宫颈癌术后容积旋转调强放疗技术对股骨头剂量分布的影响

王艳洁,梁长华

(1.新乡医学院第一附属医院放射治疗技术科,河南 卫辉 453100;2.新乡医学院第一附属医院放射科)

宫颈癌位于全球女性高发恶行肿瘤的第四位[1]。容积旋转调强放疗技术(VMAT)作为继传统调强放射治疗(IMRT)技术逐步发展而趋向成熟的新技术,研究单弧容积旋转调强放疗(VMAT)、双弧VMAT和固定7野动态调强放疗(dIMRT)三种计划方案的异同及对宫颈癌术后靶区及左右股骨头剂量-体积分布影响,为宫颈癌治疗方案提供参考。

1 资料与方法

1.1研究对象:选取2020年3月～2021年3月10例宫颈癌术后患者资料,年龄40～65岁,平均56.5岁,2018国际妇产科联盟(FIGO)分期范围为Ⅰa1～ⅢC1期;所有患者应用常规手术方式:全子宫切除包括双侧附件及盆腔淋巴结清扫,针对术后切缘活检阳性病灶或潜在淋巴结转移灶等高危因素进行单独局部放疗,本次研究经过本院医学伦理委员会同意。

1.2方法

1.2.1勾画定位靶区范围及危及器官:嘱患者于模拟定位治疗前0.5～1 h饮水充盈膀胱,头颈部朝前,仰卧位,手拉手平放于额头,用热塑膜固定盆腔,CT体层扫描范围自L1椎体上缘至闭孔下缘约2 cm处,层间厚5 mm。根据国际辐射单位与测量委员会(ICRU)62号[2]报告要求勾画临床靶区体积(CTV),其范围一般包括子宫术后切缘端、阴道残余端、盆腔区域各淋巴结等,计划靶区(PTV)= CTV+7 mm,彼时勾画相邻危及器官(OAR),范围涵盖小肠、结肠、直肠、膀胱,左右股骨头等。

1.2.2计划设计:10例患者通过自身配对设计单弧VMAT、双弧VMAT和dIMRT计划,VMAT单弧计划开始角179°逆时针转至181°(CCW)为止,双弧计划起始夹角同样亦为179°逆时针转至181°(CCW),最后从181°顺时针转至179°(CW)为止。dIMRT计划各个方向射野角度为:153°、102°、51°、0°、309°、258°、207°。PTV处方剂量为46 Gy,2 Gy/次,23次完成。靶区剂量控制的一般要求:V46≥95%(即处方剂量46 Gy至少包绕95%以上的PTV体积)时,全靶区范围外不能出现超过110%的剂量热点[3]。靶区相邻危及器官限量要求:直肠体积V50≤50%,膀胱体积V50≤50%,小肠体积V52≤2%,左右股骨头分别为V50≤5%[4]。

1.3观察指标:靶区剂量分布应以靶区均匀性指数(HI)和适形度指数(CI)值为依据来评价:定义HI=(D2%-D98%)/D50%,D2%、D50%和 D98%的定义分别为2%,50%,98%的PTV体积包绕的相对处方剂量[5],HI指数值愈小剂量愈均匀,CI=Vt,ref/VtxVt,ref/Vref、Vt、ref表示95%相对处方剂量包绕PTV,Vt表示总PTV,Vref为95%的剂量覆盖的总体积,CI值愈趋近于1愈适形。相邻危及器官参数:评价左右股骨头的平均剂量Dmean,最大剂量值Dmax,包绕20Gy的体积占总体积的百分比(V20),V30,V40。小肠、直肠、膀胱内的平均剂量(Dmean)及最大剂量(Dmax)[6-8]。加速器跳数与照射时间(准备及摆位时间除外)。

1.4统计学处理:运用SPSS26.0统计软件分析,数据符合正态分布规律要求,采用t检验。

2 结果

2.1比较三组计划靶区剂量分布:dIMRT计划HI值高于单弧VMAT差异有统计学意义(P<0.05),而双弧VMAT组CI值高于dIMRT组差异有统计学意义(P<0.05),余无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 三种调强放疗计划靶区剂量比较

2.2危及器官剂量、体积参数评估:危及器官参数比较,双弧VMAT计划的左股骨头V30、Dmean均低于单弧VMAT计划,差异具有统计学意义(P<0.05)。对于右股骨头V30、Dmean,则单弧VMAT计划均低于dIMRT计划(P<0.05),双弧VMAT计划略高于单弧VMAT计划,差异具有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 三种调强放疗计划危及器官剂量比较

2.3三组机器跳数和照射比较:机器跳数和照射出束时间比较,单弧及双弧VMAT技术均低于dIMRT技术,差异具有统计学意义(P<0.05),双弧VMAT的出束时间高于单弧VMAT计划,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 三种放疗计划机器跳数和出束时间比较

3 讨论

放射治疗技术的发展历经百年历程,容积旋转调强技术在临床运用广泛且越来越成熟。雷怀宇等[9]对30例非小细胞肺癌患者分别设计VMAT和IMRT两种计划,前者靶区均匀性和对肺低剂量区(V5)的保护优于后者。李仕玲等[10]对高级别脑胶质瘤术后患者进行了VMAT和5野IMRT两种计划研究,发现前者的靶区适形度高于后者。在本项目靶区的CI研究中,宫颈癌术后的双弧VMAT计划总体优于dIMRT计划,而靶区均匀度则前者略差,可能与机头散射分布有关。患者放射性骨髓炎的发生往往与正常盆腔骨组织受照体积相关,从而影响骨髓造血,髂骨及股骨头等盆腔组织的中、低剂量体积的累积增加中性粒细胞的毒性风险[11-12]。而本研究中VMAT计划对股骨头的保护优势高于dIMRT计划,有利于减少放射性骨髓炎反应的发生。三种调强技术中,小肠、直肠、膀胱的最大剂量Dmax及平均剂量Dmean无显著差异,说明VMAT计划对离靶区较远的危及器官保护较好,对于近距离靶区的高剂量集中区的危及器官没有明显优势[13]。

本研究结果说明单弧或双弧VMAT计划的射线利用率均比dIMRT计划高,缩减机器的损耗,有利于延长机器寿命。与dIMRT计划相比,单弧VMAT及双弧减少照射时间和提高治疗效率,利于提升患者的舒适感和依从性,VMAT计划减少了治疗过程因照射时间长导致的体位误差的增大和正常器官照射剂量的增加[14],使治疗准确率达到最高。

综上,VMAT技术的应用范围广,有研究表明[15],VMAT计划的全身剂量受量比IMRT计划少,可能降低辐射诱发二次癌变危险度的发生率。VMAT技术在提高靶区剂量的同时减少正常组织器官受创辐射剂量[16],减少治疗时间和节约机器跳数。本文为回顾性研究,仅从物理剂量学方面进行描述且样本量少,具体治疗效果需要定期随访,应用大量的样本资料进行验证。