鼻咽癌调强放射治疗和三维适形放射治疗计划比较分析

　　作者：许素玲 马东辉 王若峥 刘浩 吾甫尔?艾克木 王多明 (新疆医科大学附属肿瘤医院放射治疗中心, 新疆乌鲁木齐830011)

　　摘要: 目的：探讨调强放射治疗(IMRT)鼻咽癌的优势,以改进放射治疗技术。方法： 对7例T2~3N1~3期鼻咽癌进行IMRT和三维适形放射治疗(3DCRT)计划的比较，每一例各设计一个IMRT和3DCRT治疗计划，给予95%计划靶体积(PTV) 50 Gy的处方剂量，用等剂量分布曲线和剂量体积直方图(DVH)评价治疗计划，评价参数包括平均剂量、适形指数(CI)、剂量不均匀性指数(HI)、D5%、V95%和各重要器官受量等。结果： IMRT和3DCRT各参数值：平均剂量分别为(54.0±1.5) Gy和(55.1±0.5) Gy, CI分别为0.85±0.01、0.61±0.03,HI分别为1.15±0.05、1.23±0.05，D5%分别为(57.3±0.2) Gy和(60.7±1.2) Gy,V95%分别为(98.8±0.53)%和(96.8±2.01)%，PTV靶区剂量除平均剂量和V95%外，其它各项参数差异均有统计学意义(P<0.05)。重要器官受量：脊髓最大剂量分别为(41.7±2.5) Gy和(46.4±2.7) Gy，差异有统计学意义(P<0.01)，其它参数均较接近，差异无统计学意义。结论：鼻咽癌IMRT计划优于CRT，是治疗鼻咽癌的理想选择。

　　关键词：鼻咽癌;调强放射治疗;三维适形放射治疗;治疗计划比较

　　Comparison of plans of intensitymodulated radiotherapy with 3Dconformal radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma

　　XU Suling, MA Donghui, WANG Ruozheng, et al

　　(Centre of Radiotherapy, Affiliated Tumor Hospital, Xinjiang Medical University,Urumqi 830011, China)

　　Abstract: Objective: To investigate superiority of intensitymodulated radiotherapy (IMRT) for nasopharyngeal carcinoma, in order to improve technology of radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma. Methods: IMRT and CRT plans were compared for seven patients with nasopharyngeal carcinoma with staging of T2~3N1~3. For each patient, one IMRT and one CRT plans were designed with a prescribed dose of 50 Gy to at least 95% of plan target volume (PTV). The following parameters of these plans in each patient were compared: isodose distributions line, dosevolume histogram (DVH), D5%, V95% and the dose of protective organs, etc. Results: For IMRT and one CRT, ，CI was 0.85 and 0.61, HI was 1.15 and 1.25, D5% was 57.5 Gy and 60.7 Gy, V95% was 98.8% and 96.8%, respectively all P<0.05, except average dose and D95%. Maximum dose for spinal cord was 41.7 Gy and 46.4 Gy, (P<0.01),respectively. Conclusion: Plans of IMRT is superior to CRT for the treatment of nasopharymgeal carcinoma, At present, IMRT is an ideal selection for the treatment of nasopharymgeal carcinoma.

　　Key words： nasopharymgeal carcinoma; IMRT; 3DCRT; comparison in treatment plans

　　鼻咽癌是我国常见肿瘤之一，放射治疗是其首选治疗手段。鼻咽部解剖结构特殊，周围有对放射线耐受差的重要器官或组织，如脊髓、脑干、晶体、腮腺、视交叉、颞叶等，并易于颈淋巴结转移，放射治疗时既要照射原发病灶和转移淋巴结,又要保护这些重要器官，因此照射野极不规则而且面积大，常形成凹形、马蹄形或“H”形，用常规放射治疗难以获得理想的剂量分布，也不能很好保护周围重要器官。三维适形放射治疗(3Dconformal radiation therapy，3DCRT)有利于达到上述要求，但近几年兴起的调强放射治疗(Intensity modulated radiation，IMRT)对于复杂形状的照射野更加显示优势。目前国内有关此类报道极少，本研究拟通过对7例鼻咽癌患者进行3DCRT和IMRT 2种治疗计划比较，了解靶区剂量分布和周围重要器官受量，旨在探讨IMRT治疗鼻咽癌的优势。

　　1材料与方法

　　1.1一般资料7例鼻咽癌均经病理学证实，根据1992年福州会议分期标准，7例均为T2~3N1~3期，均未接受过放射治疗。

　　1.2方法和步骤

　　1.2.1体位固定用头颈碳素纤维板和热塑膜固定病人体位，取仰卧位，头过伸。

　　1.2.2CT扫描在配有CT模拟系统和三维激光灯的Philips MX8000多层螺旋CT机上,以2.5 mm层厚进行增强扫描，图像通过Varis网络系统传输至美国瓦里安Somavision计算机平台上。

　　1.2.3勾画靶区由主治医师或有经验的住院医生在Somavision上逐层勾画靶区(照射区域)和需保护的重要器官和组织，最后由副主任医师或主任医师修改和确认。照射范围：将原发病灶和肿大淋巴结作为大体肿瘤体积(GTV);临床靶体积(CTV)包括鼻咽、咽后和咽旁间隙、翼腭窝、后1/3或者1/2鼻腔和上颌窦、后组筛窦、颅底、斜坡和颈部肿大淋巴结等器官和组织外扩5 mm。再在CTV外扩3~4 mm作为计划靶体积(PTV)，并勾画需保护的脊髓、腮腺、脑干、晶体、视交叉等正常重要器官。下颈和两锁骨上区照射野另设，采用常规切线野照射。

　　1.2.43DCRT和IMRT计划的设计和照射实施对每例患者均做2种放射治疗计划(即3DCRT和IMRT)，将勾画的靶区通过网络系统传输至美国瓦里安Cadplan计算机三维治疗计划系统上，由有经验的物理师进行治疗计划设计。设7个不同入射角度的照射野对靶区剂量分布和重要器官的保护较为理想，因此2种计划均采用7个照射野，机架角度分别为150、90、45、0、315、270、210度。IMRT采用逆向设计计划软件，3DCRT采用正向设计计划软件并人工优化至满意为止，利用等剂量曲线和剂量体积直方图(Dosevolume histogram，DVH)评价治疗计划。最后治疗计划由副主任医师或主任医师确认后通过Varis传至带有40对电动多叶光栅的美国瓦里安23EX加速器上，用6MVX射线进行照射。IMRT采用Slidingwindow动态式调强，照射剂量：给予PTV 95% 50 Gy作为处方剂量，每周5次，2.0 Gy/次，共25次。以IMRT为准，控制最大脊髓受量<45 Gy，晶体<10 Gy，脑干和视交叉<50 Gy。

　　1.3评价参数对每一例病人的2种治疗计划均用DVH图进行评价。主要参数：平均剂量、适形指数(conformity index，CI)、剂量不均匀性指数(Heterogeneity Index ，HI)、D5%、V95%和各个重要器官受量等。CI公式：CI=VTref/VT×VTref/Vref(VTref为参考等剂量线所覆盖的靶体积，VT为靶体积，Vref为参考等剂量线所覆盖的总体积),CI值为0~1，CI值越大表示适形度越好。HI公式：HI=D5%/D95%(D5%和D95%分别为5%和95%PTV体积所受到的照射剂量),HI值越大说明超过处方剂量越大，PTV内剂量分布也越不均匀。

　　1.4剂量验证将治疗计划移置到匀质模体上,用计量仪实测模体内的剂量,治疗计划和实测剂量相差在5%以内。

　　1.5统计学处理采用SPSS 12.0统计软件包进行统计学处理，采用单因素方差分析方法，所测数据用均数±标准差(±s)表示，检验水准α=0.05。

　　2结果

　　2.12种治疗计划PTV靶区剂量比较IMRT和3DCRT的HI分别为1.15±0.05、1.23±0.05，CI为0.85±0.01、0.61±0.03，D5%为(57.3±2.5) Gy和(60.7±1.2) Gy，D95%为(50.0±0.05) Gy和(49.50±0.05) Gy，V95%为(98.80±0.53)%和(96.80±2.01)%,平均剂量分别为(54.0±1.5)Gy和(55.1±0.5)Gy。主要参数除平均剂量和D95%外，其它各项参数均显示IMRT优于CRT，差异有统计学意义(P<0.05)(表1)。

　　表17例鼻咽癌调强与适形放射治疗PTV靶区(略)

　　2.2重要器官受量IMRT和3DCRT的脊髓最大剂量分别为(41.7±2.5)Gy和(46.4±2.7)Gy，差异有统计学意义(P<0.01)，其它均相似且在要求范围内(表2)。

　　表27例鼻咽癌IMRT和3DCRT靶区周围重要器官(略)

　　3讨论

　　鼻咽癌常规放射治疗通常采用面颈联合野，当剂量达到36 Gy时缩野，颈后区用电子线照射，其结果靶区剂量不均匀，周围重要器官可能受过量的照射。3DCRT技术的出现使放射治疗大大前进了一步，目前三维治疗计划系统带有多种治疗计划的设计工具和计划评估工具，所设计的计划往往是可接受的，但3DCRT是一种人工优化的正向计划设计过程，因此治疗计划的好坏很大程度上取决于计划设计者和医生的经验与耐心，对于较复杂的计划其计划设计原理本身就难以获得满意的结果。IMRT的计划设计是一种逆向设计过程，其是由预期的治疗结果来决定应使用的治疗方案，因为计划设计过程就是在不断地自动调整射野大小、最好的射野形状、每一个子野的剂量权重和强度分布等的过程，因此可提供较为客观的和优化的治疗方案。自从IMRT技术问世后，有许多文献报道对于鼻咽癌的治疗不管在物理计划方面还是生存情况以及重要器官的保护方面，IMRT更显优势[1~6]，如Sultanem等[1]和Lee等[2]曾报道了用IMRT技术治疗35例鼻咽癌病人，显示IMRT提高了靶体积的覆盖率，GTV剂量提升至75.8 Gy时，接受少于95%处方剂量的GTV平均体积为3%或更少，CTV的平均剂量71.2 Gy时，接受少于95%处方剂量的CTV平均体积为2%或更少，2年局部控制率达100%。各种重要器官受量(脑干、脊髓、视交叉、视神经)均保持在可耐受剂量以内。本研究中当95%处方剂量的PTV IMRT和3DCRT平均体积为(98.8±0.53)%和(96.8±2.01)%时，也就是接受少于95%处方剂量的PTV IMRT平均体积仅为1.2%或更少，明显低于CRT的3.2%。Lee等[2]报道用IMRT技术治疗67例鼻咽癌病人随访4年的结果，局部控制率、局部区域无进展生存率和无远处转移生存率分别为97%、98%、66%，平均GTV和CTV剂量分别为74.5 Gy和68.7 Gy，50%左、右腮腺平均剂量分别为33.9 Gy和34.8 Gy。Hunt等[3]报道CRT 的PTV剂量74.6 Gy，IMRT为77.3 Gy，而平均脊髓剂量从44 Gy减至34.5 Gy。Kwong等[4]报道早期鼻咽癌IMRT 2年生存率为100%，3年无病生存率为92.3%，腮腺平均受量38.8 Gy。Kam等[5]报道急性粘膜炎1级和2级共占59%，腮腺平均剂量<31 Gy，IMRT治疗后2年口干率占23%。本研究结果显示，在照射野的形态适形度、剂量适形度和脊髓保护上IMRT更好，腮腺的受量略高于上述文献报道，可能与本组病例大部分为晚期有关。原发病灶和颈部淋巴结转移广泛，重要器官常被包绕或与其紧密相连，说明 IMRT在许多方面有一定的优越性，但对晚期病例不一定都很满意。本组病例所做的 IMRT计划均被实施于放射治疗，标定的靶区处方剂量和重要器官受量均较有限，如D95%时为50 Gy，仍有<5%的PTV未达到50 Gy，如果重要器官耐受量允许，则把靶区剂量提升至消灭亚临床病灶所需的剂量(54~56 Gy)，然后重新行CT扫描，勾画靶区重做治疗计划，此时照射野缩小，可将剂量提高至70 Gy以上。由于照射野缩小，即使提高剂量，重要器官受量一般在可耐受范围内。

　　参考文献:

　　[1]Sultanem K, Shu HK, Xia P, et al. Threedimensional intensitymodulated radiotherapy in the treatment of nasopharyngeal carcinoma: the University of CaliforniaSan Francisco experience[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys,2000,48(3):711722.

　　[2]Lee N, Xia P, Quivey JM, et al. Intensitymodulated radiotherapy in the treatment of nasopharyngeal carcinoma: an update of the UCSF experience[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2002,53(1):1222.

　　[3]Hunt MA, Zelefsky MJ, Wolden S, et al. Treatment planning and delivery of intensitymodulated radiation therapy for primary nasopharynx cancer[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys,2001,49(3):623632.

　　[4]Kwong DL, Pow EH, Sham JS, et al. Intensitymodulated radiotherapy for earlystage nasopharyngeal carcinoma: a prospective study on disease control and preservation of salivary function[J]. Cancer,2004， 101(7)：15841593.

　　[5]Kam MK, Teo PM, Chau RM, et al. Treatment of nasopharyngeal carcinoma with intensitymodulated radiotherapy: the Hong Kong experience[J]. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2004, 60:14401450.

　　[6]Zhao C, Han F, Lu LX, et al. Intensity modulated radiotherapy for localregional advanced nasopharyngeal carcinoma[J]. Ai Zheng, 2004, 23(11 suppl)：15321537.

　　基金项目：新疆维吾尔自治区科委自然科学基金(09533205)