鼻咽癌患者蒙特卡罗计算对其介质与水吸收剂量差异分析

邝碧茹

（肇庆市第一人民医院肿瘤科 广东 肇庆 526040）

鼻咽癌是指出现在鼻咽部上皮组织的恶性肿瘤。鼻咽癌的发病占我国头颈部恶性肿瘤首位，具有区域性分布特征，我国南方各省发病率最高，且多见于30 ～59 岁男性，男性的发病率是女性的2 ～4 倍[1]。临床可出现鼻出血、鼻塞、涕中带血、脑神经损伤、颈部淋巴结肿大、头痛、听力下降等特征。大部分鼻咽癌对放射疗法具有中度敏感性，鼻咽癌的首选治疗方式为放射疗法。而鼻咽癌放射剂量与放疗计划的评估需计算到介质的剂量与到水的剂量的差异[2]。本研究选择2019 年5 月—2020 年5 月在本院接受诊治的100 例鼻咽癌病人，应用蒙特卡罗法计算机体的水吸收剂量和介质吸收剂量的差异，现报道如下。

1.资料和方法

1.1 临床资料

选择2019 年5 月—2020 年5 月在本院接受诊治的鼻咽癌患者100 例，其中男性66 例，女性34 例，年龄15 ～82 岁，平均年龄（52.3±2.3）岁；纳入标准：符合世界卫生组织制定的鼻咽癌的诊断标准[3]；经临床特征、影像学资料、实验室检查确诊。预生存期超过3 个月，KPS 评分为60 ～100 分。排除标准：癌变组织出现中枢神经系统转移、合并全身性病变、感染性病变、血液系统疾病、肝肾功能异常、其他部位原发性恶性肿瘤、有分子靶向治疗史、放化疗既往史、哺乳期、妊娠期女性。

1.2 方法

病人取仰卧位，CT 模拟机的扫描范围为颅顶露空1 ～2 层至胸骨下切迹2cm 处，层厚为3mmm。鼻咽原发病灶勾画靶区为原发肿瘤靶区（GTVnx），临床高危靶区（CTV1）为向外延伸5cm 包括圆孔蝶窦下、咽旁间隙、鼻腔上额窦、破裂孔，临床低危靶区（CTV2）为临床高危靶区外延5mm，颈部阳性淋巴结（GTVnd）包括颈部转移淋巴结、颈部液化坏死包膜外侵阳性淋巴结，CTV、GTV 向外扩获得PTV。应用Monaco5.11 计划系统计划设计机体水吸收剂量（Dw）与介质吸收剂量（Dm），予以蒙特卡罗计算法设计Vmat 照射计划。计划剂量需符合PTV 要求剂量，其中视交叉及视神经D2%低于54Gy，腮腺D50%低于30Gy，脑干D2%低于54Gy；脊髓D2%低于45Gy，PTV 的V110%低于10%且V100%超过98%；剂量体积直方图（DVH）分析：经DICOM 协议输入Arccheck验证软件，获得介质吸收剂量（Dm）与水吸收剂量（Dw）偏差值，计算公式为Dw/Dw×100%。比较鼻咽癌病人蒙特卡罗计算法的Dw 及Dm 计划的靶区剂量参数指标；比较鼻咽癌病人蒙特卡罗计算法的Dm 和Dw 计划的正常组织参数指标。

1.3 统计学处理分析

全部数据进行SPSS18.0 软件系统处理分析，计量资料数据为t检验，（±s）表示，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2.结果

2.1 鼻咽癌病人蒙特卡罗计算法的Dw 及Dm 计划的靶区剂量参数指标比较

鼻咽癌病人除PTV66 靶区D50%、D2%、PTV54 靶区D98%水吸收剂量（Dw）与介质吸收剂量（Dm）无明显差异外，Dw 计划靶区剂量均显著高于Dm 计划靶区剂量，差异有统计学意义（P＜0.05），而Dm 计划靶区的D50%、D98%的剂量平均偏差低于1%，Dm 计划靶区的D2%的剂量平均偏差低于2%，见表1。

表1 鼻咽癌病人蒙特卡罗计算法的Dw 及Dm 计划的靶区剂量参数指标比较（±s）

表1 鼻咽癌病人蒙特卡罗计算法的Dw 及Dm 计划的靶区剂量参数指标比较（±s）

靶区 参数 Dw（Gy） Dm（Gy） 偏差 t P PTV70 D98% 70.6±0.5 70.1±0.2 0.8±0.4 7.81 ＜0.01 D50% 74.4±0.4 73.5±0.2 0.8±0.3 20.12 ＜0.01 D2% 79.3±1.4 75.6±0.9 1.8±0.9 22.23 ＜0.01 PTV66 D98% 63.5±2.0 62.3±1.9 0.4±0.1 4.35 ＜0.01 D50% 68.9±0.5 68.8±0.6 0.2±0.1 1.28 0.20 D2% 71.3±1.0 71.2±1.1 0.3±0.1 0.67 0.50 PTV60 D98% 62.3±2.1 61.2±1.2 0.5±0.2 4.55 ＜0.01 D50% 70.2±0.8 69.4±0.2 0.8±0.2 9.70 ＜0.01 D2% 76.3±1.2 75.2±0.8 1.6±0.7 7.63 ＜0.01 PTV54 D98% 57.6±0.6 57.7±0.4 0.3±0.1 1.39 0.17 D50% 64.9±1.1 64.5±1.0 0.7±0.2 2.69 0.01 D2% 76.0±1.0 75.0±0.8 1.2±0.2 7.81 ＜0.01

2.2 鼻咽癌病人蒙特卡罗计算法的Dw 及Dm 计划的正常组织剂量参数指标比较

鼻咽癌病人除视神经外，其他正常组织的Dm 吸收剂量均低于Dw 吸收剂量，差异有统计学意义（P＜0.05）；舌、视神经、脑干、脊髓的介质吸收剂量D2%与水吸收剂量相比，偏差＜1%；颞颌关节偏差<3%；下颌骨偏差＞5%，见表2。

表2 鼻咽癌病人蒙特卡罗计算法的Dw 及Dm 计划的正常组织剂量参数指标比较（±s）

表2 鼻咽癌病人蒙特卡罗计算法的Dw 及Dm 计划的正常组织剂量参数指标比较（±s）

组织 参数 Dw（Gy） Dm（Gy） 偏差 t P脊髓 D50% 34.6±1.5 34.1±1.2 0.4±0.2 2.60 0.01 D2% 40.4±1.4 39.5±1.2 0.8±0.2 4.88 ＜0.01脑干 D50% 38.3±2.4 36.6±2.2 0.4±0.1 5.22 ＜0.01 D2% 56.5±6.0 52.3±5.4 0.4±0.1 5.20 ＜0.01视神经 D50% 35.6±10.5 35.8±10.6 1.7±0.5 0.13 0.89 D2% 55.3±10.0 55.2±10.1 0.3±0.1 0.07 0.94下颌骨 D50% 50.3±6.1 48.2±5.7 5.4±1.2 2.52 0.01 D2% 68.2±4.8 66.4±4.0 0.8±1.2 2.88 ＜0.01舌 D50% 46.3±6.2 44.2±5.8 0.6±0.2 2.47 0.01 D2% 64.6±5.6 62.7±5.4 0.4±0.1 2.44 0.01颞颌关节 D50% 44.9±6.1 42.5±5.9 0.7±0.2 2.83 ＜0.01 D2% 68.0±4.0 65.0±3.8 1.2±0.2 5.44 ＜0.01

图A ～C 1 例鼻咽癌病人计划剂量蒙特卡罗计算法在CT 图像内的分布（A 为横断面；B 为冠状位，C 为矢状位）

3.讨论

鼻咽癌的发病因素具有多方面，大部分实验研究和临床观察显示，遗传因素、病毒感染、环境因素是鼻咽癌发病的高危因素[4]。鼻咽癌患者具有家族和种族聚集现象；同时在鼻咽癌患者的血清中检测出EB 病毒抗体，研究发现鼻咽癌活检组织内具有EBV DNA 特异性病毒mRNA 或基因产物表达[5]；研究发现，镍含量过高后，亚硝胺致癌；同时性激素紊乱、维生素A 的缺失可促使黏膜对致癌物的敏感性出现变化[6]。鼻咽癌早期可出现鼻涕带血；双侧或单侧逐渐发生闭塞，逐渐进展为单侧听力减低、耳内堵塞感、单侧耳鸣、颈部肿物、听力减低，晚期可发生一侧部位固定性、持续性头痛，甚至出现头部剧痛、声嘶、食入反呛等临床特征[7]。放射治疗是鼻咽癌的首选治疗方式。鼻咽癌靶区可分为大体肿瘤区、亚临床病灶区，其中亚临床病灶区可侵犯、扩散四周的区域，按照与肿瘤边缘的距离可分为CTV1 和CTV2。目前，鼻咽癌水吸收剂量和介质吸收剂量的差异应用蒙特卡罗法计算已成为医学研究的热点课题[8]。

本研究观察鼻咽癌水吸收剂量和介质吸收剂量的差异应用蒙特卡罗法计算，结果显示：鼻咽癌病人除PTV66 靶区D50%、D2%、PTV54 靶区D98%水吸收剂量（Dw）与介质吸收剂量（Dm）无明显差异外，Dw 计划靶区剂量均显著高于Dm 计划靶区剂量，差异有统计学意义（P＜0.05），而Dm 计划靶区的D50%、D98%的剂量平均偏差低于1%，Dm 计划靶区的D2%的剂量平均偏差低于2%，与黄娟等[9]的研究结果大体一致，调强放射疗法可对病灶靶区的剂量的适形性显著改善，同时靶区的照射剂量显著增高，对靶区邻近健康组织的保护性更强。但调强放射疗法同时具有一定的局限性，因调强放疗治疗需要照射多个小分子野，靶区外健康组织的低剂量受照体积显著增强；调强放射治疗经调解后的子野对特定剂量的传输方式为等中心方式，利用光子效率较低，增多了治疗跳数，延长了每次的治疗时间，增加了机体的放射剂量的漏射及散射。蒙特卡罗法计算在不同治疗技术条件下照射野内靶区和正常组织内的介质吸收剂量、水吸收剂量之间的差异[10]，蒙特卡罗法又称统计试验方法或随机抽样法，是数学技术的分支之一，是将所求解问题联系一定概率模型，应用计算机实现统计抽样或模拟，本研究发现，鼻咽癌计划靶区的水吸收剂量显著高于介质吸收剂量，鼻咽癌病人除视神经外，其他正常组织的Dm 吸收剂量均低于Dw 吸收剂量；舌、视神经、脑干、脊髓的介质吸收剂量D2%与水吸收剂量相比，偏差＜1%；颞颌关节偏差＜3%；下颌骨偏差＞5%。综上所述，鼻咽癌病人应用蒙特卡罗计算机体的水吸收剂量与介质吸收剂量存在差异，其中水吸收剂量数值偏高，尤其在高密度骨性区域两种剂量的平均差异更显著，同时不建议对蒙特卡罗计算法下的鼻腔空腔进行高密度填充。