鼻咽癌患者蒙特卡羅計算對其介質與水吸收劑量差異分析

鄺碧茹

（肇慶市第一人民醫院腫瘤科 廣東 肇慶 526040）

鼻咽癌是指出現在鼻咽部上皮組織的惡性腫瘤。鼻咽癌的發病占我國頭頸部惡性腫瘤首位，具有區域性分布特征，我國南方各省發病率最高，且多見于30 ～59 歲男性，男性的發病率是女性的2 ～4 倍[1]。臨床可出現鼻出血、鼻塞、涕中帶血、腦神經損傷、頸部淋巴結腫大、頭痛、聽力下降等特征。大部分鼻咽癌對放射療法具有中度敏感性，鼻咽癌的首選治療方式為放射療法。而鼻咽癌放射劑量與放療計劃的評估需計算到介質的劑量與到水的劑量的差異[2]。本研究選擇2019 年5 月—2020 年5 月在本院接受診治的100 例鼻咽癌病人，應用蒙特卡羅法計算機體的水吸收劑量和介質吸收劑量的差異，現報道如下。

1.資料和方法

1.1 臨床資料

選擇2019 年5 月—2020 年5 月在本院接受診治的鼻咽癌患者100 例，其中男性66 例，女性34 例，年齡15 ～82 歲，平均年齡（52.3±2.3）歲；納入標準：符合世界衛生組織制定的鼻咽癌的診斷標準[3]；經臨床特征、影像學資料、實驗室檢查確診。預生存期超過3 個月，KPS 評分為60 ～100 分。排除標準：癌變組織出現中樞神經系統轉移、合并全身性病變、感染性病變、血液系統疾病、肝腎功能異常、其他部位原發性惡性腫瘤、有分子靶向治療史、放化療既往史、哺乳期、妊娠期女性。

1.2 方法

病人取仰臥位，CT 模擬機的掃描范圍為顱頂露空1 ～2 層至胸骨下切跡2cm 處，層厚為3mmm。鼻咽原發病灶勾畫靶區為原發腫瘤靶區（GTVnx），臨床高危靶區（CTV1）為向外延伸5cm 包括圓孔蝶竇下、咽旁間隙、鼻腔上額竇、破裂孔，臨床低危靶區（CTV2）為臨床高危靶區外延5mm，頸部陽性淋巴結（GTVnd）包括頸部轉移淋巴結、頸部液化壞死包膜外侵陽性淋巴結，CTV、GTV 向外擴獲得PTV。應用Monaco5.11 計劃系統計劃設計機體水吸收劑量（Dw）與介質吸收劑量（Dm），予以蒙特卡羅計算法設計Vmat 照射計劃。計劃劑量需符合PTV 要求劑量，其中視交叉及視神經D2%低于54Gy，腮腺D50%低于30Gy，腦干D2%低于54Gy；脊髓D2%低于45Gy，PTV 的V110%低于10%且V100%超過98%；劑量體積直方圖（DVH）分析：經DICOM 協議輸入Arccheck驗證軟件，獲得介質吸收劑量（Dm）與水吸收劑量（Dw）偏差值，計算公式為Dw/Dw×100%。比較鼻咽癌病人蒙特卡羅計算法的Dw 及Dm 計劃的靶區劑量參數指標；比較鼻咽癌病人蒙特卡羅計算法的Dm 和Dw 計劃的正常組織參數指標。

1.3 統計學處理分析

全部數據進行SPSS18.0 軟件系統處理分析，計量資料數據為t檢驗，（±s）表示，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2.結果

2.1 鼻咽癌病人蒙特卡羅計算法的Dw 及Dm 計劃的靶區劑量參數指標比較

鼻咽癌病人除PTV66 靶區D50%、D2%、PTV54 靶區D98%水吸收劑量（Dw）與介質吸收劑量（Dm）無明顯差異外，Dw 計劃靶區劑量均顯著高于Dm 計劃靶區劑量，差異有統計學意義（P＜0.05），而Dm 計劃靶區的D50%、D98%的劑量平均偏差低于1%，Dm 計劃靶區的D2%的劑量平均偏差低于2%，見表1。

表1 鼻咽癌病人蒙特卡羅計算法的Dw 及Dm 計劃的靶區劑量參數指標比較（±s）

表1 鼻咽癌病人蒙特卡羅計算法的Dw 及Dm 計劃的靶區劑量參數指標比較（±s）

靶區 參數 Dw（Gy） Dm（Gy） 偏差 t P PTV70 D98% 70.6±0.5 70.1±0.2 0.8±0.4 7.81 ＜0.01 D50% 74.4±0.4 73.5±0.2 0.8±0.3 20.12 ＜0.01 D2% 79.3±1.4 75.6±0.9 1.8±0.9 22.23 ＜0.01 PTV66 D98% 63.5±2.0 62.3±1.9 0.4±0.1 4.35 ＜0.01 D50% 68.9±0.5 68.8±0.6 0.2±0.1 1.28 0.20 D2% 71.3±1.0 71.2±1.1 0.3±0.1 0.67 0.50 PTV60 D98% 62.3±2.1 61.2±1.2 0.5±0.2 4.55 ＜0.01 D50% 70.2±0.8 69.4±0.2 0.8±0.2 9.70 ＜0.01 D2% 76.3±1.2 75.2±0.8 1.6±0.7 7.63 ＜0.01 PTV54 D98% 57.6±0.6 57.7±0.4 0.3±0.1 1.39 0.17 D50% 64.9±1.1 64.5±1.0 0.7±0.2 2.69 0.01 D2% 76.0±1.0 75.0±0.8 1.2±0.2 7.81 ＜0.01

2.2 鼻咽癌病人蒙特卡羅計算法的Dw 及Dm 計劃的正常組織劑量參數指標比較

鼻咽癌病人除視神經外，其他正常組織的Dm 吸收劑量均低于Dw 吸收劑量，差異有統計學意義（P＜0.05）；舌、視神經、腦干、脊髓的介質吸收劑量D2%與水吸收劑量相比，偏差＜1%；顳頜關節偏差<3%；下頜骨偏差＞5%，見表2。

表2 鼻咽癌病人蒙特卡羅計算法的Dw 及Dm 計劃的正常組織劑量參數指標比較（±s）

表2 鼻咽癌病人蒙特卡羅計算法的Dw 及Dm 計劃的正常組織劑量參數指標比較（±s）

組織 參數 Dw（Gy） Dm（Gy） 偏差 t P脊髓 D50% 34.6±1.5 34.1±1.2 0.4±0.2 2.60 0.01 D2% 40.4±1.4 39.5±1.2 0.8±0.2 4.88 ＜0.01腦干 D50% 38.3±2.4 36.6±2.2 0.4±0.1 5.22 ＜0.01 D2% 56.5±6.0 52.3±5.4 0.4±0.1 5.20 ＜0.01視神經 D50% 35.6±10.5 35.8±10.6 1.7±0.5 0.13 0.89 D2% 55.3±10.0 55.2±10.1 0.3±0.1 0.07 0.94下頜骨 D50% 50.3±6.1 48.2±5.7 5.4±1.2 2.52 0.01 D2% 68.2±4.8 66.4±4.0 0.8±1.2 2.88 ＜0.01舌 D50% 46.3±6.2 44.2±5.8 0.6±0.2 2.47 0.01 D2% 64.6±5.6 62.7±5.4 0.4±0.1 2.44 0.01顳頜關節 D50% 44.9±6.1 42.5±5.9 0.7±0.2 2.83 ＜0.01 D2% 68.0±4.0 65.0±3.8 1.2±0.2 5.44 ＜0.01

圖A ～C 1 例鼻咽癌病人計劃劑量蒙特卡羅計算法在CT 圖像內的分布（A 為橫斷面；B 為冠狀位，C 為矢狀位）

3.討論

鼻咽癌的發病因素具有多方面，大部分實驗研究和臨床觀察顯示，遺傳因素、病毒感染、環境因素是鼻咽癌發病的高危因素[4]。鼻咽癌患者具有家族和種族聚集現象；同時在鼻咽癌患者的血清中檢測出EB 病毒抗體，研究發現鼻咽癌活檢組織內具有EBV DNA 特異性病毒mRNA 或基因產物表達[5]；研究發現，鎳含量過高后，亞硝胺致癌；同時性激素紊亂、維生素A 的缺失可促使黏膜對致癌物的敏感性出現變化[6]。鼻咽癌早期可出現鼻涕帶血；雙側或單側逐漸發生閉塞，逐漸進展為單側聽力減低、耳內堵塞感、單側耳鳴、頸部腫物、聽力減低，晚期可發生一側部位固定性、持續性頭痛，甚至出現頭部劇痛、聲嘶、食入反嗆等臨床特征[7]。放射治療是鼻咽癌的首選治療方式。鼻咽癌靶區可分為大體腫瘤區、亞臨床病灶區，其中亞臨床病灶區可侵犯、擴散四周的區域，按照與腫瘤邊緣的距離可分為CTV1 和CTV2。目前，鼻咽癌水吸收劑量和介質吸收劑量的差異應用蒙特卡羅法計算已成為醫學研究的熱點課題[8]。

本研究觀察鼻咽癌水吸收劑量和介質吸收劑量的差異應用蒙特卡羅法計算，結果顯示：鼻咽癌病人除PTV66 靶區D50%、D2%、PTV54 靶區D98%水吸收劑量（Dw）與介質吸收劑量（Dm）無明顯差異外，Dw 計劃靶區劑量均顯著高于Dm 計劃靶區劑量，差異有統計學意義（P＜0.05），而Dm 計劃靶區的D50%、D98%的劑量平均偏差低于1%，Dm 計劃靶區的D2%的劑量平均偏差低于2%，與黃娟等[9]的研究結果大體一致，調強放射療法可對病灶靶區的劑量的適形性顯著改善，同時靶區的照射劑量顯著增高，對靶區鄰近健康組織的保護性更強。但調強放射療法同時具有一定的局限性，因調強放療治療需要照射多個小分子野，靶區外健康組織的低劑量受照體積顯著增強；調強放射治療經調解后的子野對特定劑量的傳輸方式為等中心方式，利用光子效率較低，增多了治療跳數，延長了每次的治療時間，增加了機體的放射劑量的漏射及散射。蒙特卡羅法計算在不同治療技術條件下照射野內靶區和正常組織內的介質吸收劑量、水吸收劑量之間的差異[10]，蒙特卡羅法又稱統計試驗方法或隨機抽樣法，是數學技術的分支之一，是將所求解問題聯系一定概率模型，應用計算機實現統計抽樣或模擬，本研究發現，鼻咽癌計劃靶區的水吸收劑量顯著高于介質吸收劑量，鼻咽癌病人除視神經外，其他正常組織的Dm 吸收劑量均低于Dw 吸收劑量；舌、視神經、腦干、脊髓的介質吸收劑量D2%與水吸收劑量相比，偏差＜1%；顳頜關節偏差＜3%；下頜骨偏差＞5%。綜上所述，鼻咽癌病人應用蒙特卡羅計算機體的水吸收劑量與介質吸收劑量存在差異，其中水吸收劑量數值偏高，尤其在高密度骨性區域兩種劑量的平均差異更顯著，同時不建議對蒙特卡羅計算法下的鼻腔空腔進行高密度填充。