1、宫颈癌螺旋断层和容积旋转调强治疗剂量学研究摘要 目的 评估螺旋断层放射治疗（TOMO）和容积旋转调强（VMAT）对于宫颈癌剂量学的影响。 方法 选取 2015 年 5 月2016 年 2 月在浙江省肿瘤医院治疗的 20例宫颈癌患者，分别应用 TOMO 和 VMAT 两种照射技术，比较两种照射技术之间的靶区和危及器官之间的剂量学参数、有效治疗时间以及治疗跳数。 结果 应用 TOMO 治疗技术患者，肿瘤靶区的适形指数为（0.8950.013 ） ，均匀性指数为（0.051 0.010） ，均优于应用VMAT（0.8600.021） 、 （0.079 0.010） （P 关键词 宫颈癌；螺旋断层放射
2、治疗；容积旋转调强；剂量学 中图分类号 R737.31 文献标识码 A 文章编号 1673-7210（2017）04（b）-0095-04 Abstract Objective To investigate the influence of helical tomotherapy （TOMO） and volumetric modulated arc therapy （ VMAT） on the dosimetry of cervical cancer. Methods Twenty cases of patients with cervical cancer treated in Zheji
3、ang Cancer Hospital from May 2015 to February 2016 were selected， they were taken radiotherapy techniques of TOMO and VMAT respectively. The dosimetry parameters， effective deliver time and monitor unit of target region and organ at risk between two radiotherapy techniques were compared. Results For
4、 the patients applying TOMO technique， the conformity index was （0.895 0.013） ， homogeneity index was （0.0510.010） ， which were all better than those applying VMAT （0.8600.021 ） ， （0.079 0.010） （P 1.1 一般资料 选择 2015 年 5 月2016 年 2 月在浙江省肿瘤医院治疗的、期宫颈癌晚期放射治疗患者 20 例，年龄 2856岁，中位年龄 45 岁，患者都是广泛子宫切除，并行腹膜淋巴结清扫。
5、1.2 方法 1.2.1 CT 模拟定位 CT 扫描前 1 h 患者排空膀胱，口服800 mL 水（含 20 mL 浓度为 76%的泛影葡胺） ，憋尿充盈膀胱。患者取仰卧位躺在腹部体罩固定板上，双手抱头置于额前。采用?崴芴迥潭逦唬?在人体的两侧和体前的激光灯十字线处分别放置铅珠。由 GE high-speed 80 cm CT 模拟机扫描获取患者的影像数据，扫描的范围：上界至胸 12 下缘，下界至闭孔下缘，层厚 5 mm。 1.2.2 靶区和危及器官的勾画 通过 RayStation V4.5.1.14治疗计划系统接收患者 CT 图像，根据 ICRU 50、62 号文件逐层勾画临床靶体积（cl
6、inical target volume，CTV） 、计划靶体积（planning target volume，PTV ） 、危及器官（organ at risk，OAR） 。对于宫颈癌晚期患者的 CTV 包括阴道及残端、阴道旁软组织、盆腔淋巴引流区域（包括髂总、髂外、髂内、闭孔及髂前淋巴结区） 、腹主动脉旁淋巴引流区。PTV在 CTV 的基础上外放 0.72.0 cm。OAR 包括直肠、膀胱、骨髓、肠袋、脊髓、肾脏。 1.2.3 靶区处方剂量和危及器官的限量 处方剂量：PTV 46.8 Gy/26 次，1 次/d，5 次/周。危及器官剂量限制：膀胱D2cc50 Gy，直肠 D2cc50 Gy
7、，骨髓1090%且2075%，肠袋 V46.8195cc ，左肾和右肾均为12.550%且22.530%，脊髓 Dmax40 Gy。 1.2.4 治疗计划设计 VMAT 采用双弧旋转照射（ 178到 182和 182到 178） ，由 RayStation V4.5.1.14 治疗计划系统计算并优化而来。TOMO 采用 360螺旋照射，结合初始优化参数（射野宽度为 2.5 cm，调制因子 2.22.3，螺距 0.287）由 TomoHTMV2.0.5 逆向治疗计划系统计算并优化而来。 1.2.5 评估方法 两种不同的治疗计划对靶区和 OAR 的评价参数如下：靶区。PTV 根据 ICRU 83
8、号报告，采用接近最大剂量 D1、D2，接近最小剂量 D98、D99，平均剂量Dmean，靶区的处方剂量覆盖 D95，靶区的均匀性指数（homogeneity index，HI）= （D2-D98）/D95，D2、D95、D98 分别表示 2%、95%、98%的靶体积接受的剂量，HI 值越接近 0，表示靶区剂量梯度陡直，均匀性越好。适形指数（conformity index，CI）=（VT，ref VT，ref）/（VTVref） 。 VT 为靶区的体积，VT，ref 为处方剂量等剂量线面所包绕的靶区体积，Vref 为处方剂量等剂量线面所包绕的所有区域的体积。CI 取值在0 1，越靠近 1 说明
9、靶区适形性越好。OAR。直肠统计D2cc（Gy） 、D1cc（Gy） 、V30（%） 、V40（%） 、V45 （%） ；膀胱统计了 D2cc（ Gy） 、D1cc（Gy） 、V40（%） 、V45（%） ；骨髓统计了 V10（%） 、V20（%） 、V30（%） 、V40 （%） ；肠袋统计了 V10（%） 、V20（%） 、V30（%） 、V40 （%） 、V46.8（cc） ；肾脏统计了 V12.5（% ） 、V22.5 （% ） 、Dmean（Gy） ；脊髓统计了 Dmax（Gy） 。 1.2.6 MU 和 DT MU 为评估两种治疗计划的所有MU。DT 为加速器上执行跳数的时间（不包
10、括摆位时间） 。 1.3 统计学方法 应用 SPSS 13.0 软件对结果进行统计分析，计量资料以均数标准差（xs ）表示，采用配对 t 检验，以 P 0.05） 。2.2 OAR 剂量学比较 如表 2 和图 1（封四）所示，对于 OAR 的比较，直肠除了 V45 差异无统计学意义（P 0.05）外，D1cc、D2cc、V30、V40 差异均有统计学意义（P 0.05） ，D1cc、D2cc、V40 TOMO 均比 VMAT 低，差异均有高度统计学意义（P 0.05） 。肠袋除了 V10 和 V46.8 外，V20、V30、V40 TOMO 均比 VMAT 低，差异均有统计学意义（P 3 讨论
11、 宫颈癌晚期患者的靶区体积较大，且沿人体纵轴方向形状变化范围较大。与 VMAT 相比，TOMO 加速器改变了多叶准直器（multileaf collimator，MLC）的设计，使得加速器能产生强度分布更复杂的射野，既可以确保靶区剂量的均匀性，又可以实现射线路径避开需要保护的 OAR，同时可以治疗多个靶区，并且再治疗时已经治疗过的区域及 OAR可以得到准确的避让10。本研究结果显示，两种治疗计划的靶区处方剂量覆?wD95 相似。比较 PTV 各项参数，靶区近似最大剂量（D1，D2）和平均剂量（Dmean）TOMO 均比 VMAT 低，分别低了 1.13、1.14、0.74 Gy，靶区的近似最大
12、剂量 D98 和 D99 TOMO 比 VMAT 高，分别高了 0.33、0.59 Gy，表明 TOMO 可以降低靶区的高剂量体积，同时尽可能地保证靶区接受的近似最小剂量接近处方剂量，TOMO 可以使靶区的剂量梯度更加陡直；TOMO 计划的 CI 和 HI 较VMAT 计划，分别提高了 4%和 35%，表明 TOMO 具有更好的适形性和均匀性。 TOMO 对于 OAR 的保护也有明显的优势。直肠、膀胱是一种混合型的 OAR，由并联单位和串联单位构成，它的放射耐受性与百分体积剂量相关，同时与局部最高剂量也相关。本研究中直肠、膀胱的 D1cc 和 D2cc，TOMO 分别比VMAT 低了 0.93
13、、0.76 Gy 和 0.54、0.48 Gy，直肠 V30、V40 TOMO 分别比 VMAT 降低了 5%、13%，膀胱 V40 TOMO 比VMAT 降低了 11%。较 VMAT 计划，TOMO 计划明显降低直肠、膀胱的受照剂量，减少急性膀胱炎11和直肠出血12等的放射性损伤风险。骨髓是并行器官，属于晚反应组织，据相关研究报道称骨髓抑制的发生与 10、20、40 Gy 的受照体积成正相关，且在同步放化疗中 10、20、30 Gy 的受照体积分别低于 90%、76%、40%，对于骨髓抑制的发生可明显降低13-14 。本研究中，骨髓 V10、V20、V30、V40 TOMO分别比 VMAT
14、降低了 10%、18% 、21.5%、16.8% ，是本研究中 OAR 优势最为明显的正常组织，TOMO 可明显较少骨髓的受照体积，从而降低在放射治疗中发生骨髓抑制的概率。脊髓属于串行器官，脊髓最大剂量 TOMO 比 VMAT 低了 5.8 Gy。肠袋包括小肠和乙状结肠，它的放射毒性发生率与受照体积相关15，V20、V30、V40 TOMO 比 VMAT 降低了7.8%、8% 、9%，TOMO 可以降低小肠和乙状结肠的毒副作用。 有效 DT 的长短直接影响着患者治疗的舒适度，另外也会增加治疗中的不确定因素，如患者的器官移动，患者本身因不舒适而造成的移动等。本研究中 DT 和 MU 上 TOMO
15、计划分别是 VMAT 计划的 4 倍和 14 倍。与 Tsai 等5报道一致，TOMO 比 VMAT 的 DT 长（3.8 min 比 2.6 min）且 MU多（3368 比 309） 。 4 结论 VMAT 和 TOMO 都属于旋转治疗，可以 360任意角度治疗，不受角度限制，但两者治疗技术实行方式不同，一个是可以在常规加速器上开展的容积旋转调强，一个是只能在 Helical TOMOtherapy 上开展的螺旋断层调强。较常规加速器的普通 MLC，Helical TOMOtherapy 配备的是独特的二元气动 MLC，基于此种技术结构优势，使得 TOMO 在剂量分布上更具优势，对于肿瘤靶
16、区形状、大小等更为灵活。本研究发现两种技术的治疗计划在满足临床要求的前提下，靶区在 CI 和 HI 方面，TOMO 有明显的优势；在 OAR保护方面，TOMO 也有很大优势，其中优势最大的是股骨头，其次是脊髓，另外膀胱 V40 和直肠 V40 以及肠袋也有较大的优势。在 DT 和 MU 方面，TOMO 明显大于 VMAT，治疗效率及对射束的利用率不高。 TOMO 在宫颈癌放射治疗中有明显的剂量学优势，除了治疗效率劣于 VMAT。但是在实际治疗过程中，这种剂量学优势能否转化为肿瘤的控制率的提高，以及正常组织的毒副作用减轻，仍需进一步的临床研究，这将是下一步工作的重点与方向。 参考文献 1 陈亚正
17、，黎杰，廖雄飞，等.VMAT 和 IMRT 技术在乳腺癌根治术后放疗中的剂量学比较J.肿瘤预防与治疗，2014，27（5）：226-230. 2 李益坤，刘海，王晓萍，等.螺旋断层放疗与常规调强放疗在乳腺癌保乳术后同步推量中的剂量学比较J.临床肿瘤学杂志，2013，18（7 ）：648-651. 3 杨美玲，黎静，李志强，等.螺旋断层放疗与常规放疗在全脑全脊髓照射中的剂量学比较J.临床肿瘤学杂志，2014，19（8）：718-722. 4 张矛，金海国，卜明伟，等.脑胶质瘤术后 VMAT与 IMRT 放疗技术间比较J. 中国医学物理学杂志，2011，28（6）：2959-2963. 5 Tsa
18、i CL，Wu JK，Chao HL，et al. Treatment and dosimetric advantages between VMAT，IMRT ，and helical tomotherapy in prostate cancer J. Med Dosim，2011，36（3）：264-271. 6 李全义，戴相昆，蔡博宁，等.鼻咽癌螺旋断层调强与快速旋转调强放射治疗的剂量学比较J.中国癌症防治杂志，2016，8 （4）：230-234. 7 杨咏强，冯林春，王运来，等.直肠癌术前容积旋转调强放疗和螺旋断层放疗的剂量学比较J.解放军医学院学报，2014，35 （2）： 146-
19、149. 8 Dizmen A， Yazlcl O，Kocer AM，et al. Dosimetric comparison of Helical Tomotherapy and VMAT for endometrial cancer J. Radiotherapy & Oncology，2016，119：S791-S792. 9 Renardoldrini S，Guinement L，Salleron J，et al. Dosimetric comparaison between VMAT and tomotherapy with para-aortic irradiation for c
20、ervix carcinoma J. Cancer Radiother，2015，19（8 ）：733-738. 10 马林.螺旋断层放疗系统的临床应用J.中国医疗设备，2014，29 （10 ）：12-14. 11 Viswanathan AN，Yorke ED，Marks LB，et al. Radiation dose-volume effects of the urinary bladder J. Int J Radiat Oncol Boil Phys，2010 ，76 （3 Suppl）：S116-S122. 12 Michalski JM，Gay H，Jackson A，et a
21、l. Radiation dose-volume effects in radiation-induced rectal injury J. Int J Radiat Oncol Boil Phys，2010 ，76 （3 Suppl）：S123-S129. 13 Rose BS，Aydogan B，Liang Y，et al. Normal Tissue Complication Probability Modeling of Acute Hematologic Toxicity in Cervical Cancer Patients Treated With Chemoradiothera
22、py J. Int J Radiat Oncol Boil Phys，2011，79（3）：800-807. 14 Mahantshetty U，Krishnatry R，Chaudhari S，et al. Comparison of 2 contouring methods of bone marrow on CT and correlation with hematological toxicities in non-bone marrow-sparing pelvic intensity-modulated radiotherapy with concurrent cisplatin for cervical cancer J. Int J Gynecol Cancer，2012 ，22（8）：1427-1434. 15 Kavanagh BD，Pan CC，Dawson LA，et al. Radiation dose-volume effects in the stomach and small bowel J. Int J Radiat Oncol Boil Phys，2010 ，76 （3 Suppl）：S101-S107. （收稿日期：2017-01-02 本文?辑：张瑜杰）
