鼻咽癌同步加量调强放射治疗的剂量 学研究

　　作者：辛勇,章龙珍,周凤娟,徐玉梅　　作者单位：徐州医学院附属医院放射治疗科，江苏徐州221002

　　【摘要】 目的 比较同步加量调强放射治疗(SMART)计划与常规适形放疗(CRT)计划应用于鼻咽癌放疗的剂量学特点。方法 选择23例鼻咽癌患者，分别用SMART束流调强放疗(SMART)计划(SMART组)和常规放疗(CRT)计划(CRT组)进行计划设计。用剂量体积直方图(DVH)分别评价2组靶区、腮腺、周围正常组织受量情况。结果 SMART组各靶区的受量与适形度均高于CRT组(P<0.05)，而腮腺等正常组织受量明显低于CRT组(P<0.05)。结论 SMART 调强适形放疗能有效减少患者的周围正常组织受量,提高靶区的适形度和平均剂量。

　　【关键词】 鼻咽癌;同步加量束流调强放射治疗

　　Dosimetric study of simultaneous modulated accelerated radiotherapy　in nasopharyngeal carcinoma　XIN Yong, ZHANG Longzhen, ZHOU Fengjuan, XU Yumei

　　(Department of Radiotherapy, Affiliated Hospital of Xuzhou Medical College, Xuzhou, Jiangsu 221002, China)

　　Abstract: Objective To compare the dosimetric characteristics of simultaneous modulated accelerated radiotherapy (SMART) and conventional conformal radiotherapy (CRT) in the radiotherapy of nasopharyngeal carcinoma (NPC). Methods 23 NPC patients were respectively designed for SMART and CRT, and dose volume histograms (DVH) were employed to evaluate the received doses in the target volumes, parotid and the circumferential normal tissues of both groups. Results The received doses and conformity index (CI) of target volumes in SMART group were higher than those in CRT group, while the received doses of normal tissues including the parotid were lower than CRT group (P<0.05). Conclusion SMART can reduce the received doses in the normal tissues and increase CI and received average dose of target volumes.

　　Key words: nasopharyngeal carcinoma; simultaneous modulated accelerated radiotherapy

　　鼻咽癌目前常规放射治疗所采用的大野照射，腮腺等重要器官均在野内，对正常组织副作用大，限制了病灶总体剂量的提升，局部复发率相对较高，限制了常规放射治疗在临床上的继续发展;而同步加量调强放射治疗(simultaneous modulated accelerated radiotherapy，SMART)技术是在同一个照射野内对肿瘤靶区(gross target volume, GTV)和临床靶区(clinical target volume，CTV)同时进行不同分割剂量的照射方法，GTV无需缩野追加剂量就能达到根治量(如70～75 Gy)，而CTV仅受到微小病灶或亚临床病灶所需的照射剂量(如50～60 Gy)，而且SMART能够在不降低鼻咽肿瘤剂量的前提下,有效地降低腮腺等正常组织的受照体积和受照剂量,降低口干的发生率,提高生活质量。本研究利用三维计划系统，定量分析2种治疗手段的靶区、正常组织剂量学特点，评价SMART相比常规适形放疗(conformal radiotherapy，CRT)的剂量学优势。

　　1 资料和方法

　　1.1 入组标准 ①初次放疗患者;②病理证实为鼻咽癌;③临床分期Ⅰ～Ⅳa期(1992年福州分期)，无远处转移;④年龄18～65岁;⑤Karnofsky评分法≥70;⑥无明显骨髓抑制和肝肾功能损害;⑦所有患者均获知情同意。研究对象为徐州医学院附属医院2007年11月—2008年10月符合入组标准的鼻咽癌患者23例。

　　1.2 分组情况 23例鼻咽癌患者分别设置CRT和SMART 2种治疗计划,采用自身对照。

　　1.3 体位固定及CT扫描 患者取仰卧位，选择适当的头枕，用头颈肩热塑面罩固定。在模拟机或CT机上确定扫描中心，并在激光灯下，将等中心在面罩上的投影(一前、两侧)用金属点标记，以便在CT扫描的图像上能识别。直接增强连续扫描，层厚5 mm，扫描范围从头顶至锁骨下3 cm范围，将扫描所得的CT图像通过网络传送到VARIAN的Eclipse 7.0 三维逆向计划系统中，进行患者信息登记、数据图像重建并确认。

　　1.4 勾画靶区及危及器官

　　1.4.1 GTV 指通过现有的临床或影像学检查技术能发现的肿瘤，包括原发灶(GTVT)和转移的淋巴结(GTVN)。鼻咽癌的GTV包括鼻咽原发肿瘤、咽后淋巴结和所有的颈部转移淋巴结。

　　1.4.2 CTV 是根据GTV的大小、范围及生物学行为而决定的。CTV包括2个部分，高危区(CTV1，指原发肿瘤周围极有可能被肿瘤侵犯或出现转移的邻近区域)，低危区即预防照射区(CTV2，是根据肿瘤的生物学行为推断的可能出现淋巴结转移的区域)。

　　1.4.3 计划靶区(planning target volume，PTV) 主要考虑日常摆位误差、器官运动、靶区形状的改变以及机器系统误差等因素，需在CTV的基础上外放5 ～10 mm即可。

　　1.4.4 危及器官靶区(planning organ at risk volume，PRV) 是指那些因其放射敏感性将显著影响治疗计划或处方剂量的一些正常组织。就鼻咽癌患者而言，所涉及的危及器官主要有脊髓、脑干、眼晶状体、腮腺等，将这些器官、组织进行勾画后再外放0.5～1.0 cm所形成的体积，即为PRV。

　　1.5 靶区的剂量规定和限制要求 靶区的剂量规定：至少95%等剂量线完全包绕PTV。剂量限制要求： PTV接受>110%的处方剂量体积≤20%， PTV接受<93%的处方剂量≤3%。PTV以外的任何地方不能出现>110%处方剂量。危及器官的剂量限制如下：脊髓<40～45 Gy;晶状体<8 Gy;腮腺V50%≤35～40 Gy;脑干≤50 Gy;视神经、视交叉<54 Gy;颞颌关节<70 Gy;颞叶≤60 Gy;眼球:平均剂量<35 Gy。

　　1.6 计划的评估 根据靶区内剂量分布情况以及剂量体积直方图(dose volume histogram, DVH)对各阶段治疗计划整合后的治疗计划进行总体评估。评估包括2个方面：①物理适形度，即治疗区与靶区的适合度。常用适形指数(原发灶的计划靶区体积被95%等剂量线包绕体积)表示。②剂量适形度：a.靶区的平均剂量;b.靶区内剂量均匀性;c.靶区内的最低剂量;d.危及器官的实际平均受量和实际最高受量。鼻咽癌的计划评估首先要考虑危及器官(脊髓、脑干、眼晶状体)的受照剂量是否在其耐受剂量范围内，其次考虑靶区的物理适形度与剂量适形度，再其次考虑腮腺受照剂量，最后要考虑其他邻近器官组织的正常受照剂量。

　　1.7 统计学处理 采用SPSS 10. 0统计软件进行分析，组间均数比较采用配对t检验。P<0.05为差异有显著性。

　　2 结 果

　　2.1 SMART组和CRT组靶区受照射剂量的比较23例NPC在放疗计划设计系统上进行SMART组与CRT组的治疗计划比较，所有计划归一为靶区D95为100%。从剂量直方图数据中可见获得95%处方剂量以上的靶区体积，SMART组较CRT组提高了近15%。SMART组在平均最大剂量、平均最小剂量、平均中位剂量上较CRT组明显提高，显示出SMART强大的增量优势(P<0.05)。见表1。　表1 SMART组和CRT组靶区DVH图数据比较

　　而从适形指数剂量上也反映出SMART组靶区与高剂量区吻合较好，明显优于CRT组。剂量均匀指数SMART组则明显小于CRT组，这显示出SMART组靶区内剂量均匀的特点，无明显的剂量热点与冷点。见表2。表2 SMART组和CRT组剂量分布均匀性与适形性的比较

　　2.2 SMART组和CRT组周围各正常组织受照剂量统计学分析 见表3、4。表3 23例患者周围各正常组织受照剂量统计学分析表4 腮腺的剂量分布情

　　3 讨 论

　　21世纪放射治疗进入精确放疗时代，随着医学影像和放疗设备的发展，出现了一系列放疗新技术。特别是IMRT的应用[1-4]，使放疗科临床医生更有可能达到以下目标：①肿瘤受照射剂量增加，提高放射治疗对鼻咽癌的肿瘤局部控制率(TCP);②高剂量区限于肿瘤，正常组织所受照射的剂量下降，减少了正常组织和器官的放射后期并发症(NTCP);③形成向内凹陷的等剂量曲线;④一次同时照射几个病灶;⑤一次照射能给予靶区不同部位以不同的放射剂量。鼻咽癌由于复杂的解剖、多变的病灶形状及邻近众多的重要器官，一直是肿瘤放射治疗学家重点研究的对象。鼻咽癌邻近重要器官多且密集，靶区极度不规则，GTV与CTV的形状不一致性较明显，常规照射技术的高剂量区很难与靶区适形[5-6]，故SMART技术的应用有一定的优势。另外鼻咽癌的局部控制率与剂量呈明显的相关性。提高局部剂量可增加局部控制率。鼻咽癌还与其他头颈肿瘤一样存在着再增殖问题。提高分次剂量，缩短总治疗时间以减少鼻咽癌的后程加速再增殖，有望提高肿瘤组织的放射效应，但同时必须减少正常组织器官的受照剂量以减少放射损伤。SMART 技术近几年备受关注, 其特点是在IMRT 计划设计中同时行肿瘤区同步推量(simultaneous integrated boost, SIB),即原发灶区给予高剂量照射(2.12～2.40 Gy/次)的同时亚临床灶或其周围扩大区给予较低剂量的照射(1.70～2.10 Gy/次)。SMART技术的优点是整个治疗过程只进行一次计划,与传统的多阶段计划相比,节省了模拟、计划、照射和验证的时间。从放射生物学上来说,SMART 技术是一种加速分割方案,有可能减少肿瘤克隆源细胞的加速再增殖,并显示出更好的肿瘤控制率。因此，SMRAT束流调强技术具有实现多个剂量水平的特点，可给予多个肿瘤靶区和预防照射区不同的剂量。正如我们的对比研究显示，SMRAT组原发灶的GTVT、CTV1、CTV2和淋巴结的GTVN、CTV2多个靶区均得到不同而满意的剂量要求，而CRT组在各个靶区的剂量分布则不尽人意(P<0.05)。并且SMRAT组肿瘤靶区的均匀指数和适形指数与CRT组相比均有较大的提高(P<0.05)。这说明SMRAT技术在鼻咽癌的治疗中能发挥出它的多靶区给量优势。由于SMART技术给予正常组织低分割低剂量，这样可对正常组织有较好的保护作用，从表3可看出正常组织器官如脑干、晶状体等的受量均不高，与CRT组相比均能控制在较佳的水平内(P<0.05)。SMART技术通过调整靶区内的射线强度，将正常剂量水平给予原发灶，局部病灶和选择的治疗区域作适当调整，各自接受不同的剂量分割次数，使治疗靶区以外的正常组织接受了较低的照射量及较低的分割剂量，使正常组织的等效生物剂量更低于其实际受量，尤其能有效地降低腮腺剂量。而CRT组鼻咽癌常规放射治疗时, 首先要使用面颈联合野,腮腺不可避免地受到较大体积和较高剂量的照射,引起腮腺分泌功能的降低。本研究中SMART组的患者健侧腮腺的平均剂量为(20.0±2.3) Gy，患侧平均剂量为(31.0±2.2) Gy，远低于CRT组的(61.0±4.7) Gy和(68.2±3.6) Gy，从根本上减少了腮腺的照射剂量，从而保护腮腺的功能。鼻咽癌SMART治疗在保护腮腺功能方面有独特的优势[7-11]，它有可能从根本上缓解患者的口干问题，从而基本解决了长期以来困扰放疗界的这一难题，且不会降低靶区剂量。

　　总之,SMRAT技术进一步发挥了调强放疗的优势，提高了肿瘤的分次量和剂量，缩短了放疗的时间，保护了腮腺和周围重要的组织器官，并有较好的近期疗效和较轻的急性反应，是值得推广和使用的一种很好的方法。但远期疗效、晚期放疗毒性反应和总的结论有待进一步证实。

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