蔣 俊，權(quán)循鳳，洪 浩，李 銳

食管癌是我國常見的消化系統(tǒng)惡性腫瘤之一，發(fā)病率約占國內(nèi)惡性腫瘤的第5位［1］。對于發(fā)生于頸及胸中上段的食管癌，由于手術(shù)難度大，術(shù)后并發(fā)癥多，且療效尚不滿意，因此放療成為主要的治療手段之一［2］。臨床上放療的難點在于該部位的食管在解剖位置上單野照射劑量分布差，距離脊髓較近，限制了其劑量的均勻分布和進一步提高。同步加量調(diào)強放療(simultaneously integrated boost intensitymodulated radiation therapy，SIB-IMRT)不僅具有 IMRT高度適形的劑量分布和有效保護周圍正常器官的優(yōu)點［3］，而且通過采用野中野的照射技術(shù)，原發(fā)灶和預(yù)防照射區(qū)同時施照，能優(yōu)化治療方案，縮短治療時間，并且能提高原發(fā)灶的有效生物劑量。該研究旨在探討在同樣優(yōu)化參數(shù)條件下3、5、7野SIBIMRT計劃間靶區(qū)及危及器官的劑量學(xué)差異，為臨床提供最佳的設(shè)野方案。

1 材料與方法

1.1 研究對象 收集2012年8月～2013年7月安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院腫瘤放療科的7例初治頸及胸上段食管癌患者，男5例，女2例，年齡35～70歲，平均65歲。所有病例均經(jīng)組織病理學(xué)證實或細胞學(xué)證實為食管癌，且均經(jīng)食道鋇餐、CT、MRI、腔內(nèi)超聲、PET-CT等檢查證實為頸段及胸上段食管癌。患者取仰臥位，雙臂下垂至身體兩側(cè)，采用頭頸肩熱塑膜固定，平靜呼吸狀態(tài)下在大孔徑螺旋CT模擬機下行定位掃描，掃描范圍:上界至下頜骨水平，下界至膈肌下緣，CT圖像傳輸至TPS計劃系統(tǒng)。

1.2 靶區(qū)定義及勾畫 應(yīng)用Philips的Pinnacle3治療計劃系統(tǒng)，在CT圖像上精確勾畫靶區(qū)和危及器官，定義如下:① 大體腫瘤區(qū)(gross tumor volume，GTV)包括GTVnx和GTVnd，GTVnx定義為食管病灶:根據(jù)食道鋇餐、CT等進行靶區(qū)縱向勾畫，根據(jù)CT進行靶區(qū)橫向勾畫(CT上食管壁厚度＞5 mm被認為是異常［4］);GTVnd定義為陽性淋巴結(jié):根據(jù)CT確定(陽性淋巴結(jié)標準目前存在爭議，本研究以氣管食管溝淋巴結(jié)短徑≥ 5 mm［5］，其余區(qū)域淋巴結(jié)短徑≥10 mm為標準)。②臨床靶區(qū)(clinical target volume，CTV)包括 CTV1 和 CTV2，CTV1 定義為需要加量照射的區(qū)域:由GTVnx縱向外放2～3 cm，軸向外放1 cm左右，GTVnd外放1 cm左右構(gòu)成;CTV2定義為預(yù)防照射區(qū)域:包括雙側(cè)鎖骨上區(qū)、環(huán)甲膜以下頸深靜脈周圍淋巴結(jié)、氣管食管溝及縱隔1區(qū)(最上縱隔)、2 區(qū)(氣管旁)、3P 區(qū)(椎前/后縱隔)、4區(qū)(下氣管旁)、5區(qū)(主肺動脈窗)、7區(qū)(隆突下)等淋巴引流區(qū)。③ 計劃靶區(qū)(planning target volume，PTV)包括 PTV1 和 PTV2，PTV1 為 CTV1 外放0.5 cm，PTV2 為 CTV2 外放 0.5 cm［6］。④ 危及器官(organ at risk，OAR):主要包括脊髓和肺。所有靶區(qū)的勾畫均在副高以上醫(yī)師指導(dǎo)下完成，物理師協(xié)同設(shè)計照射野。

1.3 放療計劃設(shè)計 本研究分別設(shè)計3、5、7野等角度分布射野方式進行 SIB-IMRT計劃。GTV、CTV1、CTV2、PTV1和PTV2的分次劑量分別為220、220、180、220 和 180 cGy，共 28 次。GTV、CTV1、CTV2、PTV1和 PTV2的靶區(qū)劑量分別為 6 160、6 160、5 040、6 160和5 040 cGy。靶區(qū)劑量約束條件:①95%PTV體積達到處方劑量;② PTV內(nèi)最大劑量＜107%處方劑量，最小劑量＞95%處方劑量，PTV外重要器官最大劑量不大于處方劑量。危及器官劑量限制:脊髓最大劑量(Dmax)≤4 500 cGy，肺V20≤27%，V30≤20%。在確定射野方向后，進行相關(guān)參數(shù)和權(quán)重的優(yōu)化，直至達到劑量學(xué)最優(yōu)。

1.4 計劃評估

1.4.1 腫瘤靶區(qū)指標 ① 劑量參數(shù):分析PTV1、PTV2受照的最大劑量(Dmax)、最小劑量(Dmin)和平均劑量(Dmean);②劑量均勻性指數(shù)(homogeneity index，HI):HI=D5/D95，其中 D95和 D5分別代表 95%和5%的靶區(qū)體積所得到的絕對劑量。HI值越小，說明靶區(qū)內(nèi)劑量分布越均勻;③ 體積參數(shù):V95%代表≥95%處方劑量的相應(yīng)靶體積的百分數(shù);④靶區(qū)適形指數(shù)(conformity index，CI):CI=(VT，ref/VT)×(VT，ref/Vref)，其中 VT，ref為參考等劑量線所包繞靶區(qū)的體積，VT為靶體積，Vref為參考等劑量線所包繞區(qū)域的體積。CI值越接近1，說明適形度越好。

1.4.2 危及器官受量指標 ① 脊髓最大劑量(Dmax);② 雙肺平均劑量(mean lung dose，MLD)，肺接受5、10、20和30 Gy劑量的體積占全肺體積百分比(V5、V10、V20、V30)。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行分析，數(shù)據(jù)用±s表示，多組均數(shù)間比較采用方差分析。

2 結(jié)果

2.1 靶區(qū)劑量分布 PTV1、PTV2在3野、5野和7野3種設(shè)野計劃下的Dmax、Dmin和Dmean相近，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。3野計劃中PTV1、PTV2的V95%、CI和HI明顯劣于5野和7野，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，但5野和7野之間的V95%、CI和HI相近，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，見表1、2。

表1 3、5、7野3種計劃間靶區(qū)PTV1的劑量學(xué)指標(±s)

表1 3、5、7野3種計劃間靶區(qū)PTV1的劑量學(xué)指標(±s)

評價指標 3野 5野 7野 F值 P值Dmax(cGy)6 351.64 ±72.63 6 377.55±51.02 6 376.38 ±51.061.81 0.56 Dmin(cGy)5 962.44 ±98.57 5 984.36 ±92.43 5 961.53 ±98.67 1.22 0.31 Dmean(cGy)6 152.23 ±32.16 6 160.56 ±42.63 6 147.34 ±35.45 1.93 0.26 D95(cGy)6 172.36 ±128.05 6 220.64 ±118.14 6 293.92 ±85.33 4.95 0.01 V95%(%)95.14 ±1.12 98.33 ±0.71 99.24 ±0.28 4.38 0.02 HI 1.71 ±0.32 1.33 ±0.23 1.25 ±0.12 5.19 0.03 CI 0.82 ±0.21 0.94 ±0.16 1.02 ±0.15 4.80 0.02

2.2 危及器官劑量分布 在脊髓保護方面，3野、5野和7野的Dmax均小于4 500 cGy，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，均符合臨床劑量學(xué)要求。在肺保護方面，7野計劃中雙肺V5明顯大于3野和5野，5野計劃中雙肺V5大于3野，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，但都未超出臨床劑量學(xué)要求，其余雙肺V10、V20和V30體積相近，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表3。

表2 3、5、7野3種計劃間靶區(qū)PTV2的劑量學(xué)指標(±s)

表2 3、5、7野3種計劃間靶區(qū)PTV2的劑量學(xué)指標(±s)

評價指標 3野 5野 7野 F值 P值Dmax(cGy)5 234.93 ±61.10 5 249.15±57.43 5 269.63 ±49.552.12 0.48 Dmin(cGy)4 915.23 ±78.45 4 923.37 ±71.52 4 917.21 ±65.36 1.67 0.54 Dmean(cGy)5 073.69 ±31.36 5 081.42 ±42.60 5 106.48 ±35.75 1.89 0.49 D95(cGy)5 096.82 ±64.04 5 113.51 ±61.76 5 196.32 ±58.21 5.61 0.02 V95%(%)92.44 ±1.89 94.83 ±0.94 96.32 ±0.76 4.90 0.03 HI 1.71 ±0.53 1.45 ±0.47 1.33 ±0.32 7.86 0.01 CI 0.75 ±0.23 0.82 ±0.14 0.94 ±0.11 6.54 0.00

表3 3、5、7野3種計劃間危及器官的劑量學(xué)指標(±s)

表3 3、5、7野3種計劃間危及器官的劑量學(xué)指標(±s)

評價指標 3野 5野 7野 F值 P值脊髓 Dmax(cGy)4 058.43±212.35 3 842.61±155.72 3 858.46±144.38 1.35 0.64雙肺 MLD(cGy)1 104.52±41.58 1 063.73±51.06 1 072.68±40.73 1.08 0.29雙肺 V5(%)41.36±5.06 45.37±5.78 47.82±5.90 7.18 0.00雙肺 V10(%)32.13±5.02 31.44±4.92 32.60±5.14 1.38 0.58雙肺 V20(%)19.22±1.64 19.73±1.93 19.47±1.62 1.15 0.43雙肺V30(%)12.64 ±0.73 11.85 ±0.66 10.41 ±0.32 1.04 0.21

3 討論

常規(guī)IMRT即序貫加量是先予以根治性照射靶區(qū)和預(yù)防性照射靶區(qū)相同照射劑量(1.8～2.0 Gy/f)，然后縮野給根治性靶區(qū)追加劑量。而SIB-IMRT是在同一個照射野內(nèi)同時對根治性照射靶區(qū)和預(yù)防性照射靶區(qū)進行不同分割劑量的照射方法(根治性靶區(qū)一般為 2.2 ～2.6 Gy/f［7－9］，預(yù)防性靶區(qū)為 1.8～2.0 Gy/f)，兩種靶區(qū)的照射同時結(jié)束。SIB-IMRT的優(yōu)勢如下:①整個治療過程中僅使用一個治療計劃，在實現(xiàn)不同靶區(qū)獲得不同照射劑量的同時明顯縮短了患者的治療時間，而且減少了技術(shù)人員的工作強度，具有簡單、高效、省力的特點;② 相比較序貫放療，SIB-IMRT屬于加速分割模式，通過LQ公式換算成生物等效劑量BED可以看出，單次劑量的增加可以提高腫瘤靶區(qū)的等效劑量，提高放射生物學(xué)效應(yīng);③ 有研究［6，10］表明，SIB-IMRT 不僅靶區(qū)劑量分布較滿意，而且減少了周圍危及器官的劑量。

理論上來講，調(diào)強放療的照射野數(shù)越多，各種物理參數(shù)及劑量分布越理想，但照射的時間及治療的誤差也相對增加。本研究即通過對頸段及胸上段食管癌進行同步加量調(diào)強放療計劃的設(shè)計，比較在3野、5野和7野3種設(shè)野計劃下的靶區(qū)及危及器官的劑量學(xué)差異。在靶區(qū)劑量學(xué)方面，3野計劃同5野、7野計劃下的最大劑量、最小劑量和平均劑量相近，表明3野計劃即可使頸及胸上段食管癌的治療靶區(qū)得到足夠的照射劑量。然而，隨著照射野數(shù)的增加，靶區(qū)劑量越均勻，高劑量靶區(qū)適形程度越好。7野計劃最優(yōu)，5野計劃次之，3野計劃最差。在危及器官劑量學(xué)方面，3種計劃均未超出脊髓的最大耐受劑量，7野計劃的低劑量照射肺體積V5明顯大于5野和3野，臨床上應(yīng)注意這一問題，合理選擇評價放射性肺損傷的指標。綜上所述，對于頸段及胸上段食管癌的SIB-IMRT，5野計劃最優(yōu)，因既可使靶區(qū)獲得理想的劑量分布，同時也能保護周圍危及器官，且繼續(xù)增加照射野的數(shù)目，對優(yōu)化靶區(qū)和危及器官劑量的優(yōu)勢不明顯，卻增加了治療過程的復(fù)雜性。

目前食管癌放療失敗的主要原因為局部未控和復(fù)發(fā)［2］，而局部未控和復(fù)發(fā)的主要原因系局部照射劑量不足和漏照。通過SIB-IMRT計劃，可以增加靶區(qū)的局部劑量，能提高腫瘤的局部控制率。然而，是否能提高食管癌患者的近遠期療效，臨床進一步的研究。另外，臨床上具體的計劃需權(quán)衡利弊，充分考慮患者的腫瘤分期、靶區(qū)和危及器官的相對空間關(guān)系以及布野角度方案等因素，在保護危及器官的前提下，盡可能選擇提高臨床劑量滿意度的放療計劃。

綜上所述，考慮靶區(qū)及危及器官的劑量學(xué)要求，5野計劃可以作為頸及胸上段食管癌SIB-IMRT首選的治療計劃。

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