食管癌的调强放射治疗剂量学比较

陈香存　侯永利

【摘要】 目的 比较三维治疗计划系统对食管癌不同射野数调强放射治疗（IMRT）的临床效果， 旨在为不同病情患者选择最佳治疗方案。方法 12例食管癌患者， 利用三维治疗计划系统对所有患者分别模拟四野（三前野+后野或者前野+三后野）、五野（三前野+两后斜野或者两前斜野+三后野）IMRT计划， 比较靶区和正常组织器官照射剂量、靶区内剂量分布均匀性和适形指数。结果 计划靶体积（PTV）的受照射剂量分布与肿瘤靶体积受照射剂量分布比较。四野和五野方式的受照射剂量接受95%处方剂量的PTV体积分数（PTVVD95%）均>95%， 均符合IMRT的要求。脊髓作为串行组织， 在四野和五野IMRT计划中脊髓的受照剂量最大受照射剂量为45 Gy， 一旦出现超出最大受照射劑量会直接导致脊髓生理机制发生改变。在小于最大受照射的剂量安全范围内， 随着受照剂量的增高， 虽然患者生理机制发生改变的几率较小， 但机体自身修复的能力会相对减弱。肺属于并行组织， 在四野和五野IMRT治疗计划中将双肺的V5、V20， 比较差异无统计学意义（P>0.05）。分别限制在可耐受剂量范围内， 能够更好的实现对患者肺功能的保护， 降低放射性肺炎发生的几率。结论 在食管癌的放射治疗时， 中上段食管癌选择五野IMRT， 靶区的适形度更好;中下段食管癌选择四野调强放射治疗更具临床意义。

【关键词】 食管癌;三维调强放射治疗;剂量学

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2019.23.012

Dosimetric comparison of intensity modulated radiation therapy for esophageal cancer CHEN Xiang-cun， HOU Yong-li. The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University， Hefei 230022，China

【Abstract】 Objective   To compare the clinical effect of three-dimensional treatment planning system on intensity modulated radiation therapy （IMRT） with different field numbers， and to choose the best treatment for patients with different conditions. Methods   A total of twelve patients with esophageal cancer were selected as subjects. All patients were simulated with four-field （three anterior fields and one posterior field， or one anterior fields and three posterior fields） and five-field （three anterior fields and two posterior oblique fields or two anterior oblique field and three posterior fields） IMRT plans by using three-dimensional treatment planning system. Comparisons were made on the irradiation dose between the target area and normal tissues and organs， dose distribution uniformity and conformal index in target area. Results   The comparisons of four-field and five-field in upper and middle esophageal cancer showed that there was no statistically significant difference in V5 and V20 （P>0.05） and the radiation dose to the spinal cord in the four-field plan was relatively high. In the middle and lower esophageal cancer radiation therapy， the radiation dose of four-field and five-field both can meet the clinical requirements. For economic considerations and requirements for clinical dose parameters had been met， four-field was more suitable. Conclusion   In the radiation therapy of esophageal carcinoma， the five-field IMRT benefits for the middle and upper esophageal carcinoma， and the conformity of target area is better. For the middle and lower esophageal carcinoma， the four-field has more clinical significance.

【Key words】 Esophageal carcinoma; Intensity modulated radiation therapy; Dosimetry

食管癌的放射治疗由于其副反应小、疗效好、适应范围广等特点， 成为食管癌的主要治疗手段之一[1-2]， 考虑到病变位置紧邻脊髓、肺等重要器官[4]， 所以主要采用调强放射治疗（intensity modulated radiation therapy， IMRT）。食管癌治疗方案的选择应根据病变的部位、病灶长度、外侵程度、有无转移等综合考虑[5]。本次研究通过对12例食管癌患者进行四野、五野调强计划设计， 分别从靶区剂量分布和周围正常组织的受量等方面分析比较， 寻找更加合理的放疗方式。现报告如下。

1 资料与方法

1. 1 一般资料 选取2018年1～10月本院12例食管癌患者作为研究对象， 其中男7例、女5例;年龄43～72岁， 平均年龄（62.0±6.4）岁。

1. 2 方法 按临床要求对病灶长度、部位和靶区体积进行确认， 将第1疗程50 Gy/25 F放射剂量分别采用四野和五野进行IMRT计划设计并进行剂量学评估。

1. 2. 1 放射治疗计划系统 Pinnacle x86x version 9.8计划系统（Philips）

1. 2. 2 CT定位和靶区勾画 患者取仰卧位， 真空体袋固定， 采用西门子CT模拟定位技术， 扫描层厚为0.5 mm。扫描完成后将CT扫描图像导入Pinnacle x86x治疗计划系统（TPS）工作站中， 由临床医师根据三维图像的重建， 同时依据ICRU62号报告原则勾画肿瘤靶体积（GTV）、临床靶体积（CTV）及脊髓、双肺、心脏等危及器官（OAR）。PTV为CTV外扩0.5 cm， 此过程由医师和物理师共同参与确认。

1. 3 统计学方法 采用Pinnacle TPS计算输出的等剂量曲线分布和受照射剂量体积折线图工具对四野和五野两种IMRT计划进行剂量学的比较。PTVVD95%作为计划靶区PTV受照剂量的评估参数。对于危及器官， 脊髓作为并行组织， 需要限制最大受照射劑量， 依据折线图计算脊髓最大受照射剂量点的绝对剂量。双肺作为串行组织， 把受照射剂量达到5、20 Gy的体积占肺总体积的百分数V5、V20作为肺受照射剂量的评估参数。

2 结果

2. 1 PTV的受照射剂量分布与肿瘤靶体积受照射剂量分布比较 四野和五野方式的受照射剂量PTVVD95%均>95%， 均符合IMRT的要求。见图1。

2. 2 危及器官受照射剂量的比较 在四野和五野IMRT治疗计划中脊髓的受照剂量最大值结果见图2。脊髓作为串行组织， 最大受照射剂量为45 Gy， 一旦出现超出最大受照射剂量会直接导致脊髓生理机制发生改变。在小于最大受照射的剂量安全范围内， 随着受照剂量的增高， 虽然患者生理机制发生改变的几率较小， 但机体自身修复的能力会相对减弱。

在四野和五野IMRT计划中双肺的V5、V20的体积占总体积的百分比见图3。肺属于并行组织， 同时将双肺的V5、V20分别限制在可耐受剂量范围内， 能够更好的实现对患者肺功能的保护， 降低放射性肺炎发生的几率。

3 讨论

针对不同部位的食管癌患者， 四野和五野IMRT计划治疗靶区均能够达到PTVVD95%>95%的参数要求， 没有明显的差别。

在中上段食管癌的IMRT计划中考虑到颈部食管部位结构距离脊髓较近和双锁骨淋巴结的复杂度[6-8]， 虽然四野和五野均能达到PTVVD95%的要求， 但考虑到对危及器官的保护作用， 四野IMRT计划会导致脊髓和肺受照射剂量的增加， 五野IMRT计划能够更好的保护危及器官[9-15]， 所以在中上段食管癌的放射治疗时建议选择五野进行治疗。

在中下段食管癌的IMRT计划中， 四野和五野IMRT计划均能满足临床要求， 五野的靶区均匀度相对更好， 但相比五野IMRT计划的实施， 四个射野的放疗计划中直线加速器总跳数更低， 子野的数目较少， 可以相应的缩短每次治疗的时间， 同时四野的IMRT计划还可以节约患者的经济费用， 因此在中下段食管癌患者的放射治疗时建议选择四野IMRT计划进行治疗。

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[收稿日期：2019-02-13]