōu)于IMRT或相當(dāng)[10]。而位于食管胸中段的腫瘤，放療中照射野可累及的肺組織體積最大，當(dāng)食管病灶較大較長(zhǎng)時(shí)，常因肺組織耐受量的限制而不能保證靶區(qū)的足夠劑量。在本研究中，通過對(duì)胸中段食管癌RapidArc與dIMRT的劑量學(xué)比較，我們可以發(fā)現(xiàn)，兩種治療技術(shù)所設(shè)計(jì)的治療計(jì)劃靶區(qū)劑量分布均能滿足臨床治療需要。RapidArc治療計(jì)劃的雙肺V10、V15、V20、Dmean明顯下降，均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。美國(guó)放射腫瘤學(xué)協(xié)會(huì)[11]在一個(gè)前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)，V20不僅與放射性肺炎的發(fā)生率相關(guān)，而且與其嚴(yán)重程度明顯相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示RapidArc計(jì)劃比IMRT計(jì)劃降低雙肺V20更明顯，對(duì)預(yù)防及降低放射性肺炎的發(fā)生率及嚴(yán)重程度具有更大的優(yōu)勢(shì)。

表1 2種計(jì)劃靶區(qū)劑量學(xué)指標(biāo)(±s，﹪)

表1 2種計(jì)劃靶區(qū)劑量學(xué)指標(biāo)(±s，﹪)

指標(biāo)RapidArcdIMRTtPGTV Dmax(cGy) 6418．44±2．55 6405．84±29．31 1．2340．257 Dmean(cGy) 6157．42±57．07 6198．74±85．62 -1．7530．123 Dmin(cGy) 5779．35±185．48 5815．41±216．38 -1．8260．111 V95% 99．97±0．08 99．94±0．13 0．6110．561 HI 1．059±0．012 1．048±0．025 1．3060．233 CI 0．921±0．179 0．859±0．241 -0．8690．032PTV Dmax(cGy) 6146．39±74．44 6195．89±89．86 -1．6570．142 Dmean(cGy) 5458．17±55．68 5418．91±43．27 0．9740．332 Dmin(cGy) 4272．12±214．31 4485．77±164．24 -2．3630．070 V95% 98．67±0．07 99．14±0．08 0．6270．543 HI 1．157±0．092 1．141±0．065 0．5740．584 CI 0．585±0．09 0．557±0．11 1．6540．142

表2 危及器官劑量學(xué)指標(biāo)(±s，﹪)

表2 危及器官劑量學(xué)指標(biāo)(±s，﹪)

指標(biāo)RapidArcdIMRTtP肺 V5(%)68．64±8．7867．50±9．660．9400．379 V10(%)40．32±7．8443．32±7．19-2．4040．047 V15(%)21．92±7．0630．38±5．29-5．7490．000 V20(%)14．74±4．6518．47±5．17-11．530．000 V30(%)3．42±2．094．39±2．31-1．6490．143 Dmean(cGy)1014．73±176．851115．25±179．563．9290．006心臟 V30(%)22．26±6．4320．48±7．98-1．1960．071 V40(%)15．41±5．3513．15±6．250．9490．038 Dmean(cGy)2467．45±435．672246．38±483．29-2．4410．034脊髓 D013771．91±212．523615．25±234．832．0600．033

RapidArc的MU減少34.5%，治療時(shí)間為dIMRT的1/3，因此提高了設(shè)備使用率；同時(shí)每次治療時(shí)間的縮短可以增加腫瘤的相對(duì)生物效應(yīng)。由于在較長(zhǎng)時(shí)間治療過程中患者體位會(huì)產(chǎn)生變化，將導(dǎo)致治療位置精度降低；因此縮短治療時(shí)間對(duì)圖像引導(dǎo)下的調(diào)強(qiáng)放療也具有顯著意義。但是由于在常規(guī)固定射野調(diào)強(qiáng)計(jì)劃中所使用優(yōu)化模板并不能很好地應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)中，并且由于可調(diào)節(jié)因素(治療弧度數(shù)、準(zhǔn)直器角度、多葉光柵、劑量率、機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度)較多，這都使得RapidArc計(jì)劃設(shè)計(jì)所需的時(shí)間明顯長(zhǎng)于dIMRT計(jì)劃設(shè)計(jì)。以我們所進(jìn)行的該項(xiàng)研究為例，食管癌固定射野調(diào)強(qiáng)計(jì)劃優(yōu)化時(shí)間一般都能控制在0.5～1 h，而RapidArc計(jì)劃則需2～2.5 h。同時(shí)由于RapidArc應(yīng)用于臨床的時(shí)間較短并且技術(shù)較為復(fù)雜，對(duì)于放療實(shí)施、質(zhì)控設(shè)備和質(zhì)控人員的要求更加嚴(yán)格，其質(zhì)量保證與質(zhì)量控制也相對(duì)困難。所以在臨床上使用時(shí)需要放療醫(yī)師、物理師、技師共同努力，才能簡(jiǎn)單、快捷、準(zhǔn)確地完成整個(gè)治療計(jì)劃的實(shí)施和驗(yàn)證。

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