賴沛寶，王丹丹，管世王，王繼宇，孟凡軍

（揭陽(yáng)市人民醫(yī)院 放療科，廣東 揭陽(yáng) 522000）

0 引言

放療是食管癌一種較為重要的治療手段，既可作為術(shù)前、術(shù)后的輔助治療，也可作為根治性治療。容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)技術(shù)（VMAT）是目前一種常用的調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)，具有靶區(qū)的均勻性和適形性較高、危及器官的劑量較低及治療時(shí)間相對(duì)較短等優(yōu)勢(shì)[1，2]。其中均整器的應(yīng)用可以使靶區(qū)的劑量分布更均勻，但同時(shí)有其自身缺點(diǎn)：降低了劑量率、延長(zhǎng)出束時(shí)間及機(jī)頭漏射和散射輻射增加等，移除均整器理論上可以改善上述缺點(diǎn)。因此有研究探索移除均整器后放療計(jì)劃的改變，例如在肺癌計(jì)劃的研究中發(fā)現(xiàn)無(wú)均整器模式是安全有效的，甚至在靶區(qū)劑量及危機(jī)器官保護(hù)方面具有一定優(yōu)勢(shì)[3，4]。目前關(guān)于食管癌無(wú)均整器模式方面的研究比較少，既往有關(guān)于胸上端食管癌無(wú)均整器（FFF）模式下的固定野適形調(diào)強(qiáng)（IMRT）與容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)(VMAT)兩種計(jì)劃的靶區(qū)劑量學(xué)比較，顯示VMAT-FFF 模式在肺組織保護(hù)方面具有一定優(yōu)勢(shì)，且執(zhí)行時(shí)間更短、執(zhí)行效率高，但在靶區(qū)均勻性方面較差[5]。目前關(guān)于食管癌在VMAT 技術(shù)下有無(wú)均整器的對(duì)比研究較少，本文就食管癌上述兩種放療技術(shù)的靶區(qū)進(jìn)行劑量學(xué)比較。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018 年10 月至2019 年9 月在我院就診并行根治性放療的食管癌患者20 例。其中男13 例，女7 例；平均年齡（58.47±8.20）；病變位于頸段者1 例，胸上端者7 例，胸中段者9 例，胸下段者3 例；病理類型：全部為鱗癌；分期：IIB期1例，IIIA 期4例，IIIB 期6 例，IVA 期9 例（AJCC 第八版）。

1.2 體位固定及CT 掃描

患者仰臥位，雙臂自然下垂放于身體兩側(cè)，使用真空袋固定，采用西門子大孔徑CT 進(jìn)行定位掃描，層厚及層間距均為5mm。掃描范圍上界至顱底，下界至第二腰椎下緣，然后將獲得的CT 圖像傳輸至瓦里安Eclipse 15.5 版本的計(jì)劃系統(tǒng)。

1.3 靶區(qū)勾畫

大體腫瘤區(qū)(gross tumor volume，GTV)包括食管原發(fā)病灶及食管旁腫大淋巴結(jié)。臨床腫瘤區(qū)(clinical tumor volume，CTV)包括高危臨床腫瘤區(qū)CTVl 及低危臨床腫瘤區(qū)CTV2；CTVl 軸向在GTV外擴(kuò)5～10mm，縱向包括GTV 外10mm 食管及食管旁組織，不包括區(qū)域淋巴結(jié)：CTV2 在CTVl 基礎(chǔ)上軸向外擴(kuò)20～40mm，加上相應(yīng)層面縱隔淋巴引流區(qū)及縱膈2、4 淋巴引流區(qū)以及雙側(cè)鎖骨上淋巴引流區(qū)，CTV 根據(jù)椎體、血管等解剖屏障適當(dāng)調(diào)整。如考慮患者耐受性差，則不包括鎖骨上淋巴引流區(qū)。計(jì)劃靶區(qū)(planning target volume，PTV)在各CTV 基礎(chǔ)上立體均勻外擴(kuò)5mm。危及器官(OAR)包括脊髓、雙肺(除外CTV 部分)及心臟。

1.4 靶區(qū)處方要求

①食管癌靶區(qū)處方劑量：PTV60（CTV1 外擴(kuò)5mm 形成）總劑量6000 cGy/28-29F，PTV54（CTV2外擴(kuò)5mm 形成）總劑量5400 cGy/28-29F。PTV 大于95%體積接受≥100%的處方劑量，小于1%的體積接受≥107%的處方劑量。②危及器官劑量限制：雙肺V5 ≤65%，V20 ≤30%，V30 ≤20%；心臟D40 ≤60%；脊髓Dmax＜40Gy，脊髓計(jì)劃區(qū)Dmax＜45Gy。

1.5 計(jì)劃設(shè)計(jì)

放射治療計(jì)劃基于瓦里安Trilogy 直線加速器6MV-X 射線及Varian Eclipse(Version 15.5)三維放療計(jì)劃系統(tǒng)，采用了容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)技術(shù)（VMAT）分別使用了FF 和FFF 兩種模式，每位患者共設(shè)計(jì)了2 個(gè)放射治療計(jì)劃。VMAT 計(jì)劃均采三弧照射(其中兩個(gè)斷弧照射整個(gè)靶區(qū)，360 度避開(kāi)角度為60°-120°，300°-240°，一個(gè)360 度全弧，只照射頸部）。最大劑量率為600 MU/min，機(jī)架角度間隔為2，機(jī)架旋轉(zhuǎn)速率為4.8deg/s。

1.6 評(píng)估方法

治療計(jì)劃評(píng)估指標(biāo)：均勻性指數(shù)(homogeneity index，HI)，HI=D5%/D95%，其中，D5%、D95%分別為靶區(qū)5%高劑量區(qū)域劑量及其他95%區(qū)域的劑量。適形指數(shù)(conformity index，CI），其中，TVpi 為處方劑量線面包繞的靶區(qū)體積，TV 為靶區(qū)體積，Vpi 為處方劑量線面所包繞的所有區(qū)域的體積。D95%、D5%為靶區(qū)95%、5%體積受量的相關(guān)參數(shù)。

1.7 統(tǒng)計(jì)處理

數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示。采用SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)軟件，分別對(duì)VMAT-FF 和VMAT-FFF 這兩種計(jì)劃的劑量學(xué)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，符合正態(tài)分布的兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 靶區(qū)劑量參數(shù)

VMAT-FF 和VMAT-FFF 計(jì)劃均可滿足臨床需求。靶區(qū)劑量分布方面，兩靶區(qū)的PTV60 及PTV54 在平均劑量、均勻性、適形性方面均未見(jiàn)明顯差別，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表1。

表1 20 例胸中段食管癌病例VMAT-FF 和VMAT-FFF 兩種計(jì)劃的靶區(qū)劑量學(xué)參數(shù)比較

2.2 危及器官劑量

兩種計(jì)劃在脊髓最大值、心臟（Dmean、V10、V20、V40）以及雙肺（Dmean、V5、V20、V30）均未見(jiàn)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），見(jiàn)表2。

表2 20 例胸中段食管癌病例VMAT-FF 和VMAT-FFF 兩種計(jì)劃的危及器官劑量學(xué)參數(shù)比較

續(xù)表2

2.3 機(jī)器跳數(shù)及出束時(shí)間

VMAT-FF 和VMAT-FFF 的機(jī)器跳數(shù)分別為（684.4±98.7）及（930.9±191.9），且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。兩者的出束時(shí)間分別為（60.28±12）s 及（36.15±18）s，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（見(jiàn)表1）。

3 討論

食管癌在我國(guó)是一種常見(jiàn)的惡性腫瘤，在惡性腫瘤中居第7 位，發(fā)病率達(dá)14.9/10 萬(wàn)[6]，放療是食管癌的重要治療手段。隨著技術(shù)的進(jìn)步，放療技術(shù)由常規(guī)放療發(fā)展到三維適形放療再到調(diào)強(qiáng)放療，靶區(qū)適形性及周圍器官保護(hù)都有極大的提升[7]。其中均整器的應(yīng)用使放療技術(shù)得到大幅發(fā)展，可使靶區(qū)劑量均勻分布，但同時(shí)應(yīng)用均整器會(huì)降低劑量率、增加治療時(shí)間、增加機(jī)頭的散射輻射和漏射輻射及增加了射野外的放射劑量[7-8]。因此關(guān)于無(wú)均整器模式的研究逐漸興起，F(xiàn)FF 模式與FF 模式在物理學(xué)上的差異主要表現(xiàn)為劑量率高；空氣中輸出因子（機(jī)頭散射因子/準(zhǔn)直器散射因子）較低；射線質(zhì)軟；小面積射野產(chǎn)生更高的表面劑量，大面積射野產(chǎn)生相當(dāng)?shù)幕蚋偷谋砻鎰┝浚话胗拜^??；射野外劑量（外圍劑量）較小。近年來(lái)，F(xiàn)FF 模式已在立體定向放療中有較多研究：國(guó)內(nèi)外均有研究[9-10]表明早期肺癌采用容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)在FFF 模式下進(jìn)行立體定向放療（SBRT）是安全可行的，同時(shí)一些肺轉(zhuǎn)移瘤及肝癌的SBRT 均可應(yīng)用FFF 模式。常規(guī)劑量下的FFF模式尚未廣泛應(yīng)用[11-12]，但既往有關(guān)于乳腺癌在保乳術(shù)后調(diào)強(qiáng)放療的研究表明，有無(wú)均整器兩種模式的IMRT 放療計(jì)劃均可滿足臨床治療需求，并且有著相似靶區(qū)劑量分布，CI 和HI 無(wú)明顯差異[13]。本研究也有類似發(fā)現(xiàn)：食管癌的VMAT-FF 和VMAT-FFF 兩種計(jì)劃中PTV60 及PTV54 的最大值、平均值、D98、D95、CI、HI 均無(wú)明顯差異，且均滿足臨床計(jì)劃需要。同時(shí)在本研究結(jié)果顯示，兩種模式下的危及器官劑量也無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，因此移除均整器并未對(duì)靶區(qū)整體的劑量分布產(chǎn)生明顯影響。

但本研究中兩種計(jì)劃的機(jī)器跳數(shù)有明顯差異：VMAT-FF 模式跳數(shù)明顯小于VMAT-FFF 模式（473.9±70.5 VS 735.7±98.2，P＜0.05），且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。原因考慮為FFF 模式移除了均整器更換成薄銅片，因此導(dǎo)致射線軟化，F(xiàn)FF 模式的6MV-X射線質(zhì)更接近4MV-X 射線質(zhì)，因此在相同劑量下FFF模式需要輸出更多機(jī)器跳數(shù)以滿足深部區(qū)域處的靶區(qū)劑量[14]。FFF 模式的最大劑量率達(dá)1400MU/min，而FF 模式下最大劑量率為600MU/min。高劑量率的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為同一控制點(diǎn)劑量率的調(diào)制范圍大，較少的子野數(shù)即可滿足該方向的劑量要求，單個(gè)控制點(diǎn)的治療時(shí)間縮短，進(jìn)而引起機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)較快，因此FFF 模式的出束時(shí)間比后者短。在本研究中確實(shí)證實(shí)了這一點(diǎn)：VMAT-FFF 模式的出束時(shí)間明顯小于VMAT-FF 模式（57.0±6.6s VS 36.6±17s，P＜0.05），且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此VMAT-FFF模式的治療時(shí)間明顯縮短。治療時(shí)間是評(píng)估放療技術(shù)優(yōu)劣的重要參數(shù)，因?yàn)橹委煏r(shí)間的減少可以降低患者體位改變的概率，從而可提高了治療的精度。既往有研究表明治療時(shí)間的延長(zhǎng)或可導(dǎo)致目標(biāo)靶區(qū)在治療過(guò)程中移位從而導(dǎo)致“脫靶”[15]，且對(duì)于一些特殊固定體位的病人，減少治療時(shí)間可大大減少治療不適感，提高病人的順應(yīng)性。既往肺癌的無(wú)均整器模式的立體定向放療研究中表明相比于均整模式，非均整模式可大幅縮短治療時(shí)間，且靶區(qū)的劑量相當(dāng)，正常組織的受量未增加[16]。此外，一些臨床前的研究表明[17-18]，非均整射線可減少低劑量區(qū)邊緣的光子污染，且減少M(fèi)LC 多葉光柵的泄漏。有研究表明，非均整器模式可減少約70%的光子散射污染，因此或可減少二次腫瘤的發(fā)生概率[19]。Hall等人的研究也表明應(yīng)用FFF 模式能有效減少正常組織的受照劑量、縮短治療時(shí)間，因此也可以降低放療后二次癌癥發(fā)生的概率[20]。高劑量率的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)為可能有更好的腫瘤殺傷效應(yīng)，不過(guò)該結(jié)論目前僅在體外實(shí)驗(yàn)中被證實(shí)[21]。即使在常規(guī)劑量的放療計(jì)劃中，非均整治療模式仍可能有潛在獲益。

綜上所述，本研究通過(guò)對(duì)比20 例胸中段食管癌VMAT-FF 和VMAT-FFF 兩種模式的放療計(jì)劃，發(fā)現(xiàn)二者在靶區(qū)劑量學(xué)及危及器官劑量參數(shù)方面均無(wú)明顯差異，均可滿足臨床需求。而VMAT-FFF 模式可以減少出束時(shí)間進(jìn)而提高治療效率，具有一定優(yōu)勢(shì)。