鼻咽癌IMRT自适应放疗研究进展

梁霞 李龄

作者单位：530021 南宁 广西医科大学附属肿瘤医院放疗科

鼻咽癌调强放射治疗（intensity modulated radiation therapy，IMRT）计划具有较高的靶区适形度，可保证肿瘤病灶得到根治量的照射剂量，对头颈部危及器官亦有较好的保护作用，但对治疗体位精确性要求较高。IMRT过程中可能出现多种影响患者治疗体位的因素，如摆位误差、系统误差、患者体重改变、原发肿瘤体积位置改变、危及器官体积位置改变等，如根据初始IMRT计划，实际照射剂量与原计划剂量可能有显著差异，影响疗效。自适应放疗（adaptive radiotherapy，ART）是动态监测放疗过程，通过图像引导观察患者体位改变情况、治疗过程中正常组织结构及肿瘤形态位置变化，从而及时调整放疗计划的治疗模式［1］。ART包括在线影像引导放疗（image guide radiation therapy，IGRT）、剂量引导放疗（dose-guided radiotherapy，DGRT）和离线再计划的剂量修改技术放疗。多项研究证实ART有一定价值，但对于ART时机、频率、患者的选择，目前仍存争议［2-4］。本文就ART在鼻咽癌IMRT治疗中的研究进展作一综述。

1 ART在保证鼻咽癌IMRT计划精确性中的作用

1.1 对IMRT摆位、系统误差引起的位置及剂量学变化的影响

放疗固定体位装置不断发展，但摆位误差和系统误差仍不可避免。Lu等［5］比较10例行IMRT鼻咽癌患者每次治疗时的锥形束CT（cone beam CT，CBCT）图像与初始计划图像，发现前后、左右、上下方向摆位误差＞2 mm的概率分别为34.1%、21.7%和12.7%。如每日未行CBCT，各方向分别需6.3 mm、4.9 mm和4.0 mm外扩边界；而每日行CBCT，各方向外扩边界可减少到1.2 mm，提示在线校正的IGRT技术可使外扩边界减少70%～81%。Zhang等［6］研究IGRT在线校正技术亦得出类似结论，同时指出不同厚度的CT图像重建可影响误差测量的准确性，特别是头脚方向，在重建图像中厚度为3 mm对在线校正误差较合适。Wang等［7］在22例鼻咽癌患者IMRT过程中采用CBCT，研究在线校正对剂量学的影响，发现在线校正在三个方向的2 mm水平上有效，整组校正系统误差及随机误差均为1.1～1.3 mm；在线校正后，系统和随机误差分别为0.4～0.5 mm和0.7～0.8 mm。在三个方向上的计划靶区（planning target volume，PTV）边缘分别为 3.5～4.2 mm、1.6～1.8 mm和2.5～3.2 mm。分析假设剂量测定由平移中心点3 mm显示，如未应用IGRT技术，脑干和脊髓平均最大剂量（Dmax）增加10 Gy，左右腮腺平均剂量将分别增加7.8 Gy和8.5 Gy，而鼻咽肿瘤靶区（gross tumor volume of nasopharyngeal，GTVnx） 的 D95减少4 Gy，临床靶区（clinical target volume，CTV）的 D95减少5.6 Gy，甚至出现靶区漏照情况。综上，基于ART在线校正技术，可减少系统误差和随机误差，提高鼻咽癌IMRT准确性，同时减少对正常组织的照射剂量。

1.2 ART对IMRT治疗过程中解剖及剂量变化的影响

1.2.1 体重改变引起的剂量变化 鼻咽癌患者主要采用同步放化疗［8］，在6～7周IMRT治疗过程中，放化疗不良反应常导致患者体重不同程度下降，引起面颈部外轮廓、鼻咽部横径和颈部横径改变［9-10］，影响IMRT计划。Chen等［11］利用25例行IMRT鼻咽癌患者构建体重下降模型，将初始CT图像的外轮廓缩小，并将初始计划传递至缩小外轮廓后的CT图像上，发现如患者体重较治疗前下降3.4%～13.7%，肿瘤靶区（gross tumor volume，GTV）、CTV 的 PTV 剂量分别增加1.9%～2.9%和1.8%～2.9%，脑干和脊髓的Dmax亦显著增加（P＜0.001），提示IMRT治疗期间体重下降可引起显著的剂量学改变。此外，治疗过程中患者体重下降，人体脂肪层变薄，颈部及腮腺位置亦会发生偏移，使周围危及器官进入原靶区区域，靶区适形度下降，放疗剂量亦会发生改变。张萍等［12］观察50例鼻咽癌患者，发现体重减轻后前后、上下和左右的系统误差分别为3.2 mm、2.6 mm和2.0 mm，随机误差分别为3.8 mm、2.9 mm和2.0 mm。综上，鼻咽癌患者放疗后可引起体重降低，头颈部外轮廓、鼻咽部横径和颈部横径发生改变，致使摆位误差增加，根据体重改变调整放疗计划，可保证肿瘤靶区剂量和适形度，同时避免因体重下降、脂肪减少导致危及器官位置移动，遭受不必要的剂量照射。

1.2.2 鼻咽肿瘤及颈部淋巴结体积及剂量变化 随治疗时间推移，鼻咽肿瘤及颈部淋巴结的靶区体积均逐渐缩小［9-10，13-16］，靶区剂量和适形度亦发生变化。Lu等［9］分析43例鼻咽癌患者，放疗至20次时再次CT扫描，发现GTVnx体积减少30.1%，颈部淋巴结靶区（gross tumor volume of neck lymph nodes，GTVnd）体积减少41.6%。Wang等［14］报道28例行IMRT鼻咽癌患者，放疗至25次时行再计划，结果CTV1剂量增加（4.91±10.89）%。吴伟伟等［17］在 18例局部晚期鼻咽癌患者中每周行CBCT，放疗至20次后再计划，发现GTVnx体积共减少22.03%，GTVnd共减少39.68%，且在IMRT前4周体积减少明显，之后较慢；PGTVnd的D95下降2.20%，但PGTVnx、PTV1和PTV2的D95未明显改变。而Cheng等［13］研究却得出不同结论。该研究发现放疗至15次、25次时，GTVnx体积较放疗前减少 9.1%、13.1%，GTVnd体积较放疗前减少16.2%、28.7%（P＜0.05）；而比较初始计划与放疗第 15次、25次合成计划发现，GTVnx及GTVnd的Dmean及D95均稍高于初始计划，认为放疗过程中靶区剂量并未下降。黄劭敏等［15］随机选取行IMRT鼻咽癌患者10例，在治疗第2周、第4周、第6周时再计划，发现GTVnx、GTVnd、CTV2体积均明显减少，但靶区剂量变化不大。Chen等［18］研究亦发现GTVnx、GTVnd体积减少，但GTVnx、GTVnd剂量学变化无显著差异。以上研究表明，鼻咽癌患者行IMRT治疗期间，鼻咽肿瘤及颈部淋巴结体积逐渐缩小，靶区剂量及适形度呈动态变化，靶区剂量在治疗过程中是否受影响仍存有争议，但从鼻咽癌靶区适形度考虑，有必要行ART的离线再计划。

1.2.3 危及器官体积及剂量变化 腮腺是鼻咽癌IMRT 过程中变化较明显的危及器官［9，13，19-21］。Yang等［10］报道53例行IMRT鼻咽癌患者，放疗至25次时再行CT扫描，发现2个腮腺体积横向分别减小（5.70±6.26）mL 和（5.04±5.85）mL，且与初始计划相比左右腮腺的V30均增加，脊髓Dmax、脊髓V40和脑干V50均增加。Wang等［14］发现患者于放疗第25次时行再计划，左侧腮腺Dmean、右侧腮腺V30平均减少4.23 Gy、11.47%，认为放疗中修改计划可显著降低腮腺剂量，保护腮腺功能。该研究还发现脊髓Dmax下降了（5.00±9.23）Gy，且初始计划“融合”到再计划时，50%的正常组织照射剂量超量，而再计划后照射剂量均未超量，且可降低脑干受照剂量。Peng等［22］报道60例Ⅲ、Ⅳ期鼻咽癌患者在IMRT第15次、25次和30次时分别进行再计划，结果脑干Dmax、脊髓、视神经/视交叉受照剂量分别下降了 （5.12±2.33）Gy、（3.45±1.52）Gy和（8.75±3.37）Gy。Deng 等［23］研究亦报道行IMRT再计划可明显降低鼻咽癌患者脑干、颞叶 Dmax、舌及皮肤的 Dmean。Huang等［24］观察 19 例鼻咽癌患者同样发现再计划可显著减少患者脑干、脊髓、右眼球、左晶体的Dmax。提示ART的离线再计划可使鼻咽癌患者危及器官减少因体积改变带来的不必要照射剂量，减轻损害，达到最优效果。

2 ART患者的选择

Yang等［2］研究发现再计划较一段计划可提高2年局部控制率（97.2%vs 92.4%P=0.040）。Luo等［4］分析132例鼻咽癌患者亦发现再计划组5年局部肿瘤未复发生存率显著高于一段计划组（96.7%vs 88.1%，P=0.022）。Yao等［25］发现 50例行 IMRT鼻咽癌患者放疗前腮腺体积＞52.8 cm3、初始计划中腮腺Dmean＞32.04 Gy、放疗第11次时体重下降＞2.3%、16次时体重下降＞3.6%或21次时体重下降＞4.4%中，如符合以上2～3个条件则认为腮腺照射剂量可能超量，需再次行计划修改。Brown等［26］认为鼻咽癌N2期、N3期、治疗前体重＞100 kg、治疗前最大颈部淋巴结＞15 mm的患者需在放疗中进行计划修改。多项研究［3，27］亦显示体重明显下降、颈围明显缩小以及 T、N分期较晚的鼻咽癌患者能在ART再计划中获益。由此可见，虽然目前对于行ART再计划患者的选择标准尚未统一，但体重变化大、颈围变化大、初始治疗时T、N分期较晚、初始治疗时腮腺体积较大的鼻咽癌以及初始计划时腮腺受照射剂量较高的患者可重点考虑。

3 ART时机的选择

ART时机的选择对鼻咽癌患者IMRT治疗有重要作用。李晓玉等［28］分析26例IMRT过程中CBCT每周使用频率≥3次的鼻咽癌患者，建议在放疗第1周每天行CBCT扫描即可，其后可每周1次。黄劭敏等［15］认为IMRT前4周GTVnd、CTV2和腮腺体积等结构改变较明显，因此建议于IMRT前半程进行再计划。王微等［29］认为鼻咽患者IMRT治疗至第15次时行再计划优于第25次。综上认为，目前研究对选择ART的时机尚未明确，但多数研究认为鼻咽癌患者IMRT过程中需及时调整治疗方案，但并非再计划的次数越多越好，CBCT扫描后的在线调整技术在第1周可每天进行，其后每周1次即可。离线再计划建议治疗至 15～25 次时进行 1～2 次［30-32］。

4 小结

ART分为在线计划调整及离线再计划调整，前者可发现摆位误差和系统误差等影响剂量分布的不确定性因素，及时调整放疗计划。后者能解决因鼻咽癌患者在IMRT过程中出现体重明显下降、肿瘤缩小、危及器官位置改变引起的靶区位置偏移，以及剂量分布发生改变等问题，但会增加患者经济负担以及医务人员工作量。目前研究认为，ART次数并非越多越好，放疗第1周每天应行CBCT扫描，其后可每周1次，并行及时摆位校正。而鼻咽癌T、N分期较晚、初始治疗腮腺体积较大、体重下降明显、颈围明显缩小、初始计划时腮腺受照射剂量较高的患者可能在多次放疗计划中获益较大。放疗中修改1～2次计划是较合理的治疗模式，再计划在放疗至15～25次时进行较合适。但目前对于再计划患者的选择以及再计划的次数、频率等仍缺乏临床规范，如何勾画再计划靶区亦尚未统一，有关方面尚待进一步研究探索。