三維適型放療與調強放療在胸中段食管癌根治性放療中的劑量學比較

許益芬

摘 要：目的 比較胸中段食管癌三維適型放療與調強放療對靶區和危及器官的劑量學影響，探討兩種放射治療方法在胸中段食管癌根治性放療中重要器官受保護的優劣，尋找食管癌放射治療的理想計劃模式。方法 15例經病理證實胸中段食管鱗癌患者，經體位固定、CT模擬定位掃描成像傳輸到治療計劃系統、勾畫腫瘤體積、臨床靶區體積和危及器官。15例病例均做三維適型和調強計劃，60 Gy/30次，評估/優化后應用劑量體積直方圖比較兩種計劃對靶區及危及器官的劑量學影響。結果 在相同靶區、相同劑量模式下，對胸中段食管癌患者的放射治療中，調強放療對靶區劑量的分布及對危及器官的保護均優于三維適形放療。結論 胸中段食管鱗癌，長度4～18 cm放射治療，三維適型/調強放療對危及器官劑量學的影響有明顯差異。同部位的腫瘤受到相同劑量照射情況下，調強放療對危及器官的影響較三維適型放療小，靶區劑量分布均勻度好。

關鍵詞：食管癌；放射治療；三維適型；調強放療；劑量學

中圖分類號：R735.1 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.13.021

文章編號：1006-1959（2018）13-0073-04

Abstract：Objective To compare the effects of three-dimensional radiotherapy and intensity-modulated radiotherapy on the target area and endangered organs in the middle thoracic esophageal carcinoma，and to explore the advantages and disadvantages of two radiotherapy methods in the protection of important organs in radical thoracic esophageal cancer radical radiotherapy looking for an ideal planning model for radiation therapy for esophageal carcinoma.Methods 15 cases of middle thoracic esophageal squamous cell carcinoma confirmed by pathology were transmitted to the treatment plan system，the volume of the tumor，the volume of the clinical target area and the endanger organ by the position fixation and CT simulation.15 cases were subjected to three-dimensional conformal and intensity-modulated plans，60 Gy/30 times.After evaluation/optimization，dose-volume histograms were used to compare the dosimetric effects of the two plans on the target area and the organs at risk.Results In the same target area and the same dose mode， in the radiotherapy of patients with middle thoracic esophageal cancer，intensity-modulated radiotherapy was better than three-dimensional conformal radiotherapy for the distribution of target dose and protection of endangered organs.Conclusion In the middle thoracic esophageal squamous cell carcinoma，4 to 18 cm in length，the effect of three-dimensional conformal/intensity-modulated radiotherapy on the dosimetry of endangered organs was significantly different.When the tumors in the same site were irradiated by the same dose，the effect of intensity-modulated radiotherapy on the organs at risk was smaller than that of three-dimensional adaptive radiotherapy，and the uniformity of dose distribution in the target area was good.

Key words：Esophageal carcinoma；Radiotherapy；Three-dimensional conformal；Intensity-modulated radiotherapy；Dosimetric

食管癌（esophageal carcinoma）是人類常見的惡性腫瘤，放射治療是食管癌的重要治療方法之一。在食管癌常規根治性放療中，由于臨近靶區周圍的正常組織無法耐受高劑量，靶區劑量也常常難以達到治療要求劑量。食管癌常規根治性放療5年生存率在10%左右，分析其相關影響因素主要是局部復發[1]。隨著計算機技術的進步，在食管癌根治性放療中，常規放療技術已逐漸被三維適型及調強放療替代。在中段食管癌病例中，由于病灶距離脊髓比較近，靶區劑量與危及器官劑量互相制約。三維適型放療（three-dimensional conformal radiotherapy，3DCRT）在凹形靶區時劑量分布不足，脊髓等危及器官劑量控制更難。有研究證實，在鼻咽癌、食管癌、前列腺癌放療中，調強放療（intensity modulated radiotherapy，IMRT）可以在降低危及器官劑量的同時保證靶區劑量[2]。本次研究通過對比三維適型放療與調強放療在胸中段食管癌根治性放療中對靶區、脊髓、肺、心臟組織中的劑量分布情況，現報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇宜興市腫瘤醫院2016年1月～12月，經病理學證實的根治性放療胸中段食管癌患者共15例，病理為中-低分化鱗癌，其中男性10例，女性5例，年齡53～86歲，平均年齡（68.47±5.25）歲，病程1～6月，平均病程（1.95±0.18）月。

1.2方法

1.2.1體位固定 患者仰臥于碳纖維底板上，手臂抱肘上舉擱于前額，利用紅外激光線擺正體架及身體，并用熱塑型體膜固定，根據激光點貼定位小球，Somatom definition AS多層螺旋CT進行定位掃描，掃描范圍自環甲膜至第二腰椎下緣，增強后螺旋掃描，CT圖像傳輸至monaco 5.1 TPS，由副主任醫師進行靶區勾畫及確認，物理師進行危及器官勾畫。

1.2.2靶區勾畫 靶區勾畫由副高以上醫師確認。腫瘤區（gross tumor，GTV）：包括食管癌原發病灶和食管旁腫大淋巴結；臨床靶區（clinical target volume，CTV）：CTV1即在GTV基礎上左右及前各外放8 mm，近脊髓處外放6 mm，沿食管長軸上下外放30 mm；CTV2在CTV1基礎上外放5 mm，包括食管旁組織及區域淋巴結；計劃靶區（planning target volume，PTV）：CTV外放5 mm。勾畫脊髓、左右肺及心臟，作為患者的危及器官。

1.2.3放射治療計劃設計 對每例患者分別設計三維適型計劃和調強計劃。三維適型計劃：根據病灶不同采用5野同中心照射，遮擋部分危及器官，調整各個照射野權重，盡量減少危及器官劑量的同時使靶區適形度更好。PTV200 cGY/次，總劑量6000 cGY。調強計劃：人為設置射線入射角度、設定函數條件，采用動態調強技術，5野同中心照射，同步推量整合計劃。CTV1200 cGY/次，總劑量6000 cGY，95%CTV1≥6000 cGY；CTV25000 cGY，95%CTV2≥5000 cGY。脊髓1%體積接受照射的最大劑量≤4500 cGY；雙肺接受V5的體積百分比≤60%、V20的體積百分比≤30%、V30的體積百分比≤20%；心臟40%體積接受劑量≤50%。

1.3計劃評價

1.3.1靶區評價指標 同一患者分別設計三維適形放療及調強放療計劃，主要應用劑量體積直方圖（DVH）進行評價。評價參數：靶區最大劑量（Dmax）、最小劑量（Dmin）、平均劑量（Dmean）、95%等劑量線包繞體積（V95%）、等劑量分布等，計算靶區劑量適形度指數（Conformity index，CI）。

1.3.2危及器官評價 脊髓，兩肺V5，V20，V30，心臟V40。危機器官限制劑量如下：肺V5<60%、V20<30%、V30< 20%，脊髓最大劑量不超過4500 cGY，心臟V40<50% 。

1.4統計學方法 本次研究數據采用SPSS16.0統計軟件分析，計量資料以（x±s）表示，比較采用單因素方差分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1兩種治療計劃PTV靶區劑量比較 IMRT計劃評價指標優于3DCRT，差異有統計學意義（P<0.05），見表1。

2.2兩種治療計劃危及器官受量比較 IMRT計劃脊髓和雙肺受照劑量低于3DCRT計劃，差異有統計學意義（P<0.05），心臟受量均在組織耐受量以下，見表2。

3 討論

在食管癌根治性放射治療技術中，常規放療技術不能在保護正常組織的同時達到理想的處方劑量。國內外多個研究先后討論了在食管癌放療中，IMRT與3DCRT的劑量學差異（見表3），結果發現胸上段、胸中段食管癌和胸下段食管癌中，IMRT靶區適形度均要優于3DCRT，同時可以降低全肺V5、V20、V30劑量體積百分比，降低心臟V30劑量體積比，脊髓的最高劑量得到降低[8]。劉智華等[10]對20 例胸段食管癌3DCRT和IMRT計劃比較發現IMRT計劃中PTV50的最低劑量更接近處方劑量，從而可能提高局部控制率；同時降低了PTV50最大劑量，改善了靶區劑量的均勻性。在中國，食管癌以鱗癌多見，且多發中上段，因此該部位的治療被臨床重視[11]。本次研究通過對我院15例胸中段食管鱗癌患者在相同靶區、相同劑量模式下進行對照研究，比較兩種計劃優劣。

首先，觀察靶區的劑量均勻性。對病灶范圍大，尤其對脊髓形成半包裹的靶區，或有區域淋巴結轉移病例，3DCRT技術難以達到在保護正常組織的同時提高靶區劑量均勻性的要求，易造成靶區劑量不足。IMRT能夠進行同步推量計劃設計，能對不同治療區域達到不同劑量要求。本次研究顯示，在95%PTV體積的劑量IMRT優于3DCRT，差異有統計學意義（P<0.05）。

其次，觀察雙肺受照射劑量體積。在食管癌放療中，放射性肺炎是放療中需要重視的放射副反應，尤其是年齡>70歲且長期吸煙的患者。在實際工作中主要的觀察指標是左右肺V5、V20、V30，尤其要重視雙肺低劑量區域受照體積劑量比，既往的研究表明在接受胸部放療的病例中，放射性肺炎的發生與肺的V5、V20、V30及全肺平均劑量顯著相關，同時建議V5、V10、V20分別<60%、<45%、<30%及平均劑量不超過20Gy[12，13]。本次研究IMRT與3DCRT相比，在全肺低劑量受照射體積方面，未顯出其優勢，可能與調強放療射野角度設計及函數設置有關，與計劃設計者的經驗有關。V30方面兩者無統計學意義（P>0.05）。

雖然放療導致的心血管并發癥一般在放療后10～20年才會發生，但近期副反應如心包積液、心肌缺血等是否有關尚無明確報道。在食管中段癌放射治療中，加大對心臟的劑量限制條件，將導致肺劑量增加。隨著食管癌患者治愈率的提高，工作中應該重視對心臟的保護。兩種計劃脊髓受量均在安全范圍內，無明顯差異。

本次研究還存在以下不足之處：①本次研究的病例數并不充足。②3DCRT與IMRT計劃設計射野機架角度沒有統一，使劑量數據存在偏移可能性。③物理師計劃設計經驗存在不足，計劃優化結果沒有統一標準，存在尚可繼續優化的可能性，結論存在偏頗，尤其是IMRT中全肺V5體積明顯增加。

工作中，我們不僅考慮腫瘤控制概率（tumor control probability，TCP），而更主要的是考慮正常組織并發癥概率（normal tissue complication probality，NTCP）[14]。通過對15例食管中段癌患者的3DCRT與IMRT劑量學比較研究發現，IMRT可比3DCRT獲得更好地靶區劑量分布，明顯改善處方劑量95%以上的覆蓋體積，同時可以很大程度降低正常組織受照體積及劑量，有提高食管癌患者放療后5年生存率、降低放療后毒副反應的可能性。

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[14]殷蔚伯，谷銑之，于子豪，等.腫瘤放射治療學[M].第4版.北京：中國協和醫科大學出版社，2012：6.

收稿日期：2018-3-14；修回日期：2018-3-24

編輯/李樺