曾疆

福建醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放療科 （福建福州 350005）

肺癌是我國常見的惡性腫瘤，發(fā)病率和病死率均呈逐漸遞增趨勢，現(xiàn)已成為癌癥的主要死因之一[1]。根據(jù)生物學特性分類，肺癌可分為非小細胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）和小細胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）。其中，局部晚期NSCLC 約占全部肺癌的1/3，根據(jù)治療方式的不同可將此類患者分為手術組和不可手術組，根據(jù)最新版美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡（National Comprehensive Cancer Network，NCCN）指南，只有部分ⅢA 期（因侵犯胸壁、鄰近氣道或縱隔的T3，N1；可切除T4，N0-1）患者在初始治療時首選手術，而放射治療是不可手術組主要的治療手段。目前，治療靶區(qū)劑量的提高和危及器官毒性反應的減小仍是NSCLC 放射治療中的主要矛盾之一，而腫瘤體積的大小往往與正常組織器官照射體積大小相關。大多情況下，越大的放射治療劑量達到的局部控制率越高，而局部控制與生存率具有最顯著的相關性[2-3]。隨著計算機技術及放射治療技術的發(fā)展，同步放、化療或以放射治療為基礎的綜合治療成了目前局部晚期肺癌的標準治療方式。容積旋轉調強放射治療（volume modulated arc therapy，VMAT）是在調強放射治療（intensity modulated radiation therapy，IMRT）基礎上發(fā)展而來的新型旋轉IMRT，已有研究表明，VMAT 與IMRT 相比有更好的劑量學分布[4]。對于腫瘤體積大的患者，如何使危及器官在得到更好保護的同時，使靶區(qū)得到更大的治療劑量，是設計放射治療計劃的難點。基于此，本研究探討大體積肺癌VMAT 與IMRT 的劑量學特點，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2014年4月至2015年7月于我院行胸部放射治療的14例T4期NSCLC 患者作為研究對象，男13例，女1例；年齡43～81歲，中位年齡54歲；腫瘤體積123～392 cm3，中位腫瘤體積188 cm3；其中，N2期5例（35.7%），N3期9例（64.3%）； ⅢB 期5例（35.7%）， ⅢC 期9例（64.3%）。本研究已獲得醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審核批準。

納入標準：經(jīng)病理確診為NSCLC；腫瘤靶區(qū)（gross tumor volume，GTV）體積＞100 cm3；接受胸部調強放射治療，靶區(qū)處方劑量60.2 Gy/2.15 Gy/28 f，亞臨床病灶區(qū)劑量50.4 Gy/1.8 Gy/28 f；采用2015年美國癌癥分期聯(lián)合委員會（American Joint Commission Cancer，AJCC） 第8版TNM 分期進行分期；對本研究知情并自愿簽署知情同意書。排除標準：既往有胸部放射治療史；合并其他胸部腫瘤。

1.2 放射治療計劃實施

1.2.1 體位固定及CT 掃描

患者取仰臥位，平靜呼吸，雙手交叉抱肘關節(jié)并置于前額，將熱塑形體膜覆于體表，固定體位，結合既往影像資料設定參考中心，利用激光燈分別于患者身體左側、右側、前胸貼直徑約為1 mm 的鉛點作標記，使用放射治療專用的CT 模擬定位機行平掃及增強掃描，范圍為環(huán)狀軟骨水平至膈底下2 cm 處，掃描層厚為5 mm。

1.2.2 圖像傳輸與靶區(qū)勾畫

CT 掃描圖像通過醫(yī)院網(wǎng)絡傳輸至治療計劃系統(tǒng)（treatment planning system，TPS），參考ICRU 83號報告勾畫靶區(qū)，且每例患者的勾畫條件需保持一致；GTV 包括原發(fā)灶和淋巴結，肺內(nèi)病變在肺窗（窗寬1 600 HU，窗位-600 HU）內(nèi)勾畫，縱隔病變或縱隔在縱隔窗（窗寬400 HU，窗位20 HU）內(nèi)勾畫，縱隔陽性淋巴結在GTV 內(nèi)勾畫；臨床靶區(qū)（clinical target volume，CTV）通過GTV 外擴獲得，病理提示腺癌外擴8 mm，鱗癌外擴6 mm；根據(jù)我院對胸部放射治療擺位誤差的研究結果，適當外擴形成計劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）。

1.2.3 危及器官勾畫

勾畫肺、食管、脊髓、心臟等器官。

1.2.4 計劃制定與評估

在RAYSTATION 4.7.5.4工作站上對14例患者分別進行VMAT和IMRT 計劃設計，VMAT 采用181°～30°或330°～180°往返弧布野，IMRT 采用避開正常肺5野非均勻布野，優(yōu)化過程采用相同優(yōu)化參數(shù)；劑量限制參考RTOG0225和RTOG0615的標準。靶區(qū)處方劑量及危及器官限量，見表1。

表1 靶區(qū)處方劑量及危及器官限量

1.3 評價指標

（1）比較兩種治療方式計劃靶區(qū)的劑量分布及均勻性，包括D2、D98、D50、Dmean、適形指數(shù)（conformity index，CI）、均勻性指數(shù)（homogeneity index，HI）。其中，CI=（VTref×VTref）/（VT×Vref），式中，VT 為總計劃靶區(qū)體積，VTref為95%處方劑量等劑量線面所包繞的靶區(qū)體積，Vref為95%處方劑量等劑量線所覆蓋的所有區(qū)域的體積，CI 越接近于1表明靶區(qū)適形度越好；HI=（D2-D98）/D50，HI 越小表明靶區(qū)劑量的均勻性越好。（2）比較兩種治療方式正常器官受照劑量和體積，包括正常組織平均劑量（normal tissue Dmean，NT Dmean），除去危及器官之外的正常組織（remaining volume at risk，RVR）V50.4， 肺V5、V20、V30、Dmean， 脊 髓計劃危及體積最大劑量（planning risk volume Dmax，PRV Dmax），脊髓Dmax，心臟V20、V30、V40等，其中，RVR=NTOAR（OAR 為危及器官）。

1.4 統(tǒng)計學處理

2 結果

2.1 兩種治療方式計劃靶區(qū)劑量分布及均勻性比較

從等劑量曲線分布可知，兩種治療方式計劃靶區(qū)的覆蓋均滿足處方要求，所有計劃均達到處方劑量覆蓋95%的靶體積；統(tǒng)計學分析可見，VMAT 計劃腫瘤區(qū)（plan gross tumor volume，PGTV）最 大 劑 量 的D2（Gy）、D50（Gy）、Dmean（Gy）均略低于IMRT，且CI 優(yōu)于IMRT，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表2。

表2 兩種治療方式計劃靶區(qū)劑量分布及均勻性比較（±s）

表2 兩種治療方式計劃靶區(qū)劑量分布及均勻性比較（±s）

注：VMAT 為容積旋轉調強放射治療，IMRT 為調強放射治療，PGTV 為計劃腫瘤區(qū)，PTV 為計劃靶區(qū)，Dmean 為平均劑量，CI 為適形指數(shù)，HI 為均勻性指數(shù)

PGTV PTV D2（Gy） D98（Gy） D50（Gy） Dmean（Gy） CI HI CI VMAT 66.18±0.83 58.96±0.32 63.40±0.41 63.20±0.39 0.83±0.04 0.11±0.02 0.65±0.08 IMRT 66.94±0.97 58.82±0.37 63.70±0.68 63.50±0.60 0.74±0.09 0.13±0.02 0.60±0.07 t 5.65 -1.81 2.79 3.55 -4.47 5.27 -4.35 P 0.001 0.093 0.015 0.004 0.001 0.001 0.001治療方式

2.2 兩種治療方式正常器官受照劑量和體積比較

VMAT 的NT Dmean，RVR V50.4，肺V10、V20、Dmean，脊髓PRV Dmax，脊髓Dmax，Global Dmax均低于IMRT，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；兩種治療方式肺V5、V30，心臟V20、V30、V40，食管V50比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表3。

表3 兩種治療方式正常器官受照劑量和體積比較（±s）

表3 兩種治療方式正常器官受照劑量和體積比較（±s）

注：VMAT 為容積旋轉調強放射治療，IMRT 為調強放射治療，Dmean 為平均劑量，Dmax 為最大劑量，Vx（%）為x 等劑量線包繞的體積占總體積的百分比，NT 為正常組織，RVR 為除去危及器官之外的正常組織，PRV 為計劃危及體積，Global Dmax 為全局最大劑量

治療方式NT Dmean（Gy）RVR V50.4（%）肺V5（%） V10（%） V20（%） V30（%） Dmean（Gy）VMAT 7.80±2.70 1.46±0.91 39.20±9.50 28.40±7.50 19.30±5.00 15.40±4.20 11.90±2.90 IMRT 8.01±2.70 2.01±1.10 39.10±9.40 30.00±8.10 20.40±5.70 15.50±4.20 12.20±3.00 t 4.38 4.59 -0.44 4.91 4.01 1.77 4.38 P 0.001 0.000 0.666 0.001 0.001 0.100 0.001治療方式脊髓PRV Dmax（Gy）脊髓Dmax（Gy）心臟 食管V50（%）Global Dmax（Gy）V20（%） V30（%） V40（%）VMAT 41.03±3.25 38.50±4.10 13.71±14.10 7.69±9.15 4.81±5.91 14.30±12.70 68.20±1.30 IMRT 42.79±3.60 40.00±3.90 15.07±17.12 8.56±9.86 5.42±6.13 15.30±12.80 71.00±2.40 t 2.73 2.45 1.36 1.96 1.69 1.05 5.41 P 0.017 0.029 0.197 0.071 0.115 0.311 0.001

3 討論

對于局部晚期NSCLC 伴隨著較大的腫瘤體積的放射治療計劃，危及器官限量是靶區(qū)的主要劑量限制因素。臨床上常在放射治療前行若干療程的誘導化療以減小腫瘤體積，而另一行之有效的方式為采用更先進的放射治療技術。Diwanji 等[5]的研究表明，放射治療技術的發(fā)展可改善晚期肺癌的局部控制率和生命質量。在胸部腫瘤放射治療中，VMAT 可與IMRT 獲得相似或更優(yōu)的劑量分布[4，6]。本研究結果顯示，VMAT 的適形度優(yōu)于IMRT，靶區(qū)劑量均勻性亦更佳，如在靶區(qū)劑量熱點方面，VMAT 的D2低于IMRT，這表明VMAT 可降低靶區(qū)（PGTV）的高劑量區(qū)。本研究結果還顯示，VMAT 可更好地保護正常組織，表現(xiàn)為NT Dmean、RVR V50.4、Global Dmax等指標均低于IMRT。

放射性肺炎屬肺癌放射治療中的常見并發(fā)癥，Heo 等[7]的研究表明，在多因素分析中，肺Dmean仍然是總生存的重要預后因素（HR=2.08，P=0.019）。本研究結果顯示，兩種治療方式計劃肺的低劑量水平相當，VMAT 并未因入射角度多而造成肺的低劑量區(qū)增加；相反VMAT 肺Dmean低于IMRT，由此可推測，VMAT 放射性肺炎的發(fā)生率可能低于IMRT，進而推斷VMAT 可能因此在總生存中獲益。而Borkenhagen 等[8]的研究表明，心室V45與放射治療后的心臟毒性相關，V45越大，則心臟毒性事件的發(fā)生概率越大。Yegya-Raman 等[9]的研究結果與Borkenhagen 等的相似，在多因素分析中，較高的心臟Dmean和基線心臟狀態(tài)可增加癥狀性心臟事件的發(fā)生風險。有研究結果顯示，心臟Dmean≥20 Gy 與＜20 Gy 在放射治療后出現(xiàn)有癥狀的心臟事件的4年累計發(fā)生率分別為48.6%、18.5%，差異有統(tǒng)計學意義（P=0.0002）[9-10]。本研究結果顯示，兩種治療方式放射治療計劃心臟V20、V30、V40比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），但VMAT 略低于IMRT，主要原因可能為，患者腫瘤體積大，且大多數(shù)為中央型肺癌，在滿足處方劑量的同時，心臟Dmean不易降低。此外，本研究結果表明，VMAT 在脊髓保護方面也有一定優(yōu)勢，且VMAT 的Dmax低于IMRT。因此，在這類肺部腫瘤體積大的患者中，VMAT可能是臨床可選的更優(yōu)的治療方式，但限于本研究病例數(shù)較少，進一步的研究中還需更大樣本的隨機對照試驗進行驗證。

綜上所述，在腫瘤體積＞100 cm3NSCLC 的放射治療中，與IMRT 比較，VMAT 在靶區(qū)覆蓋方面的適形度更高，均勻性更好；在危及器官受量方面肺V10、V20、Dmean及脊髓Dmax均較低，肺小劑量區(qū)的控制相當，在腫瘤治療中有一定的劑量學優(yōu)勢。