胡小洋 李斐顗 倪春霞 陳淑 韓磊 李紅偉 上海伽瑪醫(yī)院放療科 （上海 200235）

內(nèi)容提要： 目的：對(duì)比頭皮保護(hù)技術(shù)對(duì)放療劑量的影響。方法：隨機(jī)選取10例GBM患者，分別設(shè)計(jì)常規(guī)VMAT計(jì)劃和頭皮保護(hù)VMAT計(jì)劃，處方劑量為60Gy/30Fx。對(duì)比兩種計(jì)劃對(duì)靶區(qū)、危及器官及頭皮組織的劑量影響。結(jié)果：兩種計(jì)劃的靶區(qū)劑量差異不大，常規(guī)計(jì)劃的HI更好，頭皮保護(hù)計(jì)劃的CI更好。兩種計(jì)劃的危及器官劑量沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。對(duì)于頭皮組織，頭皮保護(hù)計(jì)劃的Dmax、D20cc、D30cc下降約500cGy、400cGy、330cGy，結(jié)果具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)論：采用頭皮保護(hù)計(jì)劃，對(duì)靶區(qū)及危及器官的劑量沒(méi)有明顯差異，但可明顯降低頭皮的放療劑量。

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（Glioblastoma，GBM）是惡性程度最高的原發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，目前，針對(duì)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的規(guī)范化治療為手術(shù)最大限度地切除腫瘤，術(shù)后進(jìn)行放射治療輔助替莫唑胺（Temozolomide，TMZ）同步化療、替莫唑胺序貫化療。放療是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤規(guī)范化治療中重要的一環(huán)，可以有效控制腫瘤，提高患者生存期。

近年來(lái)，容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)（Volumetric Modulated Arc Therapy，VMAT）已經(jīng)應(yīng)用到了膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的臨床治療中。放療中，放射性皮炎、潰瘍是常見(jiàn)的并發(fā)癥[1]。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者術(shù)后放療，出現(xiàn)放射性皮膚反應(yīng)還可能導(dǎo)致傷口愈合不良、感染、延誤放療等臨床問(wèn)題。本文通過(guò)應(yīng)用頭皮保護(hù)VMAT計(jì)劃，探討與常規(guī)VMAT計(jì)劃的劑量學(xué)差異，頭皮保護(hù)計(jì)劃的可行性。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

隨機(jī)選擇2020年在本院接受放療的GBM患者10例為觀察對(duì)象。其中5名男性患者、5名女性患者，平均年齡49歲，均為新診斷的GBM患者。所有患者靶區(qū)均設(shè)計(jì)兩種計(jì)劃，常規(guī)VMAT計(jì)劃和頭皮保護(hù)VMAT計(jì)劃。

1.2 方法

所有患者體位均采用仰臥、A型頭枕加固定頭架，利用熱塑網(wǎng)面膜固定。患者體位固定后行定位CT掃描，掃描條件為電壓140kV，電流250mA，掃描層厚為2.5mm，掃描范圍為顱頂至顱底下2cm。采用GE 1.5T磁共振對(duì)患者M(jìn)RI掃描，掃描體位、層厚、范圍盡量與定位時(shí)一致，MRI掃描序列為T(mén)1、T2、T1增強(qiáng)、DWI、FLAIR。將定位CT影像、MRI影像導(dǎo)入Monaco 5.11 TPS中。

1.2.1 靶區(qū)及危及器官勾畫(huà)

在Monaco TPS中，將患者定位CT與MRI影像融合，便于靶區(qū)及危及器官的精確勾畫(huà)。由高年資醫(yī)師進(jìn)行晶體、視神經(jīng)、垂體、腦干等危及器官勾畫(huà)。靶區(qū)由科主任依照RTOG標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行勾畫(huà)，患者放療分為兩個(gè)療程，第一程放療靶區(qū)命名PTV1，劑量46Gy/23Fx，第二程放療靶區(qū)命名PTV2，劑量14Gy/7Fx，總放療劑量60Gy/30Fx。

并勾畫(huà)患者表皮下5mm的區(qū)域組織定義為頭皮組織。

1.2.2 計(jì)劃設(shè)計(jì)

所有患者靶區(qū)均設(shè)計(jì)兩種計(jì)劃，常規(guī)VMAT計(jì)劃和頭皮保護(hù)VMAT計(jì)劃。計(jì)劃設(shè)計(jì)都基于Monaco 5.11 TPS，直線加速器為Elekta Synergy加Agility機(jī)頭，機(jī)頭MLC參數(shù)為80對(duì)共160葉片，每個(gè)葉片的等中心寬度為5mm，最大照射野面積40cm×40cm。所有VMAT計(jì)劃的設(shè)置為1Beam 2Arcs，計(jì)算網(wǎng)格為2.5mm，采用蒙特卡洛算法，計(jì)劃的統(tǒng)計(jì)學(xué)不確定度設(shè)置為0.7%，每Arc的最大控制點(diǎn)數(shù)為100，最小子野寬度為5mm。計(jì)劃的臨床要求滿足處方劑量覆蓋95%的靶區(qū)。

先設(shè)計(jì)常規(guī)VMAT計(jì)劃，針對(duì)患者的兩個(gè)療程靶區(qū)PTV1、PTV2將計(jì)劃命名為VMAT1、VMAT2。計(jì)劃滿足臨床劑量要求，危及器官劑量在限值內(nèi)。再設(shè)計(jì)頭皮保護(hù)VMAT計(jì)劃，在常規(guī)計(jì)劃的基礎(chǔ)上，加入頭皮作為優(yōu)化目標(biāo)限制高劑量，頭皮的優(yōu)化函數(shù)設(shè)置為最大劑量、5%體積劑量值、10%體積劑量值，對(duì)于不同患者調(diào)整函數(shù)的劑量限值，在計(jì)劃滿足臨床要求的基礎(chǔ)上，盡可能的限制頭皮高劑量。計(jì)劃的命名為VMAT1-s、VMAT2-s。

1.3 觀察指標(biāo)與判定標(biāo)準(zhǔn)

靶區(qū)的評(píng)估參數(shù)為均勻指數(shù)HI（Homogeneity，HI）、適形指數(shù)（Conformity，CI）、Dmax、Dmin、D50%、Dmean，依照ICRU 83號(hào)報(bào)告，HI=（D2%-D98%）/D50%，D2%為最高2%的靶區(qū)體積照射的劑量，D98%為覆蓋98%的靶區(qū)體積照射的劑量，D50%為50%的靶區(qū)體積接受的劑量，HI指數(shù)越接近0，表示靶區(qū)的均勻性越好[2]。CI=V2ref/(VT×Vp)，Vref表示處方劑量覆蓋的靶區(qū)體積，VT表示靶區(qū)的總體積，Vp為處方劑量覆蓋的全部照射體積。CI指數(shù)越接近1，表示照射的適形指數(shù)越好。Dmax、Dmin、Dmean表示靶區(qū)接受的最大劑量、最小劑量、平均劑量。D50%描述靶區(qū)接受的放療劑量。

危及器官評(píng)估最大劑量，即晶體、視神經(jīng)、垂體、腦干的Dmax。

頭皮組織評(píng)估最大劑量、平均劑量、20cc接受的劑量、30cc接受的劑量，即Dmax、Dmean、D20cc、D30cc。

對(duì)比兩種VMAT的計(jì)劃的機(jī)器跳數(shù)（MUs）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2.結(jié)果

2.1 靶區(qū)劑量學(xué)比較

對(duì)第一療程PTV1的計(jì)劃，VMAT1、VMAT1-s的結(jié)果如表1所示，靶區(qū)的Dmax、Dmin、Dmean、D50%數(shù)據(jù)接近，結(jié)果沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。頭皮保護(hù)計(jì)劃具有更高的靶區(qū)適形度，常規(guī)計(jì)劃具有更好的靶區(qū)均勻性和更低的機(jī)器跳數(shù)，均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

表1. PTV1的兩種計(jì)劃劑量學(xué)數(shù)據(jù)比較(±s)

表1. PTV1的兩種計(jì)劃劑量學(xué)數(shù)據(jù)比較(±s)

VMAT1 VMAT1-s P Dmax(cGy) 4952±60 4981±54 0.142 Dmin(cGy) 4007±297 3998±262 0.894 Dmean(cGy) 4734±7 4737±12 0.331 D50%(cGy) 4740±8 4735±31 0.640 HI 0.05±0.01 0.06±0.01 0.01 CI 0.79±0.01 0.81±0.02 ＜0.01 MUs 702±103 769±99 ＜0.01

對(duì)第二療程PTV2的計(jì)劃，VMAT2、VMAT2-s的劑量學(xué)差異見(jiàn)表2，結(jié)果與PTV1劑量學(xué)對(duì)比類(lèi)似，只是VMAT2-s的Dmin相比VMAT2下降約70cGy。

表2. PTV2的兩種計(jì)劃劑量學(xué)數(shù)據(jù)比較(±s)

表2. PTV2的兩種計(jì)劃劑量學(xué)數(shù)據(jù)比較(±s)

VMAT2 VMAT2-s P Dmax(cGy) 1511±13 1506±16 0.227 Dmin(cGy) 1307±49 1232±37 ＜0.01 Dmean(cGy) 1439±4 1438±6 0.614 D50%(cGy) 1441±4 1441±6 0.993 HI 0.05±0.01 0.06±0.01 0.02 CI 0.77±0.02 0.80±0.02 ＜0.01 MUs 658±90 714±96 ＜0.01

2.2 危及器官劑量學(xué)比較

將兩個(gè)療程的計(jì)劃分別疊加，評(píng)估在總劑量60Gy時(shí)危及器官的劑量學(xué)差異，結(jié)果見(jiàn)表3。晶體、視神經(jīng)、垂體、腦干的Dmax數(shù)據(jù)接近，結(jié)果沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

表3. 危機(jī)器官的兩種計(jì)劃劑量學(xué)數(shù)據(jù)比較(±s,cGy)

表3. 危機(jī)器官的兩種計(jì)劃劑量學(xué)數(shù)據(jù)比較(±s,cGy)

VMAT VMAT-s P Lens L Dmax 440±123 433±125 0.198 Lens R Dmax 442±121 437±131 0.436 ON L Dmax 2852±1959 2803±2021 0.465 ON R Dmax 2543±1656 2576±1718 0.470 Pituitary Dmax 3568±2353 3507±2366 0.096 BrainStem Dmax 4901±1693 4898±1703 0.896

2.3 頭皮組織劑量學(xué)比較

在總劑量60Gy時(shí)，兩種計(jì)劃的劑量學(xué)差異見(jiàn)表4，頭皮保護(hù)計(jì)劃的Dmax、D20cc、D30cc、Dmean下降約500cGy、400cGy、330cGy、120cGy，結(jié)果具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

表4. 頭皮組織的兩種計(jì)劃劑量學(xué)數(shù)據(jù)比較(±s,cGy)

表4. 頭皮組織的兩種計(jì)劃劑量學(xué)數(shù)據(jù)比較(±s,cGy)

VMAT VMAT-s P Dmax 5781±293 5281±227 ＜0.01 D20cc 4078±377 3687±281 ＜0.01 D30cc 3645±376 3316±308 ＜0.01 Dmean 1816±313 1693±299 ＜0.01

見(jiàn)圖1，為某一病例的兩組計(jì)劃劑量示意圖，劑量分布顯示為45～65Gy，藍(lán)色區(qū)域?yàn)轭^皮組織，左側(cè)為常規(guī)計(jì)劃，右側(cè)為頭皮保護(hù)計(jì)劃?？梢钥吹接覀?cè)的頭皮組織沒(méi)有45Gy以上的劑量覆蓋。頭皮保護(hù)計(jì)劃限制了頭皮的高劑量區(qū)。

圖1. 兩組計(jì)劃劑量分布示意圖

3.討論

放射治療是膠質(zhì)母細(xì)胞瘤治療中不可或缺的重要手段，VMAT技術(shù)是近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)等與放療技術(shù)結(jié)合下發(fā)展的新技術(shù)。VMAT的特點(diǎn)是在治療時(shí)，機(jī)架、多葉準(zhǔn)直器連續(xù)運(yùn)動(dòng)，劑量率連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)高靶區(qū)劑量適形、低危及器官劑量。

放射性皮炎是放療中最常見(jiàn)的并發(fā)癥，約47%的患者出現(xiàn)放射性皮膚反應(yīng)[3]。在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的放療中，勾畫(huà)出頭皮組織，降低頭皮組織的高劑量，可以降低頭皮組織發(fā)生不良反應(yīng)的概率。頭皮組織的高劑量區(qū)就是貼近腫瘤區(qū)域的頭皮區(qū)域，也是術(shù)后傷口的所在區(qū)域，區(qū)域內(nèi)是高劑量分布，本文是通過(guò)頭皮保護(hù)VMAT計(jì)劃降低高劑量區(qū)，對(duì)比常規(guī)VMAT計(jì)劃，靶區(qū)的劑量分布，危及器官最大劑量沒(méi)有明顯差異，頭皮保護(hù)計(jì)劃有略高的靶區(qū)適形度和略低的靶區(qū)均勻性。但對(duì)于頭皮組織，頭皮保護(hù)計(jì)劃大幅的降低了頭皮組織高劑量區(qū)。Dmax、D20cc、D30cc下降約500cGy、400cGy、330cGy。頭皮保護(hù)計(jì)劃具有較多的MUs，因在優(yōu)化時(shí)避讓頭皮具有較多的子野，提高了總MUs。

腫瘤治療電場(chǎng)是目前治療膠質(zhì)母細(xì)胞的新手段，它采用中等強(qiáng)度的低頻交變電場(chǎng)抑制細(xì)胞有絲分裂，它的治療中，臨床不良反應(yīng)中最常見(jiàn)的是皮膚反應(yīng)[4]。當(dāng)腫瘤治療電場(chǎng)聯(lián)合放療時(shí)，降低放療時(shí)頭皮高劑量區(qū)，對(duì)降低頭皮不良反應(yīng)發(fā)生的概率有積極的臨床意義。在本實(shí)驗(yàn)中，相比處方劑量，頭皮保護(hù)計(jì)劃的頭皮高劑量區(qū)降低不太明顯，后續(xù)還需要繼續(xù)的優(yōu)化方法，并與臨床相結(jié)合，達(dá)到更好的劑量降低和頭皮保護(hù)。

本研究中利用VMAT頭皮保護(hù)技術(shù)，對(duì)比了與常規(guī)計(jì)劃的劑量學(xué)數(shù)據(jù)，頭皮保護(hù)計(jì)劃在靶區(qū)與危及器官劑量沒(méi)有明顯差異時(shí)，大幅降低了頭皮高劑量。對(duì)降低頭皮不良反應(yīng)的概率有臨床可行性。