楊波，孫小楊，龐皓文，吳敬波

西南醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 腫瘤科，四川 瀘州 646000

引言

利用192Ir源后裝機開展組織間插植胸部腫瘤的放射治療，其劑量學(xué)系統(tǒng)是以巴黎系統(tǒng)為基礎(chǔ)的步進源系統(tǒng)；按照巴黎系統(tǒng)的計劃制作原則，一般要求駐留點的位置設(shè)計以線狀排列[1-2]。當(dāng)駐留點位置設(shè)定后，利用計劃系統(tǒng)中的優(yōu)化工具調(diào)節(jié)駐留點時間進行劑量優(yōu)化，以使得靶區(qū)和正常組織的劑量到達臨床劑量限制要求。由于在放療計劃設(shè)計時，病人處于手術(shù)床上等待治療狀態(tài)；計劃設(shè)計和劑量優(yōu)化的時間越長，病人等候治療的時間也越長。因此，如何快速完成符合優(yōu)化目標(biāo)的組織間插植放療計劃，對于插植治療尤為重要。為此，本文介紹一種簡化的駐留點設(shè)計優(yōu)化方案，并運用該方法設(shè)計放療計劃與以線狀源排列方式的計劃在劑量分布上做一比較，介紹如下。

1 材料與方法

1.1 病案資料

收集2015年1月至2016年1月14例插植放療病案數(shù)據(jù)進行比較研究，病人實際計劃設(shè)計遵循巴黎系統(tǒng)的計劃制作原則[1]，靶區(qū)最大徑小于4 cm置入1根針，大于4 cm考慮置入多針，且針與針之間間隔不小于1 cm，插植針中位數(shù)為3（1～5）；駐留點在插植針道內(nèi)部，步長為0.25 mm，駐留點與CTV輪廓的距離不小于5 mm，以等間距線狀方式排列（圖1）。病案數(shù)據(jù)，見表1。

圖1 駐留點線狀排列方案示意圖

表1 病案基本信息

1.2 近距離插植放療一般步驟

采用銥源后裝近距離組織間插植放射治療技術(shù)，其主要步驟包括[3-8]：① 首先初次CT掃描，范圍超過原發(fā)灶2 cm以上；② 根據(jù)CT掃描圖像所觀察的腫瘤靶區(qū)形狀、大小、位置以及可利用的肋骨間隙來確定插植針數(shù)目、插植深度、插植方向和位置，實施插植針置入手術(shù)；③ 插植針置入手術(shù)完成后行CT掃描，并將CT圖像傳輸?shù)饺S近距離放射治療計劃系統(tǒng)中勾畫CTV靶區(qū)和正常組織輪廓；④ 制作組織間插植放療計劃并優(yōu)化劑量分布；⑤ 將制作完成的組織間插植放療計劃傳輸至后裝治療機上實施治療。

1.3 駐留點線狀排列方案

以實際放療計劃為基礎(chǔ)，不改變原駐留點數(shù)目和位置；放大處方劑量為10000 cGy；并使用放療計劃系統(tǒng)中提供的劑量分布圖形優(yōu)化工具逐層優(yōu)化劑量分布。組織間插植放療計劃的通過標(biāo)準(zhǔn)為：全肺受到2000 cGy以上的肺體積比小于20%（V20＜20%）；同時95%的CTV體積達到處方劑量10000 cGy（D95≥10000 cGy），見圖1。

可觀察CT層面上置入兩根插植針，紅色圓點為駐留點位置，駐留點為線狀排列，紅色虛線為CTV靶區(qū)輪廓，實線為等劑量曲線，其中白色代表15000 cGy，紅色代表10000 cGy，藍色代表5000 cGy。

1.4 簡化的駐留點設(shè)計優(yōu)化方案

以實際插植針道為基礎(chǔ)，重新設(shè)計駐留點位置和數(shù)目，駐留點位置的選擇在靶區(qū)面積的覆蓋圓圓心處。處方劑量也為10000 cGy，計劃優(yōu)化與驗收標(biāo)準(zhǔn)與駐留點線狀排列方案相同。該設(shè)計方案的特點在于，駐留點為非線性排列，駐留點數(shù)目較少，簡化了劑量分布優(yōu)化的工作。

以一病例為例（圖2），該病例CT層面上共有兩根插植針道，對每一根插植針道，覆蓋圓圓心的一般設(shè)計方法為（圖2a）：設(shè)插植針在靶區(qū)內(nèi)線段長為L；距離靶區(qū)鄰邊最遠的距離為d。

圖2 覆蓋圓圓心位置示意圖

如果L≥2 d，那么在這根插植針道上設(shè)計兩個駐留點，第一個覆蓋圓圓心設(shè)計在插值針道內(nèi)植入方向距離靶區(qū)輪廓邊緣d處（圖2b），該覆蓋圓的半徑為d。另一個覆蓋圓圓設(shè)計在針尾處距離靶區(qū)輪廓邊緣d處（圖2c），該覆蓋圓的半徑也為d。根據(jù)這一方法對另一根插植針道設(shè)計覆蓋圓圓心，本例最后共設(shè)計4個覆蓋圓（圖2d）。駐留點位置確定以后，再使用劑量分布圖形優(yōu)化工具進行劑量優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果，見圖3。

如果L＜2 d，只設(shè)計一個覆蓋圓圓心位于L線段的中點；設(shè)兩個覆蓋圓圓心距離為M（圖2c），如果M＞2 d，在兩個圓心連線中點處增加一個駐留點。

圖3 簡化的駐留點設(shè)計優(yōu)化方案劑量分布

1.5 劑量學(xué)指標(biāo)與統(tǒng)計分析

靶區(qū)的觀察指標(biāo)包括95%的CTV靶區(qū)受到的最小照射劑量D95、D90和D50；100%處方劑量所包繞的CTV體積V100、V150和V200?；紓?cè)肺1 cc所受照的劑量D1cc、D5cc和平均肺劑量（Mean Lung Dose，MLD）；1000 cGy劑量曲線所包繞的患側(cè)肺體積V10、V20和V30；全肺D1cc、D5cc、MLD、V10、V20和V30。心臟平均劑量（Mean Dose，MD）和D50。脊髓D1cc、D5cc和MD。肋骨D1cc、D5cc和MD。數(shù)據(jù)利用SPSS 19.0采用Wilcoxon秩和檢驗進行分析，以P＜0.05為有統(tǒng)計學(xué)差異。

2 結(jié)果

兩種駐留點方案計劃劑量分布，見圖1和圖3；劑量參數(shù)比較結(jié)果，見表2，各參數(shù)差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

表2 兩種駐留點設(shè)計方案的劑量參數(shù)（x-±s）

3 討論

在近距離三維計劃系統(tǒng)中進行劑量優(yōu)化時，優(yōu)化劑量的分布主要包括兩個優(yōu)化手段[9-15]：駐留點位置或數(shù)目以及駐留點駐留時間。設(shè)計不同的駐留點位置或者調(diào)節(jié)不同駐留點的駐留時間，可形成不同的劑量分布。一般認為，設(shè)計更多的駐留點將有利于在計劃系統(tǒng)中劑量分布的優(yōu)化操作；從理論上講，如果駐留點能夠均勻分布于靶區(qū)體積內(nèi)部，更可能使得100%等劑量線與靶區(qū)輪廓線相重合，以提高靶區(qū)適形度。但是，在實際的臨床插植放療工作中，合理的駐留點位置只能位于置入腫瘤內(nèi)部的插植針管道內(nèi)，這限制了駐留點位置或數(shù)目的選擇。尤其在胸部腫瘤中，肋骨和腫瘤運動對于插植針置入手術(shù)的干擾，還影響了的插植針置入位置的準(zhǔn)確性。因此，在目前的胸部腫瘤插植放療中，駐留點均勻布置于靶區(qū)體積內(nèi)部的設(shè)計是不可能的，獲得一個高劑量適形的放療計劃是困難的[4-5,16-17]。

同時，由于步進源的劑量分布是圍繞駐留點形成同心圓分布特點，而靶區(qū)邊緣通常為不規(guī)則形狀。這會使得劑量分布必然存在兩種可能：① 為了使得100%處方等劑量線包繞所有CTV靶區(qū)輪廓，必然會導(dǎo)致一部分正常肺體積被包繞其中；② 為了降低100%處方劑量包繞的正常肺體積，必然會漏掉一部分CTV靶區(qū)。雖然，駐留點線狀排列的方案相比于簡化方案，增加了駐留點數(shù)目，有利于劑量分布的優(yōu)化設(shè)計。但是，我們的初步結(jié)果顯示，在靶區(qū)和正常組織受量上的比較差別并不具有統(tǒng)計學(xué)意義。駐留點線狀排列的方案在劑量學(xué)上不存在明顯的優(yōu)勢。說明從三維方向看，駐留點線狀排列的等劑量曲線包繞靶區(qū)的情況并不優(yōu)于簡化的駐留點設(shè)計優(yōu)化方案。這可能初步反應(yīng)了駐留點線狀排列可能并不是提高計劃劑量分布適形的一個決定因素（或充分條件）。相反，更多的駐留點可能會使得劑量優(yōu)化操作變得復(fù)雜，增加計劃設(shè)計和優(yōu)化時間，從而可能延長了病人的等候時間。因此，我們認為在192Ir源后裝機開展組織間插植胸部腫瘤的放射治療中，駐留點線狀排列的設(shè)計方案并不是一個不可代替的計劃設(shè)計方案。

需要指出的是，計劃劑量分布的優(yōu)化時間受到計劃設(shè)計者經(jīng)驗、計劃設(shè)計難度等多種因素的影響，采用簡化的駐留點設(shè)計優(yōu)化方案對于病人等候時間的縮短還需要進一步研究。同樣，在劑量學(xué)上更全面的比較也有待于擴大樣本量進行更細致地研究。本研究中所采用的劑量參數(shù)如V5、V20和V30等雖然與臨床上評價組織受量時所采用的劑量學(xué)參數(shù)為相同名字，但是其意義不同，不能直接用于臨床[18-20]；僅僅作為兩種方案的比較參數(shù)，從物理劑量學(xué)的角度用于區(qū)分兩種計劃方案各自的特點。

綜上所述，簡化的駐留點設(shè)計優(yōu)化方案減少了駐留點數(shù)目，可以簡化劑量的優(yōu)化操作，為縮短病人的等候時間提供了前提，是一種合理可行的計劃優(yōu)化的選擇方案。