可变剂量率与固定剂量率容积旋转调强放疗技术在宫颈癌术后放疗中的剂量学比较▲

黄慧娴 陈海辉 陈绍俊 贺先桃 周建红 罗文苹 刘春琳

(广西医科大学第四附属医院肿瘤科，柳州市 545005，电子邮箱：445480529@qq.com)

随着放射物理学和计算机技术的飞速发展，调强放疗已被广泛应用于宫颈癌术后放疗。调强放疗能够在靶区与周围正常组织之间形成陡峭的剂量分布，从而在有效提高靶区放疗剂量的同时，避免周围正常组织受到过高剂量的照射[1-4]。但固定野调强放疗治疗时间长，会影响患者治疗的舒适度[5-8]。近年来，容积旋转调强放疗(volumetric modulated arc therapy，VMAT)技术逐渐应用于临床，VMAT是通过采用固定或变化的剂量率和机架旋转速度，实现多叶光栅高速动态的形状改变，以优化的单弧或多弧照射完成治疗，可达到靶区剂量均匀和高适形度，从而减少患者放疗过程中的移动，提高放疗精度，缩短治疗时间[9-10]。VMAT包括固定剂量率容积旋转调强放疗(fixed dose rate volumetric modulated arc therapy，F-VMAT)和可变剂量率容积旋转调强放疗(variable dose rate volumetric modulated arc therapy，V-VMAT)。目前关于V-VMAT技术与F-VMAT技术在宫颈癌术后放疗中剂量学的比较的报道较少。本研究分别采用V-VMAT技术和F-VMAT技术治疗宫颈癌术后放疗患者，比较两种技术的剂量学以及治疗时间差异，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2017年3～8月在柳州市工人医院行宫颈癌手术治疗后的28例早期宫颈癌患者作为研究对象。按入院单双号将所有患者分为研究组与对照组，每组14例。研究组患者年龄34～69(52.79±13.43)岁；鳞癌11例，腺癌2例，鳞腺癌1例；广泛全子宫切除术4例，双附件切除术5例，盆腔淋巴结清扫术5例；宫颈癌国际妇产科联盟(International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO)分期 Ⅰ 期6例，Ⅱ期8例；Karnofsky评分70～100(83.89±7.89)分。对照组患者年龄35～69(53.02±13.21)岁；鳞癌9例，腺癌4例，鳞腺癌1例；广泛全子宫切除术4例，双附件切除术6例，盆腔淋巴结清扫术4例；FIGO分期Ⅰ期7例，Ⅱ期7例；Karnofsky评分70～100(84.12±7.86)分。两组的年龄、病理分型、FIGO分期、术式、Karnofsky评分比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)，具有可比性。研究组患者采用V-VMAT技术治疗，对照组患者采用F-VMAT技术治疗。本研究经我院医学伦理委员会审批同意，所有患者及其家属均签署知情同意书。

1.2 放疗靶区及危及器官勾画 患者均采用仰卧位，采用热塑体膜固定，在自由呼吸状态下使用16排立体定向螺旋CT模拟机(美国GE公司)行放疗前定位，扫描范围从腰1椎体上缘至坐骨结节下5 cm，扫描层厚5 mm。采集完毕后将CT定位图像传导至RayStation 4.0计划系统(瑞典RaySearch 公司)。

所有患者的靶区及危及器官均由同一位专业放疗医师参照ICRU 50号和62号报告勾画。临床靶区包括阴道上段1/2及残端、阴道旁软组织和盆腔淋巴引流区域；上界为髂总血管分叉处，下界为闭孔下缘水平。CTV各方向外放0.5～1 cm形成计划靶区。同时勾画危及器官组织，包括膀胱、直肠、小肠、两侧股骨头(包括骨髓)等。

1.3 计划设计及放疗计划 使用RayStation 4.0计划系统进行V-VMAT与F-VMAT计划设计及优化。放疗设备为美国瓦里安Trilogy直线加速器。设计V-VMAT计划时，将治疗弧角度设置为顺时针220°～140°，并使用计划系统中的对偶功能生成一个逆时针的对偶弧；X射线能量设置为6 MV，点之间的间隔设置为4°，准直器角度0°，采用直接子野优化算法进行逆向运算，单次优化迭代与通量优化迭代的次数分别为60次与20次，最大剂量设置为600 MU/min。F-VMAT计划设置固定剂量为200 MU/min，其余设置与V-VMAT保持一致。规定靶区处方剂量是指95%计划靶区体积所接受的最低剂量；计划靶区接受>110%处方剂量的体积应<5%；危及器官耐受剂量的限定要求以某器官接受X Gy照射的体积占该器官总体积的百分比(VX)评估，其中直肠V50<50%，膀胱V50<50%，小肠V50<10%、V40<50%，股骨头V50<5%。

1.5 统计学分析 采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。正态分布的计量资料以(x±s)表示，组间比较采用t检验；非正态分布的计量资料以M(P25，P75)表示，组间比较采用秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组计划靶区的剂量学比较 两组计划靶区的最大剂量、平均剂量、V95、V110、CI、HI比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)；研究组的D95低于对照组(P<0.05)。见表1。

表1 两组计划靶区的剂量学比较

2.2 两组危及器官的剂量学比较 研究组直肠的平均剂量、V40、V30，膀胱的平均剂量、V50、V40、V30，小肠的平均剂量、V50、V40、V30，左侧股骨头的平均剂量、V50、V40、V30，右侧股骨头的平均剂量、V50、V40、V30均低于对照组(均P<0.05)。两组直肠、膀胱、小肠、左右侧股骨头的其他剂量学参数比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)。见表2。

表2 两组危及器官的剂量学比较

2.3 两种放疗计划的MU及治疗时间比较 研究组的MU为(419.27±39.79)，治疗时间为(150.07±0.76)s；对照组的MU为(365.16±31.09)，治疗时间为(216.28±20.43)s。研究组的MU高于对照组，而治疗时间短于对照组(t=43.282，P<0.001；t=-17.484，P<0.001)。

3 讨 论

近年来，VMAT技术在临床中逐渐应用于各种恶性肿瘤的治疗。既往国内外多个研究发现，VMAT技术与固定野调强放疗相比，其优点是在不降低靶区剂量分布的同时，可减少治疗时间和MU[11-13]。VMAT技术包括F-VMAT技术和V-VMAT技术。F-VMAT技术采用恒定的剂量率和固定的机架旋转速度，在每个控制点只能生成相同的子野权重，而V-VMAT采用变化的剂量率和机架旋转速度，可在各个子野间生成不同的射野投射权重，可降低治疗时间，提高相对生物效应，尤其在危及器官保护方面有明显优势[14]。目前国内外多数研究比较了F-VMAT与普通固定野调强放疗技术剂量学差异，而关于F-VMAT和V-VMAT之间的剂量学差异鲜有报道。

本研究结果显示，V-VMAT、F-VMAT两种放疗计划靶区的最大剂量、平均剂量、V95、V110、CI、HI比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)；而V-VMAT的D95低于F-VMAT(P<0.05)，说明两种放疗计划的剂量分布均能满足靶区处方剂量的要求，但V-VMAT计划的靶区剂量分布似乎更有优势，这或许与V-VMAT计划对于大体积、形状复杂的宫颈癌术后凹形靶区能够实现多中心、多弧照射，使剂量分布更合理有关。本研究还发现，在接受V-VMAT技术的患者中，直肠的平均剂量、V40、V30，膀胱的平均剂量、V50、V40、V30，小肠的平均剂量、V50、V40、V30，左侧股骨头的平均剂量、V50、V40、V30，右侧股骨头的平均剂量、V50、V40、V30均低于F-VMAT技术(均P<0.05)，说明在保护危及器官方面V-VMAT技术效果更佳。此外，我们还比较了两种放疗计划的MU和治疗时间，结果显示，研究组的MU高于对照组，而治疗时间短于对照组(均P<0.05)，说明V-VMAT技术可明显缩短治疗时间，提高治疗效率。研究组在治疗过程中MU有所增加,可能是因为采用F-VMAT技术时，每次照射器停止运动后加速器再出电子束照射；而采用V-VMAT技术时，为了使靶区达到合适的体积剂量，常常会以增加穿过马尾的子野数目来补偿靶区[15]，故MU值稍高。

综上所述，V-VMAT和F-VMAT两种治疗方式在靶区剂量分布方面均可满足临床需求，但V-VMAT在治疗时间和危及器官受照剂量方面要优于F-VMAT，可作为宫颈癌术后患者放疗方式的选择之一。本研究也存在一定的局限性，如样本量较少，结果的真实性有待更大样本量的研究以进一步明确V-VMAT在宫颈癌放疗中的临床效果。