胸部不均质组织校正对肺癌患者剂量学影响的探讨

周莉钧 徐志勇 傅小龙 常熙 胡伟刚 李龙根

复旦大学附属肿瘤医院放疗科，复旦大学上海医学院肿瘤学系，上海 200032

国内各放疗中心由于放疗设备和工作人员理念的不同，有些放疗中心仍在进行模拟机下常规定位及设野，不校正计算，即直接进行治疗；而有些中心则已经应用放疗计划系统开展了三维适形放疗（3-dimentional conformal radiation therapy，3D-CRT）或适形调强放疗（intensity modulated radiotherapy，IMRT）等先进技术，且随着调强技术的发展，以及靶区剂量提升的要求，应用处方剂量给在包围95%计划靶体积（planning target volume，PTV）的等剂量面上的尝试越来越多。以往常规不校正计划且处方给在等中心处的计划方式，下靶区和周围正常组织实际受量如何，以及在此计划方式下得到的临床治疗经验是否能应用在如今3D-CRT、IMRT等治疗方式上的问题值得关注，本研究对此进行了研究。

1 资料和方法

1.1 病例计划资料 选取2004年1月—2006年12月间，临床已经治疗的肺癌患者14例；其中男性11例，女性3例，年龄55～80岁，中位年龄72岁，平均年龄69岁；临床分期：T11例，T210例，T33例。肿瘤分别位于左右肺的上、中、下各部位，PTV体积平均为294 cm3，中位体积为262.5 cm3（表1）。

表1 14例靶区情况Tab.1 Tumor characteristics of 14 cases

1.2 计划设计方法 患者采用仰卧位真空负压垫固定，采用Philip大孔径放疗专用螺旋CT（computer tomography）模拟机以5 mm层厚扫描，图像经网络传输至ADAC Pinnacle3计划系统。依次勾画出临床靶体积（clinical target volume，CTV）、计划靶体积（plan target volume，PTV），以及肺、脊髓、心脏和食管等重要器官。以PTV几何中心为照射野等中心，每个病例用6 MV光子线做3套计划：计划⑴常规不校正计划，模拟常规放疗计划，先前后对穿2∶1照射40 Gy后避开脊髓斜野对穿1∶1照射20 Gy（图1），进行不均质组织不校正计算，处方给在等中心处；计划⑵常规不校正计划校正计算，保持与计划⑴相同射野参数及MU再进行校正计算，最后得到计划结果表示常规不校正计划在体内实际情况；计划⑶三维适形校正计划，根据物理师经验确定射野方向（图2）、权重和楔形角度等，计划进行不均质组织校正计算，处方给在能包绕95%PTV剂量面上，要求≥95%的PTV体积接受处方剂量；99%的PTV体积接受＞95%的处方剂量，脊髓最大剂量≤45 Gy，全肺接受≥20 Gy照射的体积百分比（V20）≤30%及平均剂量尽量小，心脏平均剂量≤30 Gy，食管平均剂量≤32 Gy。

图1 常规计划Fig.1 Traditional plan

1.3 计划比较方法 比对3套计划的横截面剂量分布和PTV、周围危及器官的剂量体积直方图（dose-volume histogram，DVH）,并且进行比对。PTV的分析指标是95%体积受量（D95%）、平均剂量和适形指数（comformity index，CI）；肺分析指标是全肺接受≥20 Gy照射的体积百分比和平均剂量；心脏和食管的分析指标是平均剂量；脊髓分析指标是最大剂量。CI计算公式可表示为：CI=(Vt,ref/Vt)×(Vt,ref/Vref)［1］，其中Vt,ref为参考剂量所包绕的PTV体积，Vt为PTV体积，Vref为参考剂量所包绕的所有区域的体积。CI为0～1,数值越大，适形性越好。

图2 三维适形计划Fig.2 3D conformal plan

1.4 统计处理 采用SPSS 13.0统计软件统计学分析，计量资料用表示，组间比较采用配对 t 检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 PTV分析 计划⑶PTV平均受量及D95%均>6 000；计划⑶全肺V20为（20±6）%,全肺平均剂量高于计划⑴与计划⑵，但满足双肺V20≤30%及平均剂量尽量小的计划要求。心脏平均剂量、食管平均剂量、脊髓最大剂量也高于计划⑴与计划⑵，但都在限制条件内，其他具体结果见表2。

2.2 综合比较3种计划方式时PTV及周围正常组织剂量差异 综合比较结果显示，计划⑶中PTV包容与受量明显高于其他2个计划，虽然周围正常组织受量有所增加，但仍都在限制条件之内。计划⑵与计划⑴PTV及周围正常组织受量差异均在10%以内（表3）。

表2 不同计划方式PTV剂量Tab.2 Comparison of dose for PTV and critical organ in 3 plans

表3 不同计划方式下PTV及周围正常组织受量差异Tab.3 Difference of three plans for PTV and critical organ dose[% (P value)]

3 讨 论

放射治疗为治疗肺癌的重要方法之一，很多研究人员试图提高治疗剂量来提高疗效，并进行了各项研究［2-3］，近年来计算机的应用、3D-CRT及IMRT的开展，使得既能提高肿瘤治疗效果又能很好的保护周围组织治疗方法成为可能。肺癌以往的治疗方式多以常规定位后不经过不均质组织校正进行治疗，而且处方给在等中心处。然而，随着计算机的发展，不均质校正方法已逐渐成熟［4-5］，逐渐转变为3D-CRT治疗，处方给在能包绕95%PTV体积的剂量面，且应进行不均质组织均校正［6］。

但是，处方剂量值的给予是否还能沿用以往的常规治疗时得出的经验值成为讨论的焦点。首先，本研究比较了治疗计划⑴和计划⑵，即对在同一处方值的情况下，将以往计划方式与在患者体内的实际情况进行比较，比较肿瘤以及周围正常组织的受量差异。如果应用常规不校正计划治疗患者，PTV和周围正常组织的实际受量比常规校正计划时高，这是在常规不校正计划时，计划系统视所有组织的密度都为1.0 g/cm3，而在实际患者体内，由于肺组织密度较低，射线路径上衰减的剂量较少，使得PTV及周围正常组织剂量增加。其次，本研究比较了计划⑶和计划⑴、计划⑵的剂量差异。在进行常规二维计划时，不管PTV前后径和左右径的大小都先采取前后对穿进行40 Gy总剂量的照射，然后在避开脊髓照射，并未进行计划优化。然而行三维治疗计划时，很大程度上依靠物理师的经验，通过调整射野方向、射野权重及楔形角度等，达到靶区受量与正常组织剂量分布都能满足临床需要。从本研究结果可以看出，计划⑶中PTV平均剂量及95%PTV受量明显增高，适形性得到改善，PTV剂量得到保证。但同时一部分肺、心脏、食管和脊髓等周围正常组织所受剂量有所增加，这是否一定会增加发生放射性肺炎等不良反应，尚需结合临床资料进一步研究确定［7］。

因此，如果用常规治疗所得经验处方值来定义当今适形计划的处方量，肿瘤受量能得到很好的保证，但应该注意适形计划中正常组织受量的增加情况。

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［7］ Daniel T, Kenneth R, Christopher G, et al. The impact of heterogeneity correction on dosimetric parameters that predict for radiation pneumonitis ［J］. Int J Radiat Oncol Biol Phys,2006, 65(1):125-131.