曾銘玥，馮林春，叢小虎，劉其騰3

解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心放射治療科，北京 100853；2 青島市中心醫(yī)院放射物理科，山東青島266042；3 首都醫(yī)科大學(xué)附屬潞河醫(yī)院放射治療科，北京 101149

2/3 以上的惡性腫瘤在抗腫瘤綜合治療中應(yīng)用放療[1]。目前國內(nèi)高端放療診療裝備的核心競爭力薄弱，主要通過進(jìn)口滿足需求，高端進(jìn)口放療診療裝備不但價格上昂貴，而且日后維修費(fèi)也較高，影響著我國基層醫(yī)院放療的發(fā)展[2-3]。國產(chǎn)自主知識產(chǎn)權(quán)醫(yī)用直線加速器的發(fā)展與崛起可降低醫(yī)療成本，普及基層。國產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)及直線加速器享有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，可進(jìn)行調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃的射野設(shè)計(jì)、劑量驗(yàn)證、劑量分布及最優(yōu)化計(jì)算、治療計(jì)劃輸出等。其中FonicsPlan 三維放射治療計(jì)劃系統(tǒng)是國內(nèi)第一個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的三維適形、靜態(tài)調(diào)強(qiáng)、動態(tài)調(diào)強(qiáng)、容積調(diào)強(qiáng)放射治療計(jì)劃系統(tǒng)，于2005 年在國內(nèi)上市，截至目前已有約400 家用戶。新華醫(yī)療XHA1400 醫(yī)用電子直線加速器包括6 MV、10 MV 兩檔X 線，6 MeV、8 MeV、10 MeV、12 MeV 四檔電子線。采用全數(shù)字化控制系統(tǒng)，控制精度高，運(yùn)行穩(wěn)定性好。支持等中心、源皮距、旋轉(zhuǎn)治療方式，三維適形放療，適形調(diào)強(qiáng)，快速容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)等業(yè)界先進(jìn)精確放療技術(shù)。冀天楠等[4-5]對鼻咽癌、肺癌的臨床劑量學(xué)研究數(shù)據(jù)顯示，進(jìn)口與國產(chǎn)加速器的均勻性和適行度均無顯著差異。但對于直腸癌目前仍無相關(guān)研究。本研究通過對10 例局部進(jìn)展期直腸癌術(shù)后輔助放療患者分別采用國產(chǎn)精確放療設(shè)備(A 組：FonicsPlan 計(jì)劃系統(tǒng) + 新華XHA1400 數(shù)字化光子醫(yī)用電子直線加速器)和進(jìn)口精確放療設(shè)備(B 組：Pinnacle V9.10 計(jì)劃系統(tǒng) +Varian IX 醫(yī)用直線加速器)設(shè)計(jì)靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃，對每例患者的2 個計(jì)劃進(jìn)行照射劑量參數(shù)對比分析并進(jìn)行計(jì)劃驗(yàn)證，探討國產(chǎn)放療設(shè)備在劑量學(xué)方面的可行性，給不同等級醫(yī)院、不同放療技術(shù)的直腸癌放療提供臨床依據(jù)。

資料與方法

1 研究對象 選取2017 年7 - 10 月于解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心放射治療科已行放療患者病例資料10 例，其中男4 例，女6 例，年齡43 ～ 79歲，中位年齡58 歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡18 ～ 80歲；(2)局部進(jìn)展期直腸癌根治術(shù)后分期為Ⅱ ～ Ⅲ期(T2-4bN0-2bM0)。

2 靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃設(shè)計(jì) 10 例患者既往已按解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心放射治療科直腸癌根治術(shù)后放療要求行定位及靶區(qū)勾畫。(1)做膜定位：定位前1 h 排空膀胱，飲用1 000 mL 水使得膀胱能夠充分充盈，定位體位采用仰臥位，熱塑體模固定，應(yīng)用大孔徑定位CT 行5 mm 層厚增強(qiáng)掃描[6]。(2)靶區(qū)勾畫：CTV 定義為原發(fā)腫瘤高危復(fù)發(fā)區(qū)域和區(qū)域淋巴引流區(qū)。PTV 以CTV 為基礎(chǔ)，分別向左右(LR)、前后(AP)方向各外擴(kuò)5 mm，頭腳方向外擴(kuò)10 mm。(3)危及器官(organs at risk，OARs)勾畫：包括膀胱、小腸、股骨頭[6]。(4)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)：由同一物理師將每例患者靶區(qū)分別采用FonicsPlan 計(jì)劃系統(tǒng)(A 組)和Pinnacle V9.10 計(jì)劃系統(tǒng)(B 組)設(shè)計(jì)靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃。(5)處方劑量：95%的PTV 劑量達(dá)到50 Gy，分25 次(2 Gy/F)。整個放療過程為5 周，5 d/周，1 次/d。(6)限制OARs 劑量：小腸V30＜40%，膀胱V40＜45%，股骨頭V40≤5%[6]。

3 放療計(jì)劃評價 靶區(qū)評價參數(shù)：D2%、D5%、D50%、D95%、D98%、靶區(qū)適形度指數(shù)(conformal index，CI)、劑量均勻性指數(shù)(homogeneity index，HI)。OARs 評價參數(shù)：小腸 Dmean、V50、V45、V40、V30、V20、V15、V10，膀胱Dmean、V50、V40、V30、V20、V10，雙側(cè)股骨頭Dmean、V45、V40、V30、V20、V10[6]。

4 放療計(jì)劃驗(yàn)證 兩組計(jì)劃的劑量驗(yàn)證均采用ArcCheck 驗(yàn)證模體進(jìn)行。進(jìn)行劑量驗(yàn)證前需滿足加速器靜態(tài)輸出劑量偏差在 ± 1%以內(nèi)，劑量差異分析均采用Gamma 分析方法。Gamma 通過率≥90%為符合臨床要求，劑量誤差和距離誤差分別為閾值水平10%，3 mm/3%。

5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 24.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 觀測資料主要配對計(jì)量資料，兩組(配對組)比較為配對t檢驗(yàn)，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1 靶區(qū)劑量參數(shù)比較 靶區(qū)劑量比較結(jié)果：兩組計(jì)劃95%的PTV 均能實(shí)現(xiàn)50 Gy 的劑量覆蓋率，兩組的D95%無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。但D2%、D5%、D98%、CI 和HI 等指標(biāo)，均為B 組優(yōu)于A 組(P＜0.05)。見表1。

表1 兩組PTV 劑量、體積及HI、CI 比較Tab. 1 Comparison of PTV dose, volume, HI and CI between the two groups

2 危及器官劑量比較 兩組計(jì)劃的OARs 劑量限制均能達(dá)到計(jì)劃要求。A 組小腸的V50、V40、V10優(yōu)于B 組；B 組膀胱的Dmean、V30優(yōu)于A 組，而A 組膀胱的V40優(yōu)于B 組；A 組雙側(cè)股骨頭的Dmean、V30、V20、V10優(yōu)于B 組；以上差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，其余均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。見表2。

表2 兩組危及器官劑量參數(shù)比較Tab. 2 Dose parameters of involved organs between the two groups

3 劑量驗(yàn)證及計(jì)劃實(shí)施效率 兩組計(jì)劃的Gamma 分析結(jié)果顯示通過率均值均＞95%，均能滿足通過率＞90%的要求，且無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。A 組的計(jì)劃實(shí)施效率優(yōu)于B 組，不僅機(jī)器跳數(shù)上相較B 組減少，且治療時間也較B 組縮短，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表3。

表3 兩組計(jì)劃的劑量驗(yàn)證通過率、機(jī)器跳數(shù)和治療時間的比較Tab. 3 Comparison of passing rate in dose verification,monitor unit and treatment time between the two groups

討 論

直腸癌單純手術(shù)切除局部復(fù)發(fā)率及并發(fā)癥發(fā)生率高，臨床上主要采用以手術(shù)為主、輔助放化療的綜合方案治療[7]。雖然目前局部進(jìn)展期直腸癌推薦的治療模式為“術(shù)前同步放化療(CRT)”或“短程術(shù)前放療(SCRT) + 全直腸系膜切除術(shù)(TME) ±輔助化療(ACT)”[8-9]，但在我國很多基層醫(yī)院未開展術(shù)前新輔助放化療，因此術(shù)后輔助放療是局部進(jìn)展期直腸癌不可或缺的治療之一。早期多項(xiàng)臨床研究結(jié)果顯示無論是術(shù)后輔助放療亦是術(shù)前新輔助放療，調(diào)強(qiáng)放療對正常器官的保護(hù)要優(yōu)于三維適形放療。目前國內(nèi)各級醫(yī)院精確放療設(shè)備及技術(shù)參差不齊，20 世紀(jì)70 年代初我國開始研制國產(chǎn)加速器，經(jīng)過近半個世紀(jì)的發(fā)展，目前國產(chǎn)加速器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)基本完善[10]，近年來相關(guān)研究數(shù)據(jù)證實(shí)國產(chǎn)加速器與進(jìn)口加速器療效相當(dāng)[11-12]。叢小虎等[13]對比國產(chǎn)與進(jìn)口精確放療設(shè)備在原發(fā)性肝癌與胰腺癌的臨床劑量學(xué)差異，發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)與進(jìn)口精確放療設(shè)備在原發(fā)性肝癌與胰腺癌放療方面的計(jì)劃質(zhì)量與劑量驗(yàn)證結(jié)果保持了良好的一致性。李全義等[14]研究顯示國產(chǎn)加速器能夠?qū)崿F(xiàn)早期乳腺癌保乳術(shù)后患者放療的靶區(qū)劑量與危及器官的劑量學(xué)要求。金麗媛等[15]分析了國產(chǎn)加速器和進(jìn)口加速器在前列腺癌的劑量學(xué)特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)與進(jìn)口直線加速器在實(shí)施前列腺癌調(diào)強(qiáng)放射治療中均能實(shí)現(xiàn)較好的靶區(qū)劑量分布。本研究納入10 例局部進(jìn)展期直腸癌術(shù)后放療患者，每例患者分別采用國產(chǎn)FonicsPlan 計(jì)劃系統(tǒng)和進(jìn)口Pinnacle V9.10 計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃，通過對比劑量學(xué)差異，為臨床應(yīng)用提供參考。

Roels 等[16]研究認(rèn)為直腸癌最常見的區(qū)域淋巴結(jié)復(fù)發(fā)部位為直腸系膜區(qū)(46%)、直腸上動膜/腸系膜下動脈(28%)、髂內(nèi)、閉孔區(qū)(27%)、髂外區(qū)(4%)，而腹股溝區(qū)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移最少見(＜1%)。直腸癌術(shù)前/術(shù)后放療制定靶區(qū)勾畫的中國專家共識中也指出直腸系膜區(qū)、骶前區(qū)、髂內(nèi)血管區(qū)為高危淋巴結(jié)引流區(qū)[17]。所以直腸系膜區(qū)、骶前區(qū)、髂內(nèi)血管區(qū)為術(shù)后放療必照射區(qū)域。因?yàn)槭中g(shù)破壞了腹盆腔正常結(jié)構(gòu)，所以術(shù)后放療導(dǎo)致更多的小腸受到照射，腸道不良反應(yīng)的發(fā)生率主要與小腸的照射體積及劑量密切相關(guān)。相關(guān)研究顯示，小腸V15、V45的照射體積分別與早、晚期腸道不良反應(yīng)的發(fā)生率關(guān)系密切[18]。當(dāng)小腸V15＜150 cm3、150 ～ 299 cm3和≥300 cm3時，3 級急性腸道反應(yīng)發(fā)生率分別為0、30%和70%，當(dāng)小腸V45＞78 cm3或V50＞17 cm3時晚期腸道不良反應(yīng)發(fā)生率顯著增加。有研究認(rèn)為膀胱對射線的耐受性相對較好，膀胱充盈狀態(tài)下對小腸的保護(hù)較排空時好，≥3 級放射性膀胱炎發(fā)生率在2%左右，急性泌尿系反應(yīng)與膀胱V40受照射體積相關(guān)，當(dāng)膀胱的 V40≥50%或V50≥20%時發(fā)生放射性膀胱炎的概率較高[19]。

本研究結(jié)果從劑量學(xué)角度分析顯示，在靶區(qū)適形度及均勻性上進(jìn)口精確放療設(shè)備均優(yōu)于國產(chǎn)精確放療設(shè)備，進(jìn)口精確放療設(shè)備更有利于計(jì)劃劑量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，這考慮與B 組Varian IX 加速器的多葉光柵葉片比A 組XHA1400 加速器多葉光柵葉片窄有關(guān)。在正常器官保護(hù)上，兩組小腸的早期保護(hù)無顯著差異，國產(chǎn)精確放療設(shè)備對膀胱的早期保護(hù)、小腸的晚期保護(hù)及股骨頭的保護(hù)要優(yōu)于進(jìn)口精確放療設(shè)備。此結(jié)果發(fā)生的原因與兩套計(jì)劃系統(tǒng)算法、計(jì)劃設(shè)計(jì)及加速器的劑量學(xué)性能相關(guān)。靶區(qū)和危及器官的劑量學(xué)差異與計(jì)劃系統(tǒng)算法的相關(guān)性有待進(jìn)一步研究。在治療時間上，國產(chǎn)精確放療設(shè)備較進(jìn)口精確放療設(shè)備縮短了整體治療時間，國產(chǎn)葉片較進(jìn)口的厚且動態(tài)多葉光柵使得國產(chǎn)設(shè)備具備了高效的傳遞效率。計(jì)劃驗(yàn)證的通過率能夠反映設(shè)備系統(tǒng)的整體性能，國產(chǎn)系統(tǒng)的計(jì)劃通過率達(dá)到了96.13%，與進(jìn)口設(shè)備無顯著差異，表明國產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)性能與進(jìn)口設(shè)備的性能無顯著差異，XHA1400 加速器在硬件配置和精度方面都能夠到達(dá)進(jìn)口設(shè)備的水平。本研究僅為計(jì)劃的比較，具體療效及不良反應(yīng)有待臨床研究進(jìn)一步驗(yàn)證。

綜上，國產(chǎn)與進(jìn)口精確放療設(shè)備均能實(shí)現(xiàn)直腸癌根治術(shù)后調(diào)強(qiáng)放療的靶區(qū)劑量分布要求，劑量學(xué)上安全可行，各級別醫(yī)院可根據(jù)臨床需求進(jìn)行選擇應(yīng)用。

作者貢獻(xiàn)曾銘玥：數(shù)據(jù)管理，規(guī)范分析，調(diào)查研究寫作，撰寫初稿；馮林春：總體構(gòu)思，方法設(shè)計(jì)，資源提供，寫作，審讀和修訂；叢小虎：調(diào)查研究，有效驗(yàn)證；劉其騰：數(shù)據(jù)管理。

利益沖突所有作者聲明無利益沖突。

數(shù)據(jù)共享聲明本篇論文相關(guān)數(shù)據(jù)可依據(jù)合理理由從作者處獲取，Email：301flc@163.com。