不同子野数量的静态调强治疗中晚期宫颈癌的剂量学比较

朱均强，班卫华，王洪乾，苏煜，林海超

（1.玉林市红十字会医院肿瘤放疗科，广西 玉林 537000；2. 百色市人民医院肿瘤放疗科，广西 百色 533000；3. 玉林市红十字会医院妇科一区，广西 玉林 537000）

0 引言

宫颈癌的发病率和死亡率较高，中晚期宫颈癌推荐使用以放疗为主的综合治疗[1-2]。中晚期宫颈癌靶区复杂，危及器官较多，调强放射治疗（Intensity Modulated Radiotherapy, IMRT）技术通过控制多叶光栅（Multi-leaf Collimator，MLC）的位置及驻留时间改善靶区剂量分布，降低危及器官和正常组织受量，在宫颈癌治疗中逐渐被广泛应用[3-4]。静态调强技术（Static intensity-modulated radiotherapy, sIMRT）是调强技术的一种方式，按照射野要求的强度分布或设定的子野数量进行分级，利用MLC 形成的多个子野进行分布照射，它的实现方式为MLC 先运动至设定位置，停止运动后出束投照，然后MLC 再运动至下一个子野，继续照射，可以减少MLC 的磨损，降低机器故障发生率。静态调强在保持调强优势的同时，可以缩短治疗时间，简化验证[5-6]。本文采用Pinnacle3 9.10计划系统，采用5 野固定野调强技术，比较子野数量为25，35和50 的静态调强技术治疗中晚期宫颈癌时的剂量学优缺点，为临床应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 病例选择及一般资料

回顾性选取我院2017 年10 月至2019 年3 月收治的50例中晚期宫颈癌患者，年龄38～68 岁，中位年龄52 岁。所有患者经两名副高级及以上妇科医师检查，其中Ⅱb 期17 例，Ⅲa 期15 例，Ⅲb 期18 例。所有患者KPS＞70，均自愿接受盆腔外照射治疗联合后装放疗。

1.2 患者定位及靶区勾画

患者仰卧，双腿自然伸直，采集CT 图像前膀胱适度充盈，双手互握肘关节并置于前额，采用体膜固定。用美国通用电气公司的Discovery CT 模拟定位机扫描，层厚5mm。临床靶区体积（Clinic target volume, CTV）包括原发肿瘤区域及髂外、髂内、髂总、闭孔、骶前淋巴结等区域及其周围组织[5]。主管医生在CT 影像上勾画原发肿瘤（Gross target volume, GTV）和CTV，考虑身体器官运动和摆位误差后，将CTV 在各个方向外扩5mm 形成计划靶区PTV（Planning target volume, PTV）。由两位有经验的主治医师及以上级别的医师共同确认，以减小靶区不确定度。同时勾画股骨头、马尾、膀胱、直肠和小肠等危及器官。

1.3 计划设计

采用Pinnacle3 9.10 计划系统，以机架180°为起始角度等分圆周布5 野，治疗床和准直器角度均为0°，选取6MV X线等中心照射，靶区处方剂量为50Gy，共25 次，每次2Gy，剂量率为400MU/min，要求计划靶区95%的体积达到处方剂量，采用直接机器参数（DMPO）算法。危及器官限量为：脊髓最大剂量Dmax＜40Gy，脊髓外放的保护区最大剂量Dmax＜42Gy，股骨头V50＜5%，小肠受照剂量V50＜10%，膀胱和直肠受照剂量V50＜50%。通过逆向优化设计放疗计划，设置最小子野跳数为4，最小子野面积为4 cm2，允许铅门运动，设置子野数量分别为25（P25），35（P35）和50（P50）。为保证计划质量，确认25个子野的静态调强计划符合临床要求之后再设计35 和50 个子野的放疗计划。所有的计划均由同一名经验丰富的物理师设计和两名临床医生审核。在美国Varian 公司的IX 型加速器上治疗。

1.4 计划评价

通过剂量- 体积直方图（Dose volume histogram, DVH）比较三种计划PTV 的最小剂量Dmin、最大剂量Dmax、平均剂 量Dmean，V＜46.5Gy（PTV 内＜93% 处 方 剂 量（46.5Gy）的 体积 百 分 比）、靶 区 均 匀 指 数[7]（Homogeneity Index, HI）和适形指数(Conformity Index, CI)，危及器官（膀胱、小肠和直肠）的受照剂量体积V40（40Gy 剂量照射的体积）和V50，剂量最大值Dmax和平均剂量Dmean。通过传输参数，统计各组机器跳数MUs，各组的治疗时间（该时间为病人摆位后开始治疗到加速器出束完后的时间，不包含摆位时间）用公式T=6.4S+12.3F+0.3M+0.17G 计算，其中T 为治疗时间（单位为s），S 为总子野数量，F 为射野数量，M 为机器跳数，G 为机架旋转的总角度[8]。

HI 表示如下[7]：

其中，VRef表示100%处方剂量包含的体积，VT-Ref表示计划靶区内100%处方剂量包含的体积，VT表示计划靶区体积。CI 值为0～1，该值越接近1 表示靶区适形度越好。

1.5 统计学方法

应用SPSS 22 软件完成统计分析。定量数据经正态分布验证，结果以±s 描述，组间均值差异进行单因素方差分析，两两多重比较采用LSD-t 法，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 计划靶区剂量分布

对于三组放疗计划，计划靶区的Dmin、Dmean、Dmax、V＜46.5Gy、HI 和CI 的均值差异均有统计学意义（P＜0.01），详见表1。从表中可以看出，P50组的Dmin较高，Dmax和Dmean较低，HI 值较小，说明计划靶区剂量分布较均匀，CI 值较大，说明靶区适形度较好。随着子野数目减少，HI 值变大，CI 值变小，表明靶区适形度变差，剂量分布变得不均匀。

表1 三种计划PTV 内剂量分布参数、均匀指数和适形指数

2.2 危及器官受照剂量及体积

虽然有些数据差异没有统计学意义，但是P25组的膀胱、直 肠 和 小 肠 的V40、V50、Dmax和Dmean均 值 较P35和P50两 组高，P35组比P50组均值略大，有些数值比较接近。方差分析结果表明，膀胱的V50、Dmax和Dmean，小肠的Dmax和Dmean，直肠的V40、V50、Dmax和Dmean差异均有统计学意义（P＜0.05）；其他数据差异没有统计学意义（P＞0.05）。对于膀胱、小肠和直肠，P25组的V50比P50组的均值大9.08%、16.13%和13.46%，Dmax比P50组的均值大1.80Gy、1.42Gy 和1.62Gy，详见表2。左股骨头和右股骨头的V50均值皆小于2%，脊髓Dmax均小于42Gy。

2.3 机器跳数和治疗时间

随着子野数量增加，机器跳数减少，治疗时间增加。P25、P35和P50组 的 机 器 跳 数 分 别 为（775.24±53.29）、 （725.68±60.92）和（704.16±80.83），差 异 有 统 计 学 意义（F=8.474，P＜0.001）；治疗时间分别为（513.57±15.60）s、（562.70±25.67）s 和（652.24±24.25）s，差异有统计学意义（F=350.347，P＜0.001）。

3 讨论

中晚期宫颈癌主要采取以放疗为主的放化疗联合近距离治疗，盆腔外照射是其中的重要环节。常规放疗往往局部靶区剂量不足，三维适形靶区覆盖较好，但是直肠、膀胱和小肠等受到较大体积的照射。调强放疗技术可改善剂量分布，提高宫颈癌患者无进展生存期，改善患者生活质量[9]。吕银等[10]研究认为宫颈癌放疗过程中应当优化外照射技术和近距离治疗技术，降低膀胱、小肠和直肠的最大剂量及照射体积，以降低尿道反应和肠道反应[11]。曾华驱等[12]研究显示5 野和7野对宫颈癌静态调强放疗计划影响不大，以180°为起始角度的等分圆周的5 野计划比0°为起始角度的计划好。本研究采用以180°为起始角度的等分圆周的5 野进行计划设计，探讨子野数量对中晚期宫颈癌静态调强计划剂量学的影响。

影响静态调强计划质量的子野因素有子野数量、最小子野面积、最小子野跳数等[13-14]。子野数量过少，最小子野面积过大，最小子野跳数过大等会使治疗计划靶区均匀度和适形度变差，冷热区域较大，并造成危及器官受量增加[8,13]。王琳婧等[15]使用Pinnacle3 计划系统比较了7 野49、35 和21个子野的宫颈癌静态调强计划，发现子野数量对PTV 的D95和Dmean影响有显著差异；子野数为49 的计划的直肠V50和Dmean、膀胱V50 比35 个和21 个子野数的计划低（P＜0.05）。林 涛 等[8]使 用Pinnacle3 计 划 系 统 比 较 了15、25、30、40 和60 个子野的宫颈癌术后计划，发现子野数量对PTV 的Dmax、Dmin、HI、CI 和直肠的V50影响差异有统计学意义。朱均强[7]使用Eclipse 计划系统比较了强度等级为5，7 和10 的宫颈癌静态调强计划，发现PTV 的Dmax、Dmean、HI、CI 的差异有统计学意义；膀胱、小肠和直肠的Dmax及直肠的V50差异有统计学意义。本研究中V＜46.5Gy反映PTV 中低剂量体积，随着子野数量增加，该体积百分比减小。本研究结果表明，子野数量增加，计划靶区的均匀性和适形度较好，计划靶区的各项参数的均值均有统计学意义，同时，膀胱、小肠和直肠的Dmax和高剂量体积减小。

表2 三种计划危及器官受照剂量及体积分数

影响治疗效率的主要因素有射野数量、子野数量和机器跳数等[8]。林涛等[8]发现，子野数量增加，总机器跳数增加，治疗时间延长。但本研究结果显示，随着子野数量增加，总机器跳数有所减小，治疗时间延长。使用动态调强技术[16]或者旋转调强技术可改善剂量分布并提高治疗效率。

对于宫颈癌术后患者，25 个子野的静态调强计划即可获得较好的剂量分布和执行效率。但是中晚期宫颈癌患者计划靶区较大，放疗时可以综合考虑靶区剂量分布、危及器官受量和治疗效率等因素选择合适的子野数量,优先选取35 个子野的静态调强计划。