胸中段食管癌静态调强放疗与容积旋转调强放疗的靶区及危及器官的剂量学参数比较

袁美芳, 赵 彪, 杨 毅, 汤可维, 安义均

(1. 昆明医科大学第三附属医院/云南省肿瘤医院 放疗科, 云南 昆明, 650118; 2. 湖南省岳阳市第一人民医院 肿瘤科, 湖南 岳阳, 414000; 3. 云南省昭通市第一人民医院, 云南 昭通, 657099)

食管癌发病率最高的区域是胸中段食管，手术和放疗的疗效相近，但大部分患者存在严重的基础疾病、病灶长度过长、与周围组织和器官粘连等问题，首诊时往往无法进行根治性手术治疗，此时放疗才是最佳的选择[1]。胸中段食管癌解剖位置与脊髓和心脏邻近，且体表外轮廓曲线变化度较大，因此放疗对靶区适形度和均匀性的要求较高，同时还要最大限度地保护心脏、肺、脊髓。为了达到理想的剂量分布，临床上多采用调强技术，而容积旋转调强放疗(VMAT)作为一种动态拉弧的调强方式，其治疗优势愈发显著[1-2]。目前，国内外对胸中段食管癌三维适形放射治疗(3D-CRT)与静态调强放疗(sIMRT)的剂量学研究较多，而对VMAT的研究相对较少[3-5]。本研究比较胸中段食管癌sIMRT和VMAT的靶区、肺、心脏和脊髓的剂量学参数，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年8月—2019年11月在本科行放疗的胸中段食管癌患者22例，男15例，女7例; 年龄42～69岁，平均45岁; 均为鳞状细胞癌; 参照第7版美国癌症联合会(AJCC)食管癌TNM分期标准分为ⅡA期6例, ⅡB期4例, ⅢA期8例, ⅢB期4例。

1.2 方法

1.2.1 定位扫描: 热塑体膜固定并行大孔径定位CT增强扫描，扫描层厚和间距均为0.5 cm。将医学数字成像和通信(DICOM)图像传至Pinnacle 10.0 治疗计划系统进行靶区及危及器官勾画。

1.2.2 计划设计: 参照美国放疗肿瘤学研究组(RTOG)勾画指南标准进行勾画。原发灶(PGTV)为每30次66 Gy, 2.2 Gy/次, 5 次/周; 计划靶区(PTV)为每30次54 Gy, 1.8 Gy/次, 5次/周，分别设计sIMRT、VMAT计划。

1.2.3 计划评价: 根据国际放射单位和测量委员会(ICRU) 83号报告要求对靶区及危及器官进行评估[6]。靶区评价指标: 2%体积的肿瘤靶区受到的照射剂量(D2)、98%肿瘤靶区所受照射剂量(D98)、肿瘤靶区受到照射的中位剂量(D50)、肿瘤靶区的适应性指数(CI)、肿瘤靶区的均匀性指数(HI)。危及器官评价指标: 全肺受到5 Gy照射的体积的百分比(V5)、V10、V15、V20、V30、V40和平均照射剂量(Dmean), 心脏V5、V10、V15、V20、V25、V30、V40和Dmean, 脊髓D2。

1.3 统计学方法

采用SPSS 24.0软件进行统计学分析，计量资料采用均值±标准差表示，比较采用配对t检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 PGTV和PTV的sIMRT与VMAT靶区剂量比较

PGTV的比较中, sIMRT的D2、D50、HI均高于VMAT, CI低于VMAT, 差异有统计学意义(P<0.05); PTV的比较中, sIMRT的D98、CI低于VMAT, HI高于VMAT，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2 VMAT与sIMRT的全肺剂量比较

VAMT的全肺V5、V10、V15、V20、V30、V40和Dmean均低于sIMRT, 其中V30、V40比较差异无统计学意义(P>0.05), 其他指标差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

2.3 VMAT与sIMRT的心脏、脊髓剂量比较

VMAT的心脏V25、V30、V35、V40和Dmean低于sIMRT，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

3 讨 论

表1 PGTV和PTV的sIMRT与VMAT靶区剂量比较

表2 VMAT与sIMRT的全肺剂量比较

表3 VMAT与sIMRT的心脏和脊髓剂量比较

胸中段食管癌靶区与心脏、肺和脊髓等紧密相邻，目前主要采用3D-CRT和调强放疗技术(IMRT)。张瑞等[7]报道胸上段食管癌VMAT、IMRT较3DCRT有更好的靶区覆盖率。研究[8]表明VMAT在提高靶区覆盖率和减少正常组织受照射剂量上较IMRT优势更显著。食管属薄壁中空器官，受照射剂量的均匀程度与食管狭窄和穿孔的发生率密切相关[9]。本研究VMAT靶区CI和HI优于sIMRT,VMAT良好的剂量均匀性可以明显降低食管狭窄和食管穿孔的风险。

放射性肺损伤是胸部肿瘤放疗常见的并发症。在“精确放疗”的治疗理念指导下，预测放射性肺损伤不仅要关注肺的某个剂量学参数，还要追求更小的肺受照射体积和更低的肺受照射剂量。PAZ-ARES LG等[10]提出胸部肿瘤行放疗时，不仅要关注单肺的受照射剂量，还要关注全肺V20和Dmean，其可能是发生放射性肺损伤更重要的预测参数。WANG SL等[11]认为全肺V5大于55%提示急性放射性肺炎发生率明显增高。MEHTA MP等[12]认为全肺V5应尽量≤60%。SUZUKI C等[13]认为全肺V10和V13是预测发生放射性肺炎的最有价值的因素，应高度重视。张耀文等[14]报道食管癌VMAT和IMRT的全肺V20分别为(18.250±3.160)%、(20.440±3.550)%, 而本研究中VMAT和IMRT的全肺V20分别为(20.682±1.644)%、(23.136±1.885)%, 与张耀文等研究结果相似，但本研究全肺V20略高，这可能与本组部分病例的靶区体积较大，形状极不规则，以及部分病例的全肺体积略小有关。刘晓静等[15]报道胸中段食管癌锐速刀(RapidArc)放射治疗系统和固定野动态调强(dIMRT)全肺的V10分别为(40.32±7.8)%、(44.32±7.19)%, 差异有统计学意义(P<0.05), RapidArc全肺V15和Dmean较dIMRT明显偏低。本研究VMAT全肺V5、V10、V15和Dmean均低于sIMRT, 差异有统计学意义(P<0.05)。

放射性心脏损伤也是食管癌放疗后的常见并发症。ISHIKURA S等[16]认为心脏V30小于46%时心包积液发生率为13%, 若心脏受量大于40 Gy时就会诱发心脏疾病，因此要控制好V30及V40的剂量。邓益杰等[17]报道食管癌VMAT和IMRT的心脏V30分别为(10.950±0.430)%、(16.100±1.060)%, VMAT更具优势。本研究VMAT和IMRT的心脏V30分别为(16.000±4.483)%、(20.636±6.779)%, 略高于上述报道，考虑在剂量优化时要维持心脏、肺的高剂量和低剂量体积之间的平衡关系，以得到最佳的整体计划。FUKADA J等[18]认为在食管癌放疗中症状性心包积液患者心脏V5～V55均明显高于未发生心包积液者。本研究VMAT的心脏V25、V30、V35、V40和Dmean低于sIMRT, 差异有统计学意义(P<0.05); VMAT脊髓D2低于sIMRT, 差异无统计学意义(P>0.05)。

综上所述，胸中段食管癌sIMRT和VMAT均能满足临床需求，但VMAT靶区CI与HI更优，对肺、心脏、脊髓的保护效果也优于sIMRT。