趙培峰，楊詠強(qiáng)，周 鋼，陳列松，朱雅群，田 野，陳子晗

(1.蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院，蘇州大學(xué)放射腫瘤治療學(xué)研究所，江蘇蘇州 215004;2.徐州醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院，江蘇徐州 221004)

近年來，隨著放療技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，調(diào)強(qiáng)放療在臨床上的應(yīng)用也越來越廣泛.有研究［1-3］顯示:對于直腸癌患者而言，靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放療(IMRT)與3D-CRT相比能減少患者不良反應(yīng)的發(fā)生率，提高治療期間的生活質(zhì)量，但該療法治療時(shí)間較3DCRT更長，容易讓患者產(chǎn)生抵觸情緒.容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療(VMAT)是目前國際上比較先進(jìn)的放射治療技術(shù)，具有較廣的適應(yīng)證，同時(shí)能顯著縮短患者的治療時(shí)間，克服了傳統(tǒng)IMRT治療的缺點(diǎn)［4-5］.本研究篩選10例直腸癌患者，比較7野均分IMRT和雙弧VMAT計(jì)劃的劑量學(xué)特點(diǎn)，探討VMAT技術(shù)應(yīng)用于直腸癌治療的優(yōu)勢.

1 材料與方法

1.1 臨床資料

選取10例2016年1月—2017年1月在蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院行直腸癌術(shù)后放療患者的定位CT圖像，用以進(jìn)行兩種計(jì)劃的數(shù)據(jù)建模及比較.

1.2 靶區(qū)勾畫

患者采用仰臥位，定位前充分充盈膀胱，熱塑體模固定，西門子Emotion-Duo CT模擬定位機(jī)對擬行放療的患者行CT增強(qiáng)掃描，均從L2下緣掃描至坐骨結(jié)節(jié)下5 cm處，掃描層厚設(shè)為5 mm.臨床靶體積(CTV)包括直腸周圍淋巴結(jié)區(qū)、骶前區(qū)、閉孔區(qū)及髂內(nèi)淋巴結(jié)區(qū)，部分患者包括吻合口、會(huì)陰皮膚、坐骨直腸窩、髂外或腹股溝淋巴結(jié)區(qū).計(jì)劃靶體積(PTV)在CTV基礎(chǔ)上分別在頭腳方向外擴(kuò)1.0 cm，前后、左右方向外擴(kuò) 0.5 cm.

1.3 治療計(jì)劃設(shè)計(jì)

每個(gè)病例完成靶區(qū)勾畫后均設(shè)計(jì)2套放療計(jì)劃:IMRT計(jì)劃和雙弧VMAT計(jì)劃，所有計(jì)劃均采用6MV X線，擬用Synergy直線加速器(醫(yī)科達(dá))實(shí)施.IMRT計(jì)劃在Pinancle 3治療計(jì)劃系統(tǒng)上完成，采用 7個(gè)野均分共面照射.VMAT計(jì)劃在Monaco治療計(jì)劃系統(tǒng)上完成.處方劑量:PTV50 Gy分25次給予，要求≥95%的PTV劑量達(dá)47.5 Gy，同時(shí)限制各器官收到的照射最大劑量分別為小腸:V35≤180 cm3，V40≤100 cm3，V45≤65 cm3;股骨頭:V40≤40%，V45≤25%;膀胱:V40≤40%，V45≤15%.

1.4 治療計(jì)劃評價(jià)

利用劑量體積直方圖評價(jià)靶區(qū)劑量分布和危及器官照射劑量.1)通過最小劑量(D98)及最大劑量(D2)來評價(jià)靶區(qū)的輻照情況.2)通過適形指數(shù)(CI)對靶區(qū)的適形度進(jìn)行評價(jià)，CI值越趨近1說明靶區(qū)適形度越好.3)采用均勻指數(shù)(HI)對靶區(qū)的均勻性進(jìn)行評價(jià)，當(dāng)HI值越趨近1說明靶區(qū)劑量均勻性越好.4)危及器官(OAR)的輻照情況評價(jià):小腸平均劑量 Dmean、V50、V45、V40、V30、V20、V15、V10，膀胱及骨盆平均劑量 Dmean、V50、V40、V30、V20，雙側(cè)股骨頭平均劑量 Dmean、V40、V30、V20.

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，本研究結(jié)果數(shù)據(jù)均為計(jì)量資料，故采用配對t檢驗(yàn)或配對樣本非參數(shù)秩和檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.

2 結(jié) 果

2.1 兩種治療計(jì)劃的靶區(qū)評價(jià)

經(jīng)比較發(fā)現(xiàn):兩種治療計(jì)劃均可滿足治療靶區(qū)的處方劑量要求.IMRT與VMAT計(jì)劃相比，PTV靶區(qū)的最大劑量、最小劑量、適形度與均勻度均無明顯差別(P＞0.05).見表 1.

2.2 兩種治療計(jì)劃危及器官評價(jià)

經(jīng)比較發(fā)現(xiàn):兩種治療計(jì)劃均可有效保護(hù)危及器官，輻射量均可滿足限制劑量要求，各危及器官的輻射劑量見表2.

2.3 機(jī)器跳數(shù)及治療時(shí)間

IMRT和VMAT計(jì)劃的機(jī)器跳數(shù)分別為581.80±137.80 和 960.37±104.87(t=－7.823，P=0.001).IMRT和VMAT計(jì)劃的平均治療時(shí)間分別為558 s和170 s(t=40.541，P=0.003)，VMAT 計(jì)劃平均治療時(shí)間縮短約70%.

表1 直腸癌術(shù)后靜態(tài)調(diào)強(qiáng)和容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃靶區(qū)的劑量Tab.1 Dosimetry of static IMRT and VRIRT target areas after rectal cancer surgery

表2 直腸癌術(shù)后靜態(tài)調(diào)強(qiáng)和容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃危及器官的劑量Tab.2 Dosimetry of IMRT and VRIRT in organs at risk after rectal cancer surgery

3 討 論

VMAT是一種全新IMRT技術(shù)，最大劑量率可達(dá)600 MU/min.它通過聯(lián)合動(dòng)態(tài)MLC技術(shù)配合機(jī)架旋轉(zhuǎn)，與靜態(tài)IMRT比較可以縮短達(dá)到靶區(qū)覆蓋的時(shí)間，同時(shí)提供危及器官(OAR)保護(hù)［6］.VMAT在治療過程中加速器機(jī)架以非勻速旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行運(yùn)行，導(dǎo)致其治療劑量率可發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)其多葉光柵不斷運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)聯(lián)合機(jī)架旋轉(zhuǎn)，可發(fā)揮最大的治療效能.VMAT在鼻咽癌、宮頸癌和前列腺癌等放療中的應(yīng)用已有大量研究［8-11］.楊波等［8］研究顯示:對宮頸癌術(shù)后患者采用VMAT進(jìn)行治療后與常規(guī)固定野調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃比較，可獲得等同甚至是更優(yōu)化的劑量分布，同時(shí)機(jī)器跳數(shù)明顯降低.Lu等［9］研究顯示:對鼻咽癌患者而言，靜態(tài)IMRT與VMAT在靶區(qū)劑量分布方面差異不大，但VMAT的靶區(qū)適形度明顯優(yōu)于靜態(tài)IMRT，同時(shí)VMAT計(jì)劃在腮腺、腦干和脊髓的保護(hù)明顯優(yōu)于靜態(tài)IMRT計(jì)劃，而VMAT最大的優(yōu)勢是總治療時(shí)間的減少，從而提高加速器工作效率.前列腺癌中VMAT和IMRT兩種技術(shù)在小腸、直腸、股骨頭的多個(gè)劑量參數(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，兩種技術(shù)劑量分布相當(dāng)［11］.但 VMAT 應(yīng)用于直腸癌放療較少見報(bào)道［12］.

本研究對比了雙弧VMAT計(jì)劃和7野均分IMRT計(jì)劃，結(jié)果顯示:VMAT計(jì)劃對小腸、膀胱、骨盆和股骨頭的保護(hù)優(yōu)于IMRT計(jì)劃，平均治療時(shí)間從約9 min縮短至3 min.

腹瀉是直腸癌放療最常見不良反應(yīng)，而小腸具有較強(qiáng)的放射敏感性，臨床直腸癌放射治療中被認(rèn)為是最典型的劑量限制器官，小腸放療過程中受照射劑量及體積與直腸癌患者腸道不良反應(yīng)的發(fā)生率密切相關(guān).研究［13］發(fā)現(xiàn):直腸癌患者放療過程中腸道不良反應(yīng)發(fā)生率與小腸密切相關(guān)，在V15＜150cm3時(shí)，Ⅲ級急性腸道不良反應(yīng)發(fā)生率為0，當(dāng)V15為150～299 cm3時(shí)，Ⅲ級急性腸道不良反應(yīng)發(fā)生率為30%，而當(dāng)V15≥300 cm3時(shí)，Ⅲ級急性腸道不良反應(yīng)發(fā)生率則猛增到 70%.Gallagher等［14］報(bào)道顯示:在放射治療過程中，直腸癌患者小腸受照射的高劑量體積能夠顯著提升腸道不良反應(yīng)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn).本研究中，VMAT和IMRT計(jì)劃的小腸V15分別為344.81 cm3和299.23 cm3，V45分別為 38.79 cm3和 39.71 cm3，V50分別為0.31 cm3和 0.19 cm3，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.兩種計(jì)劃對腸道功能的保護(hù)相似.

對成年人而言，骨盆中包含了近半數(shù)的具有造血功能的骨髓組織，對放療的劑量和體積敏感性較強(qiáng).相關(guān)研究［15］顯示:盆腔癌根治術(shù)后同步給予放化療的患者中循環(huán)系統(tǒng)不良反應(yīng)的發(fā)生率與骨盆受照射的低劑量體積V20明顯相關(guān)，當(dāng)V20≥76%時(shí)患者嚴(yán)重骨髓抑制發(fā)生率為57.7%，而當(dāng)V20＜76%時(shí)患者嚴(yán)重骨髓抑制發(fā)生率則降至21.8%.本研究中兩種治療計(jì)劃的骨盆V20相近，對骨盆骨髓的保護(hù)作用也與骨盆V20相似.

綜上所述，直腸癌術(shù)后患者采用VMAT技術(shù)可獲得較好的靶區(qū)劑量分布和危及器官保護(hù)，治療時(shí)間明顯縮短，但其療效還有待進(jìn)一步臨床評估.