孫長(zhǎng)江，李 軍，張西志，張先穩(wěn)，桂龍剛，王軍良，陳永東

(1.蘇北人民醫(yī)院放療科，江蘇 揚(yáng)州 225001；2.中國(guó)人民解放軍第307醫(yī)院放療科，北京 100071；3.揚(yáng)州洪泉醫(yī)院放療科，江蘇 揚(yáng)州 225200)

肺癌RapidArc-SBRT與IMRT治療計(jì)劃的劑量學(xué)比較

孫長(zhǎng)江1，李 軍1，張西志1，張先穩(wěn)1，桂龍剛1，王軍良2，陳永東3

(1.蘇北人民醫(yī)院放療科，江蘇 揚(yáng)州 225001；2.中國(guó)人民解放軍第307醫(yī)院放療科，北京 100071；3.揚(yáng)州洪泉醫(yī)院放療科，江蘇 揚(yáng)州 225200)

目的 通過(guò)對(duì)基于旋轉(zhuǎn)拉弧調(diào)強(qiáng)的立體定向放療(RapidArc-SBRT)與調(diào)強(qiáng)放療(IMRT)的治療計(jì)劃的比較、分析，從物理劑量上評(píng)估了RapidArc-SBRT與IMRT各自的優(yōu)勢(shì),并指出臨床應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題。方法 選取20例非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)患者進(jìn)行研究，要求患者靶區(qū)比較規(guī)則，最大直徑不超過(guò)5 cm，距脊髓的間隙至少大于1 cm。RapidArc-SBRT計(jì)劃采用旋轉(zhuǎn)拉弧適形技術(shù)，IMRT采用固定野動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)技術(shù)，所有計(jì)劃的處方劑量均為60 Gy，選取合適的方案作為最終的比較計(jì)劃。結(jié)果 RapidArc-SBRT計(jì)劃肺的V5、V10明顯高于IMRT計(jì)劃，但V15、V20、V30、V40低于IMRT計(jì)劃；脊髓、食管受量與距計(jì)劃靶區(qū)(PTV)的距離大小有關(guān)，心臟的RapidArc-SBRT計(jì)劃有降低的趨勢(shì)；2種計(jì)劃靶區(qū)的適形指數(shù)(CI)相差較小，RapidArc-SBRT計(jì)劃的靶區(qū)均勻性?xún)?yōu)于IMRT計(jì)劃；RapidArc-SBRT計(jì)劃在治療總跳數(shù)和治療時(shí)間上有明顯優(yōu)勢(shì)。結(jié)論 對(duì)于合適的NSCLC患者，RapidArc-SBRT計(jì)劃具有一定的優(yōu)勢(shì)，靶區(qū)劑量更均勻，總治療跳數(shù)少，治療時(shí)間短。

肺癌；基于旋轉(zhuǎn)拉弧調(diào)強(qiáng)的立體定向放療；調(diào)強(qiáng)放療；治療計(jì)劃；劑量學(xué)比較

調(diào)強(qiáng)放療(intensity modulation radiated therapy，IMRT)是非小細(xì)胞肺癌的主要治療手段之一，其治療后患者的5 a生存率為10%～30%，中位生存時(shí)間為12～16個(gè)月，5 a局部控制率為50%～70%[1-2]。腫瘤劑量的增加是提高局部控制率的一個(gè)重要因素，基于旋轉(zhuǎn)拉弧調(diào)強(qiáng)的立體定向放療(stereotactic body radiation therapy，RapidArc-SBRT)結(jié)合了旋轉(zhuǎn)三維適形技術(shù)和立體定向方法給予腫瘤更高的劑量。來(lái)自國(guó)外關(guān)于RapidArc-SBRT的研究發(fā)現(xiàn)，每天給予更高的單次量，3 a局部控制率達(dá)到70%～90%，2 a平均生存率達(dá)到50%[3-4]。

本研究主要對(duì)RapidArc-SBRT與IMRT的治療計(jì)劃進(jìn)行比較、分析，從物理劑量上評(píng)估了RapidArc-SBRT與IMRT各自的優(yōu)勢(shì)及在臨床應(yīng)用中應(yīng)該注意的問(wèn)題，以期更好為臨床服務(wù)。

1 材料與方法

1.1 病例選擇 選取2015年6月至2015年12月在蘇北人民醫(yī)院放療中心運(yùn)用Varian IX加速器(具有RapidArc旋轉(zhuǎn)拉弧調(diào)強(qiáng))上進(jìn)行根治性放療的Ⅰ～Ⅲ期NSCLC患者20例，靶區(qū)要求形狀較規(guī)則，體積適中，與脊髓之間的間隙距離大于1 cm。20例患者中位靶區(qū)體積為109.8(98.7～155.7)cm3。

1.2 CT模擬定位及靶區(qū)勾畫(huà)與定義 患者上舉上肢，采用仰臥位，并用熱塑體模進(jìn)行體位固定。通過(guò)美國(guó)GE公司大孔徑定位CT進(jìn)行掃描，患者自由平靜呼吸，其中層厚選擇5 mm，掃描范圍包括從下頜至全胸廓的所有區(qū)域，掃描過(guò)程中患者保持自由平靜呼吸。將掃描后的CT圖像序列傳至Eclipse TPS系統(tǒng)，并由醫(yī)生勾畫(huà)出靶區(qū)和危及器官(organs at risk，OARs)，勾畫(huà)的病灶靶區(qū)(GTV)包括肺內(nèi)原發(fā)灶、縱隔淋巴結(jié)和轉(zhuǎn)移肺門(mén)，計(jì)劃靶區(qū)(PTV)為GTV均勻外放1 cm形成的區(qū)域。OARs包括心臟、脊髓、食管、正常肺(雙肺減去PTV后剩下的體積)。

1.3 計(jì)劃設(shè)計(jì) 利用Eclipse TPS分別設(shè)計(jì)RapidArc-SBRT和IMRT治療計(jì)劃，要求處方劑量相同，對(duì)肺組織不均質(zhì)進(jìn)行校正，因此劑量計(jì)算算法采用基于筆形束卷積疊加算法。X線能量均采用6 MV。RapidArc-SBRT計(jì)劃：采用旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)技術(shù)，根據(jù)患者的靶區(qū)范圍，選擇合適的弧數(shù)和起始角度，進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在滿足臨床要求的前提下，選出最優(yōu)的計(jì)劃。IMRT計(jì)劃：采用固定野調(diào)強(qiáng)技術(shù)，視具體病例采用5、7、9個(gè)射野進(jìn)行設(shè)計(jì)，多葉光柵(multileaf collimator，MLC)運(yùn)動(dòng)方式選擇動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)方式，計(jì)算網(wǎng)格大小為2.5 mm。將各個(gè)患者的計(jì)劃進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化，并在滿足臨床要求的前提下，選出最優(yōu)的計(jì)劃。

1.4 計(jì)劃評(píng)估和比較 將PTV歸一到99%的體積至少滿足處方劑量的95%，利用劑量體積直方圖評(píng)價(jià)以下各指標(biāo)。PTV：需要評(píng)價(jià)其平均劑量Dmean、適形指數(shù)(conformal index，CI)和均勻性指數(shù)(homogeneity index，HI)。OARs：正常肺需要評(píng)估其V5、V10、V20、V30、V40；食管需要評(píng)估其V55；心臟需要評(píng)估其V40；脊髓需要評(píng)估Dmax(最大值)。除此以外，還要比較這2種計(jì)劃的機(jī)器總跳數(shù)MU。

2 結(jié)果

2.1 正常肺受量 RapidArc-SBRT計(jì)劃的V5、V10的值明顯大于IMRT，肺的V15、V20、V30、V40的值RapidArc-SBRT計(jì)劃要低于IMRT計(jì)劃，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 RapidArc-SBRT與IMRT計(jì)劃正常肺受量比較 Gy

2.2 其他關(guān)鍵器官的受量 對(duì)于RapidArc-SBRT與IMRT的計(jì)劃脊髓、食管最大受量和平均受量均與距PTV的間隔距離大小相關(guān)，2種計(jì)劃的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)；對(duì)于心臟V40，RapidArc-SBRT計(jì)劃比IMRT計(jì)劃有降低趨勢(shì)(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 RapidArc-SBRT與IMRT計(jì)劃食管、心臟和脊髓受量比較

2.3 PTV的指標(biāo) PTV的CI指數(shù),RapidArc-SBRT計(jì)劃與IMRT計(jì)劃相差較小，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；HI指數(shù)RapidArc-SBRT計(jì)劃要好于IMRT計(jì)劃(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 RapidArc-SBRT與IMRT計(jì)劃靶區(qū)CI、HI的比較

2.4 機(jī)器跳數(shù)和治療時(shí)間 RapidArc-SBRT計(jì)劃的機(jī)器跳數(shù)要少于IMRT，治療時(shí)間也少于IMRT(P均<0.05)。見(jiàn)表4(P均<0.05)。

表4 RapidArc-SBRT與IMRT機(jī)器跳數(shù)、治療時(shí)間的比較

3 討論

腫瘤周?chē)＝M織器官限量往往是導(dǎo)致放療劑量不能提高的主要因素。采用更先進(jìn)的治療技術(shù)，提高PTV的受量，減少正常組織的受量，能夠提高NSCLC患者的生存率和局部控制率。RapidArc-SBRT技術(shù)作為一種新的治療模式用于治療NSCLC患者已取得好的效果[5-8]。

放射性肺損傷是肺癌放療要考慮的重要指標(biāo)，一些研究提示中位肺受量是有效的預(yù)測(cè)指標(biāo)，另外一些研究認(rèn)為V20、V30為最佳的預(yù)測(cè)參數(shù)，V5近年來(lái)受到普遍關(guān)注，RapidArc-SBRT與IMRT計(jì)劃相比由于增加射野的數(shù)量，使得PTV周?chē)膭┝刻荻雀螅堑蛣┝空丈涿娣e增加；但在實(shí)際治療應(yīng)用中，由于IMRT計(jì)劃的機(jī)器總跳數(shù)顯著多于RapidArc-SBRT，導(dǎo)致IMRT 計(jì)劃的治療時(shí)間較長(zhǎng)，這也會(huì)導(dǎo)致正常組織器官接受更多的低劑量照射。

RapidArc-SBRT計(jì)劃的好壞與腫瘤的形狀、大小、與周?chē)C(jī)器官的位置都有很大關(guān)系；另外，MLC的葉片寬度對(duì)于最后包繞PTV劑量曲線的梯度大小是主要影響因素，要求實(shí)施RapidArc-SBRT的計(jì)劃葉片寬度≤5 mm，這樣才能保證有小的劑量半影。

本研究結(jié)果顯示，RapidArc-SBRT計(jì)劃肺的V5、V10明顯高于IMRT計(jì)劃，但V15、V20、V30、V40要低于IMRT計(jì)劃；脊髓、食管受量與距PTV的距離大小有關(guān)，心臟的RapidArc-SBRT計(jì)劃有降低的趨勢(shì)；2種計(jì)劃靶區(qū)的CI相差較小，RapidArc-SBRT計(jì)劃靶區(qū)的HI要好于IMRT計(jì)劃；RapidArc-SBRT計(jì)劃在治療總跳數(shù)和治療時(shí)間上有明顯優(yōu)勢(shì)。這些結(jié)果提示，對(duì)于合適的NSCLC患者，RapidArc-SBRT計(jì)劃具有一定的優(yōu)勢(shì)，靶區(qū)劑量更均勻，總治療跳數(shù)少，治療時(shí)間短。這也進(jìn)一步說(shuō)明，圖像引導(dǎo)能夠提高定位的準(zhǔn)確性，減少OARs與靶區(qū)位置的不確定性。RapidArc-SBRT治療結(jié)合圖像引導(dǎo)能夠保證治療的準(zhǔn)確性。

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孫長(zhǎng)江(1972-)，男，主任醫(yī)師，主要從事腫瘤放療和臨床劑量學(xué)工作。E-mail: scjly@aliyun.com

李軍(1975-)，男，博士在讀，高級(jí)工程師，主要從事腫瘤放射物理學(xué)研究工作。E-mail: lijun19751000@163.com

10.3969/j.issn.1673-5412.2017.02.019

R734.2；R730.55

B

1673-5412(2017)02-0146-03

2016-03-12)