（甘肃省武威肿瘤医院放疗科；甘肃武威 733000）
【摘要】目的：对比、定量分析鼻咽癌调强适形放疗(IMRT)和常规二维放疗(2D-CRT)时靶区及各危及器官的剂量学特点，从剂量学角度观察和比较二种不同放疗技术治疗鼻咽癌的优劣及其临床意义，为鼻咽癌IMRT应用展示剂量学优势。方法：回顾性分析2011年1月至2014年12月间在我院采用此二种不同放疗技术的90例鼻咽癌患者，收集比较两套计划各靶区和危及器官的物理剂量数据，如：Dmax、Dmin、Dmean、D95、V95、CI、HI、危及器官限制剂量。结果：两组计划对肿瘤靶区（PGTVnx、PGTVnd、PGTVrpn）范围的覆盖均无明显差别(P＞0.05)。鼻咽癌高危靶区PCTV1的D95%、V95%、HI值相比差异有统计学意义(P＜0.05)，IMRT对靶区覆盖更好，剂量分布更均匀。PCTV2的Dmin、Dmean、D95%、V95%、CI、HI均有统计学差异(P＜0.05)。显示2D-CRT无论在靶区覆盖程度、适形度、均匀性均较差，靶区范围内存在低剂量区。IMRT计划中脑干、垂体、颞叶、颞颌关节、腮腺受照剂量显著低于常规二维放疗(P＜0.05)结论：从剂量学上分析，IMRT可以使各个靶区得到足够、均匀的剂量分布，周围正常组织得到较好的保护。
【关键词】 鼻咽癌；调强适形放疗；常规二维放疗；剂量学
Dosimetric comparison with intensity modulated radiationtherapy and conventional two-dimensional radiationtherapy to nasopharyngeal carcinoma
LI Xiao-jun1, WANG Xiao-peng*, LU Jing
Gansu Wuwei Tumour Hospital Radiation therapy department, Wuwei, Gansu,733000, China.
[ABSTRACT] OBJECTIVE: To investigate and quantitatively analyze dosimetric characteristics on target volumes and the organs at risk (OARs) of intensity modulated radiation therapy(IMRT) and conventional two-dimensional radiotherapy (2D-CRT) in the treatment of nasopharyngeal carcinoma (NPC). To observe and compare these two different radiotherapy techniques for NPC with regard to the advantages and disadvantages of treatment and clinical significance from the perspective of dosimetry, and to show the dosimetry advantage for application of nasopharyngeal carcinoma IMRT. METHODS: Retrospective analysis of 90 cases from January 2011 to December 2014 in our hospital using these two different radiotherapy treatment, collect and compare the physical dose data of the two sets of planned, such as Dmax，Dmin, Dmean，D95, V95 of the target volume, target conformal index (CI), dose homogeneity index (HI), and OARs limit dose. RESULTS: The coverage of tumor target (PGTVnx, PGTVnd, PGTVrpn) in those two plans has no significant difference (P＞0.05)．However, there was statistically significant in the D95%, V95% and HI of PCTV1 (P＜0.05), IMRT had better coverage and better dose distribution.And there was statistically significant in the Dmin, Dmean，D95, V95,CI and HI of PCTV2 (P＜0.05). The coverage，conformity and homogeneity of 2D-CRT are worse than IMRT, the target area exists low dose area. The dose of brain stem, pituitary, temporal lobe, temporomandibular joint and parotid gland in IMRT program was significantly lower than that in 2D-CRT (P＜0.05). CONCLUSION: From dosimetry analysis, IMRT can make the target volumes get enough, homogeneous dose distribution, and the surrounding organs get preferable protection.
[KEYWORDS]: Nasopharyngeal carcinoma；Intensity modulated radiation therapy；Conventional two-dimensional radiotherapy；dosimetry
鼻咽癌是指发生于鼻咽腔顶部和侧壁的恶性肿瘤，男、女性鼻咽癌发病率分别为头颈部恶性肿瘤的首位及第二位。鼻咽解剖部位深在，加之病理形态以低分化癌为最多见，肿瘤对放射治疗敏感，故NPC首选的治疗手段为放射治疗。直到90年代早期，常规二维放射治疗(2D-CRT)是鼻咽癌标准的放疗方式。卢泰祥等[1]回顾性分析934例初治鼻咽癌单纯常规放疗的4年生存率和无瘤生存率已经达到75.7%、65.1%。随着放射治疗设备的更新、放射生物学研究的发展，上世纪末开始出现的调强适形放疗(IMRT)被认为是放射治疗技术的重大进步。使患者的5年生存率进一步提高，存活患者的生存质量有了明显的改善[2]。笔者回顾性分析2011年1月至2014年12月间在我院采用此二种不同放疗技术的90例鼻咽癌患者，通过对比、定量分析二种不同放疗技术对鼻咽癌靶区及各危及器官的剂量学特点，比较二种放疗技术的优劣及其临床意义，为临床应用提供理论参考。
1 资料与方法
1.1一般资料
研究对象：选择2011年1月～2014年12月间病理学确诊的初治鼻咽癌90例，其中男57例，女33例；年龄38～84岁，中位年龄60.7岁。按自愿原则分为治疗组(调强适形放疗组)与对照组(常规二维放射治疗组)。纳入标准：患者为初治，经病理及影像学检查确诊，且无严重的心、肝、肾疾病。鼻咽癌TNM分期标准参照《恶性肿瘤TNM 分期标准第七版》[3]。年龄≤85岁，KPS评分≥70分，各项检验结果符合放化疗要求；无严重内科疾病。预计生存期＞6个月。无第二原发肿瘤病史，既往未接受过放化疗；近3个月体重下降≤10%。2组在年龄、性别、分期等方面无显著性差异(P＞0.05)，具有可比性。患者病情及治疗方案均于治疗前向患者及家属说明清楚，征得知情同意，并签署放、化疗知情同意书。
1.2 治疗方法
治疗组和对照组均采用热可塑头颈肩面膜固定体位，CT扫描模拟定位，层距为3mm，扫描范围从颅顶到气管分叉。放射治疗: 采用美国Varian公司生产的Clinac CX医用电子直线加速器及其配套的Eclipse 8.6治疗计划系统制定放疗计划。体位验证采用SL-IE模拟定位机，剂量验证采用PTW Octvius Detector 729二维电离室矩阵、Verisoft剂量验证系统。
1.2.1常规二维放疗组
在治疗计划系统的横断位图像、冠状位图像、矢状位图像及DRR透视图上找出相关骨性标志，采用多叶光栅适形，2Gy/fx，QD，一周5次2 Gy/次。2D-CRT计划分三段设野：第一段采用两侧面颈联合大野、颈部切线野为主，面颈联合大野包括颅底、鼻咽咽旁、上颈区，照射36Gy/18F。第二段两侧面颈联合小野避脊髓照射至70 Gy/35F，脊髓前缘以后区域则采用电子线野(9～12 MeV)补量至70 Gy/35F，下颈切线野，14 Gy。第三段PGTVnd则用电子线补量至70Gy。
1.2.2调强适形放疗组
靶区及危及器官勾画：根据ICRU50号和60号报告的定义[4-5]，在融合MRI的CT 图像上逐层勾画。鼻咽癌肿瘤靶区（GTVnx）、咽后转移淋巴结（GTVrpn）和颈部转移淋巴结（GTVnd）。临床靶区（CTV1）包括（GTVnx+GTVrpn）+5～10 mm+整个的鼻咽粘膜及粘膜下5mm。临床靶区（CTV2）涵盖CTV1，同时包括鼻腔后部、上颌窦后部、翼腭窝、部分后组筛窦，咽旁间隙，颅底，部分颈椎和斜坡。颈部淋巴引流区包含在CTV2中，如没有淋巴结转移，照射两侧Ⅱ、Ⅲ、Ⅴa区淋巴引流区，如有淋巴结转移，则加照Ⅳ、Ⅴb区。计划靶区（PTV）为各靶区分别外放3 mm，（PTV在接近脑干、脊髓、颞叶方向时外扩缩小并修回，与皮肤距离在2mm）。危及器官勾画包括：脊髓、脑干、大脑颞叶、垂体、视交叉、视神经、晶体、颞颌关节、腮腺。
靶区剂量处方及危及器官剂量限制：PGTVnx、PGTVnd、PGTVrpn、PTV1 和PTV2 分别为69Gy/30次、69Gy/30次、69Gy/30次、60Gy/30次、54Gy/30次。采用同期加速推量放疗（SMART boost）方法[6]。危及器官剂量限制：参照RTOG0615试验要求设定危及器官限制剂量，脊髓：D1cc≤45 Gy；脑干：Dmax＜54Gy；视交叉：Dmax＜54Gy；垂体：Dmax≤50Gy；晶体：Dmax＜8 Gy；视神经：Dmax＜54 Gy；颞颌关节：Dmax≤60 Gy；大脑颞叶：D10≤60 Gy；腮腺：D50≤35Gy。
计划设计：采用多叶光栅动态调强方式进行7个野共面逆向治疗计划，根据靶区及危及器官受量要求设优化通量条件，优化各野的权重和通量图，计算最终的剂量分布。由物理师及临床医师对该计划进行评估审核确认，符合临床要求后由物理师进行剂量验证。
1.3评价方法
靶区评价指标：最大量(Dmax)、最小量(Dmin)、平均量(Dmean)、D95(95%靶体积受照剂量)、V95 (95%处方剂量照射靶体积)；危及器官剂量评价：Dmax、Dmin、Dmean及与限制剂量比较，靶区适形度指数（CI）：CI=1时靶区适形度最高，剂量不均匀指数(HI)： HI值越大(越远离1)说明该计划的剂量分布均匀性越差。依据剂量体积直方图（DVH）以及在横断面图像上对靶体积和危及器官的逐层分析来对靶体积和危及器官剂量分布进行评价。
1.4统计学方法
应用 SPSS 17.0统计软件进行分析，临床资料可比性及组间率的比较采用χ2检验， 组间均数比较采用配对t检验或秩和检验。
2 结果
2.1两组计划靶区剂量及体积比较
IMRT和2D-CRT治疗计划剂量学对比结果见表1。从表1可见，两组计划对肿瘤靶区（PGTVnx、PGTVnd、PGTVrpn）范围的覆盖均无明显差别(P＞0.05)。鼻咽癌高危靶区PCTV1的D95%、V95%、HI值相比差异有统计学意义(P＜0.05)，IMRT对靶区覆盖更好，剂量分布更均匀。PCTV2的Dmin、Dmean、D95%、V95%、CI、HI均有统计学差异(P＜0.05)，显示2D-CRT无论在靶区覆盖程度、适形度、均匀性均较差，靶区范围内存在低剂量区，颈部Ⅴ区淋巴结引流区、部分筛窦、颅底未完全包含，而IMRT能充分覆盖鼻咽癌低危区域，剂量梯度分布理想。
3 讨论
2D-CRT治疗鼻咽癌多年，其定位主要依据骨性解剖标记，而不是根据肿瘤实际的准确范围进行靶区勾画，因靶区剂量覆盖差而使肿瘤缺量，进而影响疗效，文献报道局部失败率可达15％～58％，并且正常组织损伤发生率也高。IMRT是一种全新照射技术，它利用TPS计划系统及CT影像对肿瘤靶体积和危及器官进行准确勾画。采用逆向治疗计划系统，对设定的靶区处方剂量和危及器官限制剂量进行计算迭代优化，并通过动态光栅调节射线的强度和出束方式，产生高度适形的靶区剂量分布，明显减少危及器官的受照剂量和体积，减轻副反应，提高治疗增益比。
Ching-yeh Hsiung研究发现[7]：由于骨质对射线剂量的衰减，颅底实际剂量较等中心点处方剂量低11％左右，常规放疗常采用水等效密度计算剂量，无法考虑剂量衰减。IMRT通过CT扫描时产生的物质的电子密度，有效的解决了不均匀组织的剂量校正，层间散射等因素对剂量分布影响。常规二维放疗计划中，首程照射达到40-50Gy时，茎突后间隙在矢状位上与颈段脊髓重叠，为了保护脊髓，必须缩野，存在多个照射野的衔接问题，常规二维放疗难于给予该区域根治剂量，造成茎突后间隙肿瘤侵犯时常规二维放疗后肿瘤局部复发明显增高。另一方面，PCTV2区域剂量偏低，其原因在于颈前切线野对位于颈部淋巴引流V区的剂量不足，或x射线和电子线接野时邻近颈动脉鞘区剂量不足。本研究也见到这种现象，二种技术均能满足肿瘤靶区（PGTVnx、PGTVnd、PGTVrpn）的剂量要求，肿瘤区受照剂量无显著差异，但IMRT组PCTV1、PCTV2的HI明显好于2D-CRT组，其HI值分别为1.01和1.23。2D-CRT组PCTV2靶区范围内存在Dmin=14.8Gy的低剂量区。IMRT的PCTV2的靶区剂量呈“蝶形”分布，两组适形度比较有显著差异，IMRT计划靶区内剂量比较均匀，可按靶区形状产生合适的剂量分布。由此可以推论，IMRT 与常规二维放疗近期疗效可能相似，但IMRT 远期疗效可能好于常规二维放疗。
Kwong等研究证实[8]，鼻咽癌患者给予高量放疗可以进一步改善局部控制率。本研究中剂量学结果显示IMRT放疗PGTV的平均照射剂量为70.4Gy，单次照射剂量达到了2.29Gy以上，属于加速分割模式，比较常规二维放疗单次分割2.0Gy照射，能增加肿瘤放射生物学效应。鼻咽癌患者同步放化疗疗效较好，赵充等[9]报道419例鼻咽癌患者接受放疗的长期随访结果，5a局部控制率、总生存率分别为92.7%和83.3%，生存期长，鼻咽癌放疗致近期毒副反应如：口腔黏膜反应、皮肤反应、进食困难，远期毒副反应如：放射性软组织纤维化、口干、张口困难。严重影响患者生活质量，越来越受到放疗医生的关注，本研究发现调强放疗组脑干、垂体、颞叶、颞颌关节、腮腺受照剂量显著低于常规二维放疗，从而进一步证明IMRT技术能更有效地保护周围重要器官如腮腺、颞叶、颞颌关节和垂体，降低毒副反应的发生。
鼻咽癌的放射治疗技术由传统的常规二维照射技术进入三维适形调强放疗的时代，从剂量学上分析，IMRT最大的优点可以保证靶区受到确切的适形高剂量照射的同时，彻底解决了射野的衔接问题。使周围正常组织的受照剂量明显减少，从而提高了肿瘤的局控率和长期生存率。减少了正常组织的损伤、明显改善了患者的生存质量。鼻咽癌IMRT的应用有更广阔的前景。
参考文献
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[9]赵充，肖巍魏，韩非等．419例鼻咽癌患者调强放疗疗效和影响[J]．中华放射肿瘤学杂志，2010，19(3)：191-196．
论文作者:李小军,,王小鹏通讯作者, 芦静
论文发表刊物:《医师在线》2017年10月下第20期
论文发表时间:2018/1/9
标签：剂量论文; 鼻咽癌论文; 器官论文; 肿瘤论文; 常规论文; 计划论文; 患者论文; 《医师在线》2017年10月下第20期论文;