胃癌术后不同布野方案对调强放疗剂量分布的影响

胡志纲，刘勇强，任建，张红

宝鸡市中心医院放疗科，陕西宝鸡721000

前言

胃癌是世界范围内发病率、死亡率居高不下的恶性肿瘤，目前外科手术仍是早期胃癌的首选治疗方式，但胃癌病情隐匿，临床症状无特异性，多数患者就诊时已错过最佳手术时期，无法行外科手术或手术效果不佳［1-2］。放疗为恶性肿瘤治疗常见辅助手段，可在胃癌术后达到提高局部控制的目的，对于无手术指征的患者也能达到延长生存期的目的［3］。适形调强放射技术（Intensity-Modulated Radiotherapy,IMRT）是目前应用最为广泛的放疗方法，可根据肿瘤大小、放疗剂量进行调节，产生最佳靶区剂量效应，避开重要组织器官，达到尽可能保护周围组织的目的［4-5］。尽管如此，IMRT实际应用时的剂量分布仍受射野数、布野角度及总子野数等条件影响［6-7］。探究不同布野方案对IMRT 剂量分布的影响可为临床治疗提供剂量学参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2016年2月至2018年3月宝鸡市中心医院收治的42例胃癌患者，所有患者均行胃癌术后再行放疗，临床资料完整。其中男27例，女15例，年龄36～77岁，平均年龄（52.63±10.22）岁；术后病理分期为T3期35例，T4期7例；伴有淋巴结转移患者6例。

1.2 方法

1.2.1 定位图像采集患者取仰卧位，双手抱肘置于额头，采用热塑体膜固定，并采用美国GE 公司4 排CT 机进行增强CT 扫描，扫描范围为膈上5 cm 至骨盆，扫描层厚5 mm。

1.2.2 靶区及危及器官的勾画将CT 扫描图像传至VARIAN Eclipse计划系统（13.6版本），基于国际辐射单位及测量委员会83 号报告原则［8］，对靶区及危及器官区进行勾画。临床靶体积（Clinical Target Volume,CTV）包括吻合口、瘤床、区域淋巴结；CTV向外均匀外扩10 mm 形成计划靶体积（Planning Target Volume,PTV）；危及器官包括脊髓、肾脏、肝脏、小肠、心脏等。所有靶区及危及器官的勾画均由同一名经验丰富的临床医师完成。

1.2.3 受照剂量确定靶区处方剂量为45 Gy，1.8 Gy/d，限制条件为95%PTV≥45 Gy，最大剂量（Dmax）＜48.5 Gy；危及器官剂量限制：左肾及右肾V20小于总体积的30%，V30小于总体积的20%，平均剂量（Dmean）＜15 Gy；肝脏受到照射体积V30小于总体积30%，Dmean＜15 Gy；脊髓Dmax＜40 Gy；小肠的受照体积V40及V50小于总体积的20%及5%。

1.2.4 布野方案制定采用VARIAN Eclipse系统进行治疗计划方案的确定，选择静态调强Sliding Window叶片模式及直接子野优化算法进行计算。本研究中IMRT 计划为3 组，分别为7 野等角度均分静态调强计划（方案A，射野方向为0°、52°、104°、156°、214°、256°、308°）、5 野等角度均分静态调强计划（方案B，射野方向为0°、72°、144°、216°、288°）及4野固定照射野静态调强计划方案（方案C，射野方向为20°、90°、180°、310°）。本研究中所有患者的计划由同一名物理师设计完成。

1.3 评价指标

计划完成后，采用靶区、危及器官受量及靶区适形指数（Conformity Index,CI）和均匀性指数（Homogeneity Index,HI）对不同布野方式进行评价。靶区参数包括PTV体积剂量D2、D50、D95、D98（2%、50%、95%、98%体积受照剂量）及Dmean；危及器官受量主要为脊髓Dmax及Dmean，肝脏V30及Dmean，肾脏V20及Dmean。靶区CI=（VPTV95/VPTV）×（VPTV95/V95），其中VPTV95为PTV接受95%处方剂量体积，VPTV为PTV总体积，V95为95%处方剂量总体积；靶区HI=D2/D98，其中D2为2%靶区体积对应高剂量，D98为98%体积对应低剂量。

1.4 统计学分析

采用SPSS 22.0进行数据处理与统计学分析，计量资料组间比较行独立样本t检验，检验水准α=0.05，以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同射野方案靶区以及组织器官受照剂量分布

靶区勾画及不同射野方案靶区、组织器官受照剂量分布表现详见图1和图2。胃癌靶区勾画一般包括贲门区、胃底、胃窦及临近转移的淋巴结。胃与脊髓、肾脏、肝脏及小肠相对位置关系较近，这些重要组织器官的受照剂量将直接影响靶区的剂量，从而影响胃癌的放射治疗效果。

图1 靶区勾画范围及与周围正常组织器官位置关系Fig.1 Segmentations of target areas and their relationship with the position of surrounding normal tissues and organs

从图2可以看出，3 种不同射野数量的治疗计划的靶区剂量无明显差异，最大剂量热点也差异不大，但是重要组织器官的受照剂量存在差异。

图2 不同射野方案靶区、组织器官受照剂量表现Fig.2 Doses to target area as well as tissues and organs-at-risk in plans with different field arrangements

2.2 不同射野计划组PTV的剂量分布差异

不同射野计划方案靶区受量指数及HI比较差异无统计学意义（P＞0.05），方案A 的CI 值显著优于方案B、C，差异有统计学意义（P＜0.05）。详见表1。

表1 不同射野计划组靶区剂量体积参数比较Tab.1 Comparison of dose-volume parameters of target areas in different plans

2.3 不同射野计划危及器官剂量分布差异

不同射野计划方案脊髓Dmax及Dmean、肝脏V30、肝脏Dmean、左右肾脏V20、左右肾脏Dmean等方面差异有统计学意义（P＜0.05）。方案A 的脊髓Dmax及Dmean、肝脏V30及右肾V20等参数优于方案B（P＜0.05）；方案C 的在肝脏V30、肝脏Dmean、左右肾脏V20、左右肾脏Dmean等方面均显著优于方案A、B（P＜0.05）。详见表2。

表2 不同射野计划危及器官剂量分布差异Tab.2 Differences in the dose distribution of organs-at-risk among different plans

3 讨论

放射治疗与外科手术、化学药物治疗构成肿瘤治疗3大治疗手段，对于部分分期较晚的肿瘤患者来说，外科手术后仍需进行放、化疗以延缓肿瘤进展［9］。既往研究证实，与化学治疗相比，放疗治疗副作用较小，可有效保证患者良好的生活质量［10-11］。放疗基本目标为提高治疗增效比，实现局部肿瘤的完全控制，即最大限度将放射剂量集中于病灶区，杀死肿瘤细胞，同时尽可能减少正常组织及危及器官不必要的辐射。IMRT 是由适形放射治疗发展而来的新型放疗技术，可同时实现靶区剂量均匀性，改善及降低危及器官高剂量，诸多研究已初步证实IMRT 技术可明显降低皮肤及软组织急性毒性，减少皮肤毛细血管扩张［12-13］。目前IMRT技术在不同肿瘤中仍尚处于剂量学研究阶段，其实际应用剂量分布受诸多因素影响［14］。

本研究以胃癌患者作为研究对象，比较胃癌术后放疗不同布野方案对放疗剂量分布的影响。目前临床使用的IMRT方案多为5野固定照射野静态方案或5 野等角度均分静态调强方案。本研究的布野方案选用7 野等角度均分静态调强计划方案、5 野等角度均分静态调强计划方案及4 野固定照射野静态调强计划方案，比较3种方案对靶区剂量、适形度、均匀性及危及器官受照剂量差异。对靶区剂量相关参数进行分析，结果显示，不同射野计划方案靶区受量参数及HI 比较差异无明显不同，而7 野等角度均分静态调强计划CI 值略优于其他两种方案，CI 是衡量放疗剂量分布体积与靶区体积大小及形状适形度的指标，本研究表明7野等角度均分静态调强计划具有较好的CI，提示7野等角度均分静态调强方案在放疗适形度上具有一定优势，这一结果中与童铸廷等［15］所报道的7 野调强计划靶区适形度优于5 野调强计划这一结果相似，两者与4野调强计划在靶区剂量影响方面的研究尚需验证。

放疗过程中尽量保护危及器官免受射线影响是保证放疗安全性的重要内容［16］，本研究进一步对不同射野方案危及器官剂量分布差异进行比较显示，与5 野等角度均分静态调强方案相比，7 野等角度均分静态调强方案在脊髓Dmax及Dmean、肝脏V30及右肾V20等方面具有一定优势，而4 野固定照射野静态调强计划方案在肝脏V30、肝脏Dmean、左右肾脏V20、左右肾脏Dmean等方面均优于其他两种方案。既往关于7野静态调强在保护重要器官方面的研究尚存在一定争议，曾华驱等［17］研究结果证实，7 野静态调强计划在宫颈癌放疗过程中保护危及器官及正常组织剂量方面较5野静态调强计划要好；而部分研究则证实其在保护危及器官方面无明显剂量优势［18-19］，本研究与5野静态调强计划相比，7野静态调强方案在脊髓、肝脏及右肾等方面具有一定优势，与前者研究结果类似。值得注意的是，与其他两种调强方案相比，4 野固定照射野静态调强计划方案在肝脏、左右肾脏等方面均表现较为显著的差异，肾脏为胃癌术后放疗需重要保护的危及器官，4 野固定照射野静态调强计划显著降低左右肾V20及Dmean，提示该方案在保护危及器官方面的重要作用；结合前文所报道的靶区剂量参数的比较，4 野固定照射野静态调强计划可在保证较好靶区适形度情况下，提高对危及器官及重要组织的保护作用，这一结果与李霞等［20］研究结果类似。

综上，在胃癌术后放疗中，4 野静态调强计划在保证靶区剂量的同时，可更好地保护危及器官。本研究存在的不足为尚未对放疗效果及安全性进行临床评价，且本研究样本量存在一定限制，临床上可进一步扩大样本量并结合相应临床评价指标进行验证研究。