非共面射野对上胸部食管癌调强放疗计划的影响

刘俊 石丽婉

食管癌是全球第六大最常见的癌症相关死亡疾病，每年大约有455 800例新病例和400 000多人死亡[1]。亚洲食管癌患者病理分型多为鳞癌。同步放化疗是局部晚期或不能切除食管癌的主要治疗方法，其中60%～70%的患者容易出现局部复发和进展[2]。调强放射治疗（IMRT）是提高肿瘤覆盖率、减少周围器官受量的重要技术，在剂量学上优于三维适形放射治疗（3D-CRT）或二维放射治疗（2D-RT），患者的生存率可能更高[3]。放疗在食管癌治疗中起着关键作用，但是毒副反应较大，如放射性肺炎、冠状动脉疾病[4-5]，以及相关血液学毒性等[6]。因此，如何在对靶体施加有效剂量的同时减少对正常器官的损伤是目前亟需解决的主要问题。本研究探讨非共面调强计划与常规计划相比的剂量学差异。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年1月—2018年1月我院收治的25例上胸部食管癌根治性放疗患者为研究对象，其中女10例，男15例，年龄51～75岁，中位年龄63岁，病理类型都是鳞癌。所有患者由同一名医生勾画CTV、GTV和危及器官，靶区均匀外放0.5 cm生成计划靶区PTV和PGTV。模拟定位机为GE公司Discovery CT590 RT大孔径螺旋CT，治疗计划系统为Varian Eclipse 11.0，治疗设备为Varian Truebeam SN1402直线加速器。

1.2 治疗计划设计

计划方案一：常规射野分布为350度、20度、50度、140度、160度、190度。计划方案二：在共面角度不变的情况下添加一个治疗床90度、机架角330度的非共面射野。同一个物理师制定符合临床要求的最优化的调强放疗计划。其中PTV处方剂量为50.4Gy（单次剂量1.8Gy），PGTV处方剂量为60.2Gy（单次剂量2.15Gy），要求100%处方剂量包含95%靶区体积。

1.3 计划评价指标

（1）靶区适形指数CI，公式为CI=（TVPTV/VPTV）/（VTV50/TVPTV），其中VPTV是PTV的体积，TVPTV是PTV中处方剂量线包含的体积，VTV50是所有处方剂量线包含的体积，CI值越接近1，表明靶区的适形度越好。靶区均匀性指数HI，HI=D5/D95，D5、D95分别为包含靶区5%、95%体积的最低剂量值，其中PTV是选择PTVPGTV的部分进行评估，HI值越接近1，表明靶区的均匀性越好。（2）危及器官OARs：脊髓最大剂量Dmax，全肺V5、V20、平均剂量Dmean，心脏V40、平均剂量。（3）治疗效率：机器总跳数,其大小反映患者治疗时射线出数所用的时间。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0进行统计学分析，患者各指标数据是连续且相互配对的，总体服从正态分布。对计量资料采用（±s）表示，采用配对t检验的方法，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两种方案的计划靶区PTV和PGTV的评价指标结果

两种方案靶区适形度没有太大差异，但是方案二PTV和PGTV的HI值明显小于方案一，差异具有统计学意义（P＜0.05），说明非共面射野能够显著提高靶区的均匀性。见表1。

2.2 两种方案的危及器官的评价指标结果

方案二的全肺V5、V20、Dmean 都明显低于方案一，差异具有统计学意义（P＜0.05），其中V5平均降低了1.29%，V20平均下降了1.54%。而且靶区越大，肺的整体剂量越高，两者差异就越明显，对于肿瘤负荷大的患者来说引入非共面射野对计划的作用可能更显著，在临床上具有重要意义。方案二心脏V40、平均值也有所下降，差异具有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

2.3 两种方案治疗效率比较

方案一机器总跳数为（2 174±439）MU，方案二机器总跳数为（2 393±415）MU，方案二跳数略微大于方案一（t=-6.03，P＜0.001），所以整体的治疗时间也会增加，表明引入非共面射野后治疗效率会稍微降低。

表1 两种方案靶区PTV和PGTV适形度和均匀性比较（ ±s）

表1 两种方案靶区PTV和PGTV适形度和均匀性比较（ ±s）

项目 方案一 方案二 t值 P值PTV CI 0.71±0.05 0.70±0.05 1.39 0.18 HI 1.20±0.03 1.19±0.02 4.32 0.00 PGTV CI 0.81±0.07 0.81±0.06 0.42 0.68 HI 1.06±0.02 1.04±0.02 4.69 0.00

表2 两种方案危及器官的剂量比较（ ±s）

表2 两种方案危及器官的剂量比较（ ±s）

项目 方案一 方案二 t值 P值脊髓 Dmax（Gy） 43.11±2.43 43.58±4.45 -0.596 0.557全肺 V5（%） 63.57±4.44 62.28±4.31 14.40 0.000全肺 V20（%） 26.11±5.01 24.57±4.59 7.06 0.000全肺 Dmean（Gy） 14.69±2.16 14.28±2.04 7.36 0.000心脏 V40（%） 31.19±11.42 30.12±11.21 2.63 0.015心脏 Dmean（Gy） 29.49±6.63 29.14±6.99 2.7 0.012

3 讨论

本研究在剂量学上比较了非共面计划和共面计划的差异，结果提示非共面调强放疗能够提高靶区均匀性和降低危及器官肺和心脏的剂量。

容积旋转调强放疗（VMAT）是经典IMRT技术的一种新形式，在临床实践中引入IMRT和VMAT，再结合四维（4D）CT成像方法，可能提高食管癌治疗的一致性和安全性[7]，而且放疗中结合PET图像对食管癌个体化治疗有一定的参考价值[8-9]。有研究表明在上胸部食管癌中，IMRT的肺部平均剂量和肺部V5均低于VMAT，两种方法对PTV的覆盖率相似[10]。所以IMRT可能更适用于上胸部食管癌的治疗。近些年来研究人员发现食管癌质子治疗肺和心脏的剂量明显低于3D-CRT或IMRT，从而减少急性或晚期肺和心脏毒性[11]。但是质子治疗收费比较高，所以需要有前瞻性的临床数据、长期结果和成本效益[12]。

国际肿瘤放射治疗组94-95号试验结果表明，接受更高放疗剂量对食管癌患者生存益处不大。这是因为研究人员采用传统前后野的二维技术，由于担心周围正常组织的安全性，限制了肿瘤的剂量[11]。所以本研究在IMRT基础上加入非共面射野，期望找到更好的IMRT射野方式来减少食管癌放疗的副反应发生的可能性，从而为提高食管癌肿瘤剂量、降低局部复发提供可行的方案。

非共面射野机架角度的选取要合理，而且治疗时需要治疗师进入机房进行转床的操作，否则可能导致加速器与患者或者治疗床碰撞的情况发生。这样使得患者的整体治疗时间增加，所以需要限制非共面射野的数量。

本研究表明，在制定IMRT计划时适当引入一个非共面调强射野可以得到理想的剂量分布，对上胸部食管癌临床放射治疗计划的选择具有指导意义。