宮頸癌術后快速容積旋轉調強與三維適形放療劑量學比較及療效觀察

趙環宇，時飛躍，秦偉，陳成，陳麗麗，茹正興，陳錦飛

南京醫科大學附屬南京醫院（南京市第一醫院） 腫瘤科，江蘇 南京 210006

引言

宮頸癌是婦科最常見的惡性腫瘤之一，具有高危因素的患者術后放療能降低盆腔復發率，改善無進展生存期[1]。美國國立綜合癌癥網絡和國際婦產科聯合會及國內外專家建議的不良預后因素包括手術切緣陽性、脈管陽性、淋巴結陽性、侵犯宮頸深肌層以及腫瘤直徑＞4 cm等[2]。以往宮頸癌術后放療多采用前后野對穿照射的二維模式，對盆腔正常組織的保護程度低，易導致早晚期放射損傷[3]。Sundar等[4]報道盆腔45～50 Gy常規二維照射3～4級晚期放射反應發生率達到5%～16%。近年來，隨著計算機技術、CT等影像技術、直線加速器等放療設備的發展，三維適形放療（3D-CRT）廣泛應用于宮頸癌治療中，通過精確的體位固定、計算機計劃系統，使照射野的形狀在三維方向上與腫瘤一致，靶區劑量分布較常規放療更加合理，在提高宮頸癌放療療效的同時減少了盆腔內正常組織受量，減輕了放療反應[5]。

快速容積旋轉調強（Rapid Arc）是一種新型的放療技術，照射的同時通過改變機架角度、機架旋轉速度、MLC葉片形狀、劑量率、準直器角度以達到優化束流的目的[6]。Rapid Arc技術應用于臨床以來，已在頭頸部腫瘤、食管癌及直腸癌等多種惡性腫瘤放療中表現出一定的劑量學優勢[7-9]。本研究比較了宮頸癌術后Rapid Arc計劃和3D-CRT計劃的劑量學差異，觀察Rapid Arc治療宮頸癌的療效，報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2012年5月至2016年12月我院宮頸癌術后放療患者20例，年齡37～66歲，中位年齡48歲。病理類型鱗癌19例，腺癌1例。采用FIGO分期標準，臨床分期Ib期10例，IIa期2例，IIb期3例，Ⅲb期5例。IIb期、Ⅲb期經新輔助化療后均實行子宮廣泛切除+盆腔淋巴結清掃術。所有患者均無放療禁忌證。

1.2 方法

1.2.1 模擬定位

定位前1 h排空直腸和膀胱，口服500 mL清水，使膀胱充盈?；颊哐雠P位，雙手抱頭，熱塑體膜固定，應用德國西門子公司SOMATOM Sensation Open CT模擬機增強掃描，掃描范圍L1椎體上緣至坐骨結節下5 cm，層厚5 mm。掃描圖像傳送至Varian Eclipse 8.6治療計劃系統。

1.2.2 靶區及危及器官勾畫

根據ICRU62和83號報告[10-11]，宮頸癌術后臨床靶體積（Clinical Target Volume，CTV）包括陰道上段1/2及殘端、陰道旁軟組織和盆腔淋巴引流區（包括髂總、髂外、髂內、宮旁、閉孔、骶前淋巴結區，范圍上界第4～5腰椎間、下界閉孔下緣水平）。CTV在三維方向上均勻外放0.8 cm形成計劃靶體積（Planning Target Volume，PTV）。同時勾畫直腸、膀胱、小腸、雙側股骨頭等危及器官。

1.2.3 計劃設計

20例病例分別設計Rapid Arc計劃和3D-CRT計劃，均采用美國瓦里安Clinac iX 6 MV-X射線進行設計，處方劑量45 Gy/1.8 Gy/25 次。3D-CRT計劃為四野盒式共面照射，機架角度分別為 0°、90°、180°和 270°。Rapid Arc 計劃為共面雙弧計劃，順時針 181°～179°和逆時針 179°～181°。危及器官劑量限制：直腸：V45＜50%，膀胱：V45＜50%，小腸：V30＜50%，股骨頭 ：V45＜5%。

1.2.4 計劃評估

將處方劑量歸一到95%PTV，利用劑量-體積直方圖評價靶區和危及器官[12]。

（1）靶區劑量評價參數：包括靶區D1%、D99%、平均劑量（Dmean）、均勻指數（HI）及適形指數（CI）。D1%、D99%分別指1%和99%靶體積所接受的劑量；均勻指數（HI）=D5/D95，D5、D95分別指5%和95%靶體積受到的照射劑量，HI值越小說明靶區內劑量分布越均勻；適形指數（CI）=（VT，ref/ Vref）×（Vref/ VT），VT，ref為參考等劑量線面包繞靶區的體積，VT為靶體積，Vref為參考等劑量線面包繞相應區域的體積，CI值為0～1，CI值越接近1，說明靶區適形性越好。

（2）危及器官評價參數：包括直腸、膀胱、小腸、股骨頭的V30、V40（表示接受30 Gy、40 Gy照射體積的百分比）、最大劑量（Dmax）、平均劑量（Dmean）。

（3）機器跳數（MU）評估采用所有射野相加的總數，治療時間為在直線加速器上實施治療的時間（不包括擺位時間），劑量率在實施3D-CRT時400 MU/min，在實施Rapid Arc時由系統自動控制（最高600 MU/min）。

1.2.5 治療實施

20例患者術后接受Rapid Arc治療，劑量45 Gy/25次/5周。

1.3 觀察指標

根據腫瘤放射治療協作組（Radiation Therapy Oncology Group，RTOG）急性放射不良反應評價標準，觀察治療組患者白細胞減少、放射性腸炎和放射性膀胱炎發生率、1年、2年和3年生存率。

1.4 統計學分析

數據通過SPSS 20.0軟件統計，計量資料用 （x-±s）表示，組間差異通過t檢驗，結果以P＜0.05代表有統計學差異。

2 結果

2.1 兩種計劃的靶區劑量比較

兩種計劃均可滿足宮頸癌術后放療的劑量學要求。Rapid Arc計劃的D1%、D99%、平均劑量（Dmean）、均勻指數（HI）、適形指數（CI）均優于3D-CRT計劃，差異有統計學意義（P＜0.01）。兩種計劃的靶區劑量比較結果，見表1。

2.2 兩種計劃的危及器官劑量比較

Rapid Arc計劃直腸、膀胱、小腸、股骨頭等危及器官的V30、V40和最大劑量（Dmax）、平均劑量（Dmean）均低于3D-CRT計劃，差異有統計學意義（P＜0.01）。兩種計劃的危及器官劑量比較結果，見表2。

2.3 兩種計劃的機器跳數（MU）和治療時間比較

Rapid Arc計劃的MU、治療時間較3D-CRT計劃明顯增加，差異有統計學意義（P＜0.01）。兩種計劃的MU和治療時間比較結果，見表3。

表1 兩種計劃的靶區劑量比較（±s）

表1 兩種計劃的靶區劑量比較（±s）

注：*與3D-CRT比較，P＜0.01。

放療方式 D1% (cGy) D99% (cGy) Dmean (cGy) HI CI Rapid Arc 4769.69±34.13* 4456.02±18.19* 4615.08±11.27* 1.05±11.72* 0.88±0.44*3D-CRT 4666.43±16.12 4305.00±36.73 4509.33±14.57 1.07±12.37 0.57±0.83

表2 兩種計劃的危及器官劑量比較（±s）

表2 兩種計劃的危及器官劑量比較（±s）

注：*與3D-CRT比較，P＜0.01。

危及器官 放療方式 V30 (%) V40 (%) Dmax (Gy) Dmean (Gy)直腸 Rapid Arc 78.33±3.14* 43.81±4.32* 37.35±3.08* 37.56±2.13*3D-CRT 82.78±4.25 48.26±3.35 41.23±2.87 48.78±4.37膀胱 Rapid Arc 57.95±4.17* 24.72±2.94* 38.64±2.49* 34.15±4.12*3D-CRT 61.76±3.04 27.85±4.14 43.52±5.32 41.94±3.37小腸 Rapid Arc 33.93±2.71* 16.61±1.33* 24.51±2.37* 23.32±2.84*3D-CRT 40.06±2.75 20.35±1.04 28.18±3.22 30.94±2.04股骨頭 Rapid Arc 12.95±3.01* 1.26±0.40* 37.46±3.78* 21.53±2.84*3D-CRT 33.24±3.16 5.21±1.45 46.23±1.86 26.17±2.79

表3 兩種計劃的MU和治療時間比較（±s）

表3 兩種計劃的MU和治療時間比較（±s）

注：*與3D-CRT比較，P＜0.01。

放療方式 MU 治療時間 (s)Rapid Arc 915±11* 92±10*3D-CRT 210±11 31±11

2.4 放療反應及生存率

截止2017年12月，隨訪期12～67月，中位35月，隨訪率100%。治療組I～II度白細胞減少、I～II度放射性腸炎和I度放射性膀胱炎發生率分別為35%、15%和10%；未發生Ⅲ度以上白細胞減少、放射性腸炎和放射性膀胱炎；1年、2年和3年生存率分別為100%、100%和85.7%。

3 討論

宮頸癌傳統的治療方式是手術治療，然而宮頸癌術后仍有較高的復發率。因此，臨床上對于伴有不良預后因素的患者要給予術后輔助放療或（和）化療。放射治療的范圍通常包括瘤床、陰道殘端和盆腔淋巴引流區等幾個部分[13]。宮頸癌術后靶區形狀復雜，常出現腸管下移、腸粘連等并發癥，常規外照射小腸受照體積多，受量提高，同時周圍危及器官多，要求劑量分布較均勻。與前后二野對穿照射或四野盒式照射相比，3D-CRT有明顯的劑量學優勢[14]，3D-CRT技術可以使射野和腫瘤的外輪廓適形，鉛門遮擋能減少危及器官暴露在射野內，降低受累劑量[15]。

由于3D-CRT照射范圍相對較大，極易導致患者發生放射性直腸炎、放射性膀胱炎等急性不良反應，從而對患者的放療進程及生活質量造成不良影響[16]。調強放射治療（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT）在增加腫瘤放療劑量的同時有效地減少對靶區周圍組織的照射，有效地保護周圍正常組織，從而降低患者的急性毒副反應發生率。Rapid Arc在IMRT基礎上，除了多葉光柵、劑量率可調外，還引入了機架旋轉速度，機架旋轉過程中射線出束、劑量率、射野形狀、機架旋轉速度同時可變、可調。Rapid Arc技術最大優點是在不降低劑量分布的同時，減少了治療時間和機器跳數，提高了靶區的生物效應[17]，減少了由于患者不自主運動造成的照射中器官運動誤差和靶區移動誤差，提高了治療的精確性。

本研究比較了宮頸癌術后Rapid Arc與3D-CRT計劃的劑量學差異。研究結果表明，兩種計劃均可滿足靶區處方劑量的要求。Rapid Arc計劃的D1%、D99%、平均劑量（Dmean）、均勻指數（HI）、適形指數（CI）均優于3D-CRT計劃，差異有統計學意義（P＜0.01），說明Rapid Arc技術具有更好的靶區劑量分布、均勻性與適形性。

宮頸癌術后小腸落入盆腔，且腸道粘連致其活動受限，所以小腸是盆腔放療的主要劑量限制性器官，如果小腸受照體積增大，易引起小腸放射性損傷的發生。骨盆、直腸和膀胱在盆腔內的位置相對固定，在宮頸癌術后放療中也是受影響最多的危及器官。本研究發現，Rapid Arc計劃中危及器官直腸、膀胱、小腸、股骨頭的V30、V40、最大劑量（Dmax）、平均劑量（Dmean）均低于3D-CRT計劃，差異有統計學意義（P＜0.01），說明Rapid Arc技術使危及器官得到了較好地保護，同時高劑量區比重明顯下降，降低了最大劑量點劑量。Cozzi等[18]報道，Rapid Arc在靶區覆蓋、減少危及器官受照劑量等方面具有劑量學優勢，與本研究結果相似。

本研究顯示，Rapid Arc計劃的機器跳數（MU）、治療時間較3D-CRT計劃明顯增加，差異有統計學意義（P＜0.01）。分析原因是3D-CRT計劃為四野盒式計劃，照射野少，因而MU、治療時間較短；Rapid Arc計劃采用共面雙弧計劃，延長了MU和治療時間。但是，考慮到Rapid Arc技術靶區劑量分布、均勻性與適形性更好，更好地保護靶區中危及器官，仍推薦宮頸癌術后接受Rapid Arc治療。

蔣軍等[19]報道，10例宮頸癌患者術后接受Rapid Arc治療，白細胞下降、放射性腸炎、放射性膀胱炎發生率分別為20%、20%和10%，1年、2年生存率分別為100%、100%，與本研究結果相似。但由于本組病人數量較少，宮頸癌術后Rapid Arc的療效需要大樣本、長期隨訪觀察。