不同子野数对中晚期宫颈癌静态调强影响的研究

朱均强

玉林市红十字会医院 肿瘤放疗科，广西 玉林 537000

不同子野数对中晚期宫颈癌静态调强影响的研究

朱均强

玉林市红十字会医院 肿瘤放疗科，广西 玉林 537000

目的比较不同子野数量的五野静态调强技术在中晚期宫颈癌靶区的剂量分布、危及器官限量及治疗时间方面的差异，为临床治疗提供参考。方法选取25例Ⅱb～Ⅲb期宫颈癌患者，在增强CT图像上勾画靶区和危及器官。利用Eclipse 10.0计划系统制定放疗计划，设置子野数分别为50个（G1组）、35个（G2组）及25个（G3组），通过分析剂量体积直方图（DVH），比较3种方式的靶区适形指数（CI）、均匀指数（HI）、危及器官受量和治疗时间的差异。结果G1组靶区最大剂量（Dmax）及平均剂量（Dmean）较低，靶区适形度及均匀度较好，优于G2和G3两组，差异有统计学意义（P＜0.05）。对于膀胱、小肠和直肠，3组V20差异不大；V30、V40、V50及Dmax，G1组比其他两组低，G2组比G3组低，其中，Dmax和直肠的V50差异有统计学意义（P＜0.05）。G1组的机器跳数比G2和G3组小（P＞0.05）。G1、G2和G3组执行时间分别约8.5 min、7.2 min和6.5 min。结论子野数较多的静态调强方法拥有较好的靶区适形度及均匀度，且能有效保护危及器官，但治疗时间延长，临床应用时可根据实际需要综合选择子野数。

宫颈癌；调强放射治疗；静态调强；子野数量；剂量学

宫颈癌是一种常见的妇科恶性肿瘤，严重危害妇女的生命健康[1]。Ⅱb～Ⅲb期宫颈癌为中晚期宫颈癌，不宜采用手术治疗，通常采用放射治疗、化学治疗以及以放疗为主的综合治疗[2-4]。宫颈癌靶区较复杂，危及器官较多，常规适形放疗（Conformal Radiation Therapy，CRT）往往靶区局部剂量不足而且危及器官受量较高，三维适形照射（3D-CRT）虽然有良好的靶区适形度，但是膀胱、直肠及小肠受照体积较多，并发症较高[5-9]。调强放射治疗通过控制多叶光栅（Multi-leave Collimators，MLC）的位置及驻留时间改变靶区剂量分布，使得靶区内剂量均匀，适形度较高，同时降低周围正常组织的照射剂量及照射体积，在临床中应用越来越广泛。静态调强是调强的一种方式，它的实现方式为MLC先运动至设定位置，停止运动之后再出束照射，可以减少多叶光栅的磨损，降低机器故障。适量子野的静态调强在保持调强优势的同时，可以缩短治疗时间，同时验证较简单[10-14]。本研究以五野固定野调强为例，比较不同数量子野对中晚期宫颈癌放射治疗计划的影响，为临床应用提供参考。

1 资料与方法

1.1 资料

选取我院2015年收治的25例中晚期宫颈癌患者，年龄40～66岁，平均年龄52岁。所有患者经病理诊断确诊，其中中分化鳞癌Ⅱb期9例，Ⅲa期7例，Ⅲb期9例。患者KPS评分＞70，自愿接受放射治疗。

1.2 方法

1.2.1 患者定位

患者口服800 mL水并憋尿使膀胱适度充盈，1 h后定位扫描。定位时，患者仰卧在胸腹平板上，双腿自然伸直，双手互握肘关节并置于前额，用体膜固定。用GE公司的Discovery模拟定位机行CT增强扫描，扫描层厚5 mm。通过专用网络将CT图像传输至Eclipse工作站。

1.2.2 体积定义

肿瘤体积（Gross Target Volume，GTV）包括子宫、宫颈、阴道等原发肿瘤，临床靶区体积（Clinical Target Volume，CTV）包括原发肿瘤区域及髂总、髂外、髂内、闭孔、骶前淋巴结等区域及其周围组织[10]。综合考虑摆位误差及器官运动之后，将CTV在各个方向外扩5 mm形成计划靶区（Planning Target Volume，PTV）。同时勾画危及器官，如马尾、膀胱、直肠、小肠及股骨头等。

1.2.3 计划设计

在Eclipse 10.0计划系统下，以180°为起始角度等分圆周布五野，选取6 MV能量的X线等中心照射，剂量率为400 MU/min，靶区处方剂量为95%PTV范围达到50 Gy，单次2 Gy，总共25次，以95%PTV达到处方剂量归一。设置危及器官的参数为：膀胱、直肠、小肠和股骨头受照50 Gy的最大体积分别为45%、45%、8%和5%，膀胱、直肠和小肠受照30 Gy的最大体积分别为80%、80%和60%。通过逆向优化完成计划，MLC运动传送方式选择静态子野（Multiple Static Segments，MSS），分别设置每个射野的子野数量为10个、7个和5个，制定了50个、35个及25个子野的3种放疗计划（分别命名为G1、G2及G3组）。治疗均在Varian公司的IX型加速器上执行。

1.2.4 计划评价

分析靶区体积及剂量容积直方图（Dose-volume Histogram，DVH），靶区均匀指数（Homogeneity Index，HI）的表示如下[10]：

HI=D5%/D95%(1)

其中，D95%和D5%分别表示95%和5%计划靶区接受的照射剂量。HI值一般大于1，其值越接近1表示靶区剂量分布越均匀。

靶区适形度指数(Conformity Index，CI)综合考虑靶区覆盖及对危机器官的保护，表示如下[12]:

CI=(VT-Ref/VT)×(VT-Ref/VRef) (2)

其中，VT表示计划靶区体积，VT-Ref表示计划靶区内100%处方剂量包含的体积，VRef表示100%处方剂量包含的体积。CI值一般小于1，其值越接近1表示靶区的适形度越好。

危及器官的受照剂量用剂量最大值Dmax及平均剂量Dmean表示，受照体积用V20、V30、V40及V50表示。

1.3 统计学方法

用SPSS 19.0软件对3组不同的数据进行方差分析，并用最小显著差数法（LSD）两两比较，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 靶区剂量分布

3种不同子野数静态调强方法PTV内剂量分布、均匀指数及适形指数，见表1。从表中可看出，G1组计划靶区剂量最小值的均值比其他两组高，没有统计学意义（P＞0.05）；G1组靶区内的剂量最大值、平均剂量及均匀性指数均值均比其他两组小，适形指数比其他两组更接近1，与其他两组比较有统计学意义（P＜0.05）。

2.2 危及器官受照剂量及体积

对于膀胱、小肠和直肠，V20均值各组差异不大，V30、V40、V50及最大剂量，G1、G2和G3组均值依次增大。其中，不同子野数下的Dmax和直肠的V50差异有统计学意义（P＜0.05），其余各组值比较无统计学意义（P＞0.05）。G3组膀胱、小肠和直肠的V50均值比G1组分别大11.80%、25.78%和26.88%，最大剂量的均值比G1组分别大5.79%、4.92%和2.44%，详细结果，见表2。马尾的受照剂量最大值均小于42 Gy，左、右股骨头的V50均值均小于2%。

2.3 机器跳数及治疗实施时间

G1组的机器跳数均值为（964.63±21.48），比G2组（977.79±22.31）和G3组（993.00±24.27）少（P＞0.05）。本文将治疗实施时间定义为从放疗技师调取病人治疗数据到该病人出射射线结束的时间，不包括给患者摆位时间和患者离开加速器室的时间，G1组、G2组和G3组静态调强实施时间分别约为8.5 min、7.2 min和6.5 min。

3 讨论

中晚期宫颈癌治疗主要采取放化疗，调强放疗在全盆腔的外照射中的优势比常规放疗或者三维适形放疗大，在保证靶区剂量均匀度和适形度的同时，可以减小膀胱、直肠和小肠的照射剂量及体积，从而减少并发症。

本文对25例中晚期宫颈癌患者设计了五野静态调强计划，比较50个、35个和25个子野的调强方法的剂量学差异。结果显示，3种不同子野数的计划都满足崔天祥等[14]列举的剂量学条件，且本文25个野的静态调强技术与黄曼妮等[10]提出的简化调强技术相仿。子野数对计划靶区最大剂量、平均剂量、均匀指数与适形指数均有显著影响，子野数较多的静态调强技术拥有较均匀的靶区剂量及较好的靶区覆盖。

从危及器官的受照剂量及受照体积来看，膀胱、小肠和直肠的V20在3种不同子野数的照射技术中差异不大，V30、V40、V50及最大剂量，50个子野和35个子野的静态调强对膀胱、小肠、直肠等正常组织的保护比25个子野的静态调强有优势。低剂量区较大可能与MLC的运动方式有关。设计静态调强计划时，在每个射野下，Eclipse计划系统中MLC的运动是单向的，计划系统会根据子野数要求寻找MLC的停驻位置，直到MLC运动到计划靶区边缘，从而在MLC运动路径上形成较大的低剂量区域。从本文结果看，随着子野数减少，靶区最大剂量及高剂量（大于50 Gy）体积增加，小肠、膀胱和直肠等危及器官的最大剂量及高剂量体积也增加。然而，幸运的是剂量热点没有落入危及器官之中，对它们起了一定的保护作用。雷怀宇等[15]研究了宫颈癌肿瘤靶区及膀胱、直肠运动，膀胱在头脚及腹侧位移最大，直肠在头脚及背侧位移最大，说明了在膀胱及直肠中适当的照射剂量是必要的，但是这些剂量不会造成严重的并发症。本文比较的仅是五野静态调强，通过增加主射野数量[13]或者改变子野的最小跳数和最小面积[16]等方法也可能降低危及器官中的最大剂量及高剂量体积分数，有待进一步研究。

五野静态调强计划随着子野数减少，机器跳数增加不大。但是，随着子野数减少，治疗执行时间缩短，这对于减少器官运动与提高治疗效率有积极意义。临床应用时需根据靶区剂量、器官保护及执行效率等具体情况综合考虑，选择合适的子野数量。

表1 3种不同子野数静态调强方法PTV内剂量分布、均匀指数及适形指数

表2 3种不同子野数静态调强方法危及器官受照剂量及体积分数

[1] Siegel RL,Miller KD,Jemal A.Cancer statistics[J].CA Cancer J Clin,2015,65(2):5-29.

[2] Portelance L,Chao KS,Grigsby PW,et al.Intensity-modulated radiation therapy(IMRT) reduces small bowel, rectum and bladder doses in patients with cervical cancer receiving pelvic and paraaortiv irradiation[J].Int J Radiat Oncol,2001, 51:261-266.

[3] 孟庆宇,张福泉.放射治疗新技术对局部晚期宫颈癌治疗的影响[J].协和医学杂志,2013,4(4):433-437.

[4] Suh DH,Kim JW,Kim K,et al.Major clinical research advances in gynecologic cancer in 2012[J].J Gynecol Oncol,2013,24(1): 66-82.

[5] Oike T,Ohno T,Wakatsuki M,et al.The benefit of small bowel and pelvic bone sparing in excluding common iliac lymph node region from conventional radiation fields in patients with uterine cervical cancer:a dosimetric study[J].J Radiat Res,2010,51(6):715-721.

[6] 李斌,安菊生,吴令英,等.子宫颈癌术后盆腔不同体外照射方法的剂量学研究[J].中华放射肿瘤学杂志,2008,17(3):211-215.

[7] Baek JG,Kim EC,Kim SK,et al.Dosimetric Planning study for the prevention of anal complications after post-operative whole pelvic radiotherapy in cervical cancer patients with hemorrhoids[J].Br Instit Radiol,2015,88:1-8.

[8] 陈静,丁乾,罗鸣,等.宫颈癌调强放射治疗的临床研究[J].华中科技大学学报(医学版),2012,41(3):353-357.

[9] Kim TG,Huh SJ,Park W.Endoscopic findings of rectal mucosal damage after pelvic radiotherapy for cervical carcinoma: correlation of rectal mucosal damage with radiation dose and clinical symptoms[J].Radiat Oncol J,2013,31(2):81-87.

[10] 黄曼妮,李明辉,安菊生,等.简化调强技术在宫颈癌外照射中应用的剂量学研究[J].中华放射肿瘤学杂志,2009,18(3):217-220.

[11] 胡逸民.肿瘤放射物理学[M].北京:原子能出版社,1999:487-604.

[12] 张玉海,李月敏,夏火生,等.宫颈癌术后不同放疗技术剂量学比较研究[J].中国医学物理学杂志,2010,27(1):1583-1587.

[13] 林原,周莉均,徐志勇,等.宫颈癌术后盆腔三维适形与调强放疗剂量学与技术的研究[J].中华放射肿瘤学杂志,2008,(5):372-376.

[14] 崔天祥,金俊余,徐艳梅,等.宫颈癌二弧旋转容积调强与固定7野动态调强的剂量学比较[J].第三军医大学学报,2013,35(23): 2569-2572.

[15] 雷怀宇,张书旭,张国前,等.宫颈癌患者放疗过程中靶区体积及位移变化[J].广东医学,2015,36(16):2463-2466.

[16] 雷占泉,高春玲,王笑良,等.宫颈癌术后调强放疗计划中不同射野参数的比较[J].中国医疗设备,2015,30(2):106-107.

Study on Effects of Different Segment Quantities on Static Intensity-Modulated Radiotherapy for Middle and Late Stage Cervical Carcinoma

ZHU Jun-qiang
Department of Radiation Oncology, the Red Cross Hospital of Yulin, Yulin Guangxi 537000, China

ObjectiveTo compare the dose distribution, radiation in organs at risk and treatment time of five-fields static intensity-modulated radiotherapy (IMRT) with different segment quantities in the target area of the middle and late stage cervical cancers, and to provide references for clinical treatment.MethodsAltogether 25 patients with Ⅱb-Ⅲb stage cervical cancers were enrolled in this study. The target area and organs at risk were contoured on the contrast-enhanced CT images. The radiotherapy plan was designed by Eclipse 10.0 Treatment Planning System (TPS), and the number of segments were set up as 50 (G1Group), 35 (G2Group) and 25 (G3Group) respectively. Through analysis of DVH (Dose-volume Histogram), the homogeneity index (HI), conformity index (CI) in the target area, radiation in organs at risk and treatment time of three different methods were compared.ResultsG1Group had the lower maximum dose (Dmax) average dose (Dmean), and its homogeneity and conformity were the best, better than the other two methods significantly (P＜0.05). For bladder, intestine and rectum, V20differed little among three methods. As for V30, V40, V50and Dmax, G1was lower than the other two methods and G2was lower than G3, among which statistical significance existed between Dmaxand V50for rectum (P＜0.05). G1had the fewest machine units (MUs) than G2and G3(P＞0.05), and the treatment time of G1, G2and G3was about 8.5, 7.2 and 6.5 minutes respectively.ConclusionStatic intensity-modulated radiotherapy with more segments had better homogeneity and conformity, and could protect the organs at risk effectively, but had a prolonged treatment time. The quantity of segments should be selected according to practical demand reasonably.

cervical neoplasm; intensity-modulated radiotherapy; static intensity-modulated radiotherapy; segment quantities; dosimetry

TH774；R737.3

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.08.032

1674-1633(2016)08-0101-03

2016-03-21

作者邮箱：zhu_junqiang@126.com