Manchester与FSD施源器在宫颈癌后装放疗中的剂量学差异*

李 恒,黄顺平,陈永红

(重庆医科大学附属第二医院肿瘤中心，重庆 401336)

宫颈癌是一种常见的、发病率较高的恶性肿瘤，统计显示2020年约有60万新发病例，死亡约34万例[1]，其中国际妇产科联盟(FIGO)分期ⅡA～ⅣB期的局部晚期宫颈癌占所有宫颈癌患者的32%，而外照射联合近距离后装放疗是治疗局部晚期宫颈癌的重要方法[2]。近年来，CT引导下的三维近距离后装放疗可以有效提升靶区剂量覆盖率并降低周围器官的并发症发生率，以其较高的安全性，精确的剂量分布等优势在局部晚期宫颈癌治疗中扮演着越来越重要的角色[3-5]。目前，后装放疗中常见的治疗方式为腔内后装放疗，但不同类型的施源器在治疗过程中有着明显的剂量学差异[6-7]，临床上常见的施源器类型有Manchester系列施源器、Fletcher系列施源器、环状施源器及适合组织间插植的针状施源器。由于腔内后装放疗中不同施源器对患者的治疗效果及其剂量分布的研究较少，因此为了比较三维近距离后装放疗中Manchester施源器与Fletcher-suit Delclos (FSD)施源器的剂量学差异，本文选取73例已完成后装放疗的宫颈癌患者并按照2018 FIGO分期进行分组，回顾性分析每例患者分别采用不同施源器后的剂量分布，分析其差异及原因，旨在为临床后装放疗中施源器的选择提供一定的参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年9月21日至2021年1月20日在本院肿瘤中心进行宫颈癌根治性治疗的患者73例，年龄(57.21±10.31)岁，病理类型为鳞癌，根据2018 FIGO分期标准，ⅡA期11例，ⅡB期36例，ⅢA期9例，ⅢB期17例。患者在全盆腔外照射50.4 Gy/28F之后，经MRI检查、妇科检查及阴道伸展性评估后确定肿瘤消退至70%～75%及以上且阴道内无残留病灶，宫旁无侵犯，适合三管型的腔内后装施源器放置，故开展CT引导下的三维近距离后装放疗。治疗机为Varian公司研发的后装治疗机Gamma Medplus ix。

1.2 方法

每例患者分别采用Manchester施源器与FSD施源器各施行1次后装放疗，当患者采用Manchester施源器时计入A组，采用FSD施源器时计入B组，两组各73例，然后将A组患者按ⅡA、ⅡB、ⅢA、ⅢB分期依次分为A1、A2、A3、A4组，将B组中患者按ⅡA、ⅡB、ⅢA、ⅢB分期依次分为B1、B2、B3、B4组。所有患者在两次施源器放置前均排空大便行肠道准备并排空膀胱。施源器放置过程中，由医师向患者阴道内填充纱布，以便推开直肠和膀胱，固定施源器，上述操作均由同一医师进行。施源器放置完成后，分别在CT扫描前、治疗实施前向患者膀胱内注入100 mL生理盐水确保膀胱充盈程度一致，其余时段尿管持续开放。

1.3 施源器介绍

Manchester施源器是一种基于经典的Manchester后装放疗技术用于腔内后装放疗的施源器，由1个宫腔管和2个半球形的阴道穹隆管组成，彼此之间由夹具固定，针对不同的子宫体和阴道大小，宫腔管分为3种不同弯曲角度：15°、30°和45°，材料为不锈钢；半球形的阴道穹隆管分为20、25 mm和30 mm 3种不同直径型号,其中探针材料为不锈钢，球形帽材料为PEEK，见图1。

图1 Manchester施源器

FSD施源器是基于传统Fletcher施源器系列而设计的腔内后装施源器，主要用于高剂量率和脉冲剂量率的腔内后装放疗，其组成包括1个宫腔管和2个卵圆形的阴道穹隆管，彼此间用夹具固定。与Manchester施源器类似，FSD施源器包括15°、30°和45° 3种不同角度的宫腔管及16、20 mm和25 mm 3种不同直径大小的阴道穹隆管，其中宫腔管与穹隆管探针材料为钛，卵圆形球体材料为乙缩醛并与输源管道呈钝角，其结构与Manchester施源器截然不同，见图2。

图2 FSD施源器

1.4 靶区勾画与计划设计

将施源器放置完毕的患者移入CT室进行三维CT扫描成像，后装放疗医师根据CT影像并按照GEC-ECTRO推荐方案勾画患者高危临床靶区(high risk clinical target volume,CTV-h)及直肠、膀胱、小肠等危及器官，然后由同一物理师通过Eclipse@BrachyVision 15.5计划系统对患者CT结构进行后装计划设计并通过医师审核，所有患者的施源器放置及靶区勾画均由同一医师完成，且经过同一上级医师审核。计划优化方法均为：逆向优化+正向优化。处方剂量设置为6.00 Gy，危及器官的D2cc小于处方剂量的80%。所有患者CTV-h的D90均为6.00～6.04 Gy。

1.5 统计学处理

为了比较各不同分期的患者采用两种施源器后的后装计划剂量分布，本文将统计其DVH参数并进行评估，包括CTV-h的D100、D90，GEC-ESTRO推荐的可以用于直肠、膀胱和小肠的剂量评估参数D2cc[8]，以及放射源活度为10Ci时的治疗时长(Tt)。再将所有统计指标在SPSS19.0软件下进行独立样本t检验，分析上述指标在A与B、A1与B1、A2与B2、A3与B3、A4与B4组间差异是否具有统计学意义，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 所有患者剂量学分布结果

采用Manchester与FSD施源器的患者靶体积分别为(39.06±15.54)、(40.84±15.56) cm3(P=0.49)，CTV-h的D90均为6.00～6.04 Gy，达到了处方剂量并满足实验要求；CTV-h的D100、直肠D2cc在A组与B组中的剂量学分布结果分别为3.77±0.26与3.59±0.61(P<0.01)、2.78±0.74与3.58±0.58(P<0.01)，差异有统计学意义，而治疗时长、膀胱和小肠D2cc在A、B组中的剂量学分布结果分别为233.93±56.59与242.03±60.67(P=0.41)、3.99±0.58与3.92±0.55(P=0.42)、2.82±1.92与2.82±0.89(P=0.98)，差异无统计学意义，见表1。

为了探索采用两种不同施源器的剂量分布差异，本文随机截取了1名患者在采用Manchester施源器和FSD施源器时，其冠状面、矢状面及横断面的等剂量线分布图，所采用宫腔管均为30°，FSD施源器的卵圆形球体直径为16 mm，Manchester施源器的半球形球体直径为20 mm。如图3所示，相较于Manchester施源器，患者采用FSD施源器时，其横断面6 Gy等剂量线对阴道前壁的覆盖较差，对阴道后壁的覆盖较好，冠状面与矢状面的剂量覆盖无显著差异。

红色线：CTV-h的靶区范围；黄色线：6 Gy等剂量线；深蓝色线：4 Gy等剂量线。图3 FSD施源器在横断面、冠状面及矢状面的剂量分布

2.2 不同分期患者剂量学分布结果

两种施源器在不同分期患者中的剂量学分布结果如表2所示：随着宫颈癌临床分期升高，患者靶体积逐渐增大，治疗时长Tt与临床分期呈正相关。ⅢA期患者采用Manchester施源器时其直肠D2cc与采用FSD施源器时的小肠D2cc分别为3.11±0.61和3.31±0.84，均高于其他分期，具体差异如图4所示。其余指标在不同分期中的统计结果无较大差异；此外，分别对不同分期内采用两种施源器时CTV-h的D100、D90与直肠、膀胱和小肠D2cc进行独立样本t检验，其结果与表1结果大致相同。

表1 不同施源器剂量学分布比较

表2 不同分期患者采用不同施源器的结果比较

图4 不同分期条件下直肠与小肠D2cc剂量对比

3 讨 论

近年来，外照射联合三维近距离后装放疗已成为治疗宫颈癌的重要手段。国内外研究表明，三维后装放疗可以有效地抑制宫颈癌复发并降低正常组织损伤。目前应用于三维后装放疗的施源器种类繁多，其几何结构各不相同，因此讨论采用不同施源器所产生的剂量学差异具有重要的临床价值。冯玺等[9]在2017年对40例宫颈癌患者使用环状施源器和三管施源器的剂量学分布进行统计分析，发现环状施源器在治疗过程中靶区覆盖度高于三管施源器。赵红福等[10]曾对Utreche和Ring施源器作对比分析，发现Utreche施源器适用于A点处较为宽厚的患者。上述研究均对三维后装放疗中施源器的使用提供了一定的参考，但未对不同类别的三管施源器进行分析。2010年，BISHAN等[11]对Manchester和Fletcher施源器进行剂量学分析，结果表明Manchester施源器具有更优的靶区覆盖度，但该研究未统计小肠的受照剂量，无法判断小肠是否存在受照剂量过高以及小肠剂量对放射源驻留权重的影响。因此本文增加小肠受照剂量作为评价指标并时不同分期的宫颈癌患者采用Manchester与FSD施源器时的剂量分布进行分析。

具有不同几何结构的Manchester与FSD施源器在后装放疗过程中可产生不同的剂量分布[12]。据GEC-ESTRO报告推荐，CTV-h的D90和D100表示靶区受到的最小照射剂量并用于腔内近距离治疗吸收剂量的评价，其中D90的剂量与局部控制有关，可作为处方剂量覆盖靶区的标准[13]；此外，GEC-ESTRO推荐以D0.1cc、D1cc、D2cc作为评估直肠、膀胱、小肠受照剂量的指标[14]，若直肠、小肠和膀胱受照剂量较高可引发穿孔、瘘管、放射性肠炎、放射性膀胱炎等并发症。因此在保证CTV-h的D90达到覆盖要求的情况下，应尽可能降低患者直肠、小肠、膀胱等危及器官的受照剂量，保护患者并避免降低患者的生活质量。D2cc与危及器官的急性损伤率密切相关，受患者生理变化、施源器放置位置等影响较小，而更具临床意义[15-16]。本文回顾性分析了73例宫颈癌患者采用两种施源器后的剂量分布，结果显示，当两组间CTV-h的D90无显著差异时，A组相较于B组的D100更大，具有更好的靶区覆盖度，这与文献[11]的结果一致。危及器官的剂量评价指标显示，A组的直肠受照剂量D2cc显著低于B组，而膀胱、小肠的D2cc差异无统计学意义，所有危及器官D2cc均能低于处方剂量的80%，表明Manchester施源器相对于FSD施源器对直肠的保护更好，但对膀胱和小肠的保护无明显差异。从施源器的结构上说，由于两种施源器具有不同的几何结构及不同的载源路径，并且通过图3可以发现Manchester施源器的三管始终位于宫腔及阴道中间位置，FSD施源器的穹隆管与宫腔管在矢状面相互交叉：交叉点以上，两侧穹隆管靠近阴道后壁，交叉点以下靠近阴道前壁，为了使宫颈及以上靶区得到较好的剂量覆盖，靠近阴道前壁的穹隆管放射源需要驻留较长时间，导致FSD施源器的直肠受照剂量较高。冠状面与矢状面剂量分布图显示，两组施源器均能实现良好的剂量分布。横断面剂量分布图显示，在靶区覆盖D90相同的情况下，采用FSD施源器时，由于其剂量分布特性导致对阴道后壁的局部覆盖更好，对阴道前壁覆盖较差；Manchester施源器则与之相反。此外，表1结果显示：两种施源器均可以在较短时间内完成后装放疗，其治疗时长无显著差异。上述结果表明：对宫颈癌患者进行近距离后装放疗时，在靶区覆盖D90无显著差异的情况下，采用Manchester施源器与FSD施源器均可达到较好的治疗效果，并对膀胱、直肠和小肠具有良好的保护作用。不过Manchester施源器对直肠的保护更好，且具有更优的靶区覆盖度，而FSD施源器对患者阴道后壁具有更优的局部治疗剂量分布。但FSD施源器由于其卵圆形球体呈弯曲形状不宜置于部分阴道较为狭窄的患者，且对医师的插管技术要求更高。

为了更为全面地分析上述两种施源器的差异，本文对73例宫颈癌患者进行分期统计，其中ⅡA期11例，ⅡB期36例，ⅢA期9例，ⅢB期17例。表2、图4显示：所有分期患者采用两种施源器的靶体积均无显著性差异，但随分期增加其体积呈线性升高，治疗时长Tt相应增加。ⅡA、ⅡB期t检验结果与表1一致；采用Manchester施源器的ⅢA期患者直肠D2cc均值明显低于采用FSD施源器的患者，差异无统计学意义；采用FSD施源器时，ⅢA期患者小肠受照剂量高于其他分期，考虑其样本量仅为9例，容易因个体性差异使得该结果意义大大降低。此外，目前少有文献说明宫颈癌不同分期会引起不同施源器的剂量学差异，因此需要进一步扩大样本量观察并结合临床具体分析原因。ⅢB期统计结果中，两组间CTV-h的D100在差异无统计学意义，直肠、膀胱和小肠D2cc的t检验结果与表1一致。

综上所述，宫颈癌三维近距离后装放疗中，Manchester施源器在一定程度上更具有剂量学优势，为临床上施源器的选择提供了一定的参考。但在临床应用中应根据患者具体情况、病灶侵犯位置选择最为适合的施源器。此外，本文采集ⅡA、ⅢA、ⅢB期的患者样本量较小，在以后的研究中应进一步扩大样本量，具体分析不同分期的宫颈癌患者在采用Manchester与FSD施源器后的剂量分布差异，增强其可靠性。