胸段食管癌5野和7野调强放疗计划的剂量学对比研究

胸段食管癌5野和7野调强放疗计划的剂量学对比研究
童铸廷;任孟先;陈香存;肖亮;仲飞;王凡
【摘要】Objective To compare the dosimetry differences between 5-field and 7-field IMRT plan for patients diagnosed with thoracic esophageal carcinoma,so as to provide reference for the plan design of clinical esophageal cancer treatment.Methods Thirty thoracic esophageal carcinoma patients received IMRT therapy in our institution were selected for study.We designed 5-field and 7-field IMRT plan for each esophageal cancer patients respectively.The dosimetric differences of target area and organs at risk (OAR) were evaluated by dose volume histogram (DVH).Results Conformity Index(CI) and Homogeneity Index (HI) of 7-field IMRT plan was better than that of 5-field plan(P ＜ 0.05).However,the left lung V5 and right lung V5 were significantly lower than those of 7field plan (P ＜ 0.05).In addition,the left lung V20,V30 and right lung V20 of 7-field were obviously reduced compared with those of 5-field (P ＜ 0.05).There was no significant dosimetric difference in spinal cord and heart between these two plans.Conclusion Although the conformity of 5-field IMRT plan is no better than that of 7-field,the volume of lungs received lower irradiated dose significantly decreases when compared with 7-field.5-field IMRT plan can meet clinical requirements in most situations.%目的比较胸段食管癌5野调强放疗计划和7野调强放疗计划的靶区和相关危及器官的剂量学差异,为食管癌的放疗计划的设计提供参考.方法选择2015年7月至2017年2月在安徽医科大学第一附属医院接受调强放疗的30例胸段食管癌患者,患者分别设计
5野和7野调强计划,比较2个治疗计划的靶区和危及器官的剂量学差异.结果 7野调强计划的靶区的适形指数和均匀指数均优于5野调强计划(P＜0.05);5野调强计划的左右肺V5低于7野调强计划,差异有统计学意义(P＜0.05);但5野计划的左肺V20、V30及右肺的V20高于7野计划,差异有统计学意义(P＜0.05).2种放疗计划的脊髓和心脏的剂量学参数差异无统计学意义(P＞0.05).结论 5野调强计划虽然没有7野调强计划的靶区适形度高,但是在减少肺部低剂量照射体积方面更具有优势,可以满足临床上大多数情况的要求.
【期刊名称】《安徽医学》
【年(卷),期】2017(038)009
【总页数】4页(P1111-1114)
【关键词】食管癌;调强适形放疗;剂量学;布野方案
【作者】童铸廷;任孟先;陈香存;肖亮;仲飞;王凡
【作者单位】230022合肥安徽医科大学第一附属医院肿瘤放疗科;236600 安徽省太和县人民医院肿瘤放疗科;230022合肥安徽医科大学第一附属医院肿瘤放疗科;230022合肥安徽医科大学第一附属医院肿瘤放疗科;230022合肥安徽医科大学第一附属医院肿瘤科;230022合肥安徽医科大学第一附属医院肿瘤放疗科【正文语种】中文
食管癌是在我国发病率非常高的一种消化道恶性肿瘤，尽管随着治疗技术的发展，食管癌的治疗水平得到了很大的提高，但是食管癌患者目前的5年的总生存率仍没有超过30%[1]。

西方国家是以食管腺癌发病为主，而我国的食管鳞癌的发病率占据了95%以上[2]。

按照RTOG85-01的研究结果，同步放化疗是不可手术切除
局部晚期食管癌患者的标准的治疗方法[3]。

随着放疗设备的突飞猛进的发展，三维适形调强放疗已经逐步取代传统的二维放疗，成为食管癌放疗的主要治疗方式。

国内目前对与颈段和上段食管癌放疗计划研究的比较多，对与胸段食管癌的放疗计划研究相对较少。

本研究对30例初治的胸段食管癌患者分别设计了5野与7野调强计划，对2种计划中靶区剂量分布和危及器官照射剂量进行比较，以期为胸段食管癌的调强放疗计划设计剂量学提供参考。

1.1 一般资料选取我院2015年7月至2017年2月不能手术并接受三维适形调强放疗的胸段食管癌患者30例，男性20 例，女性10 例，年龄50～82岁。

所有患者均经胃镜病理证实，鳞状细胞癌29例，小细胞癌1例，均无放疗禁忌证，卡氏评分≥70分。

患者病变长度不超过7 cm，平均(4.93±1.66)cm。

所有患者均行根治性三维适形调强放疗，照射剂量为60～64 Gy。

1.2 方法
1.2.1 体位固定患者采用仰卧位，双手交叉放置于额头上，采用真空体袋固定体位后，用大孔径螺旋CT模拟机进行定位扫描。

扫描层厚为5 mm，扫描范围从下颌下缘到肝下缘。

扫描图像经网络传送至Pinnacle3 TPS计划系统。

1.2.2 勾画靶区靶区勾画的标准和依据参照国内研究[4]，具体方案如下：GTV勾画以CT片上食管壁厚度≥5 mm，伴有或不伴有局部管腔狭窄为标准并参考患者食道吞钡造影、胃镜等其他相关检查结果进行勾画；CTV在GTV前后及横轴方向外扩0.8～1 cm，纵轴方向外放2～3 cm的基础上，将外扩至动脉椎体等部分进行适当的修回，同时CTV还包括相应的淋巴结引流区。

PTV根据临床测定的日常摆位误差数据，在CTV的基础上外放0.5 cm。

所有勾画的靶区必须经过2位高年资医师审核通过。

1.2.3 放疗计划设计所有放疗计划都在Philips 公司Pinnacle 3工作站上完成，分别为每例食管癌患者设计1个5野和1个7野调强放射治疗计划。

2种调强放疗
计划的优化参数一致，并且2种计划都要求95%PTV达到处方剂量。

相关危及器
官的剂量限制：脊髓(Dmax)≤45Gy；双肺V5≤70%，V20≤25%～33%，
V30≤20%；尽量满足心脏V50≤20%。

1.3 治疗计划评估应用剂量体积直方图对2个治疗计划的靶区均匀指数(homogeneity index,HI)、适形指数(conformity index,CI)：和危及器官进行相
关剂量学统计分析。

靶区CI比较：CI=VT95%/VT×VT95%/ V95%，VT为靶区
总体积，VT95%为95%处方等剂量线所包绕的靶区体积，V95%为95%的处方剂量线面所包括的总体积；靶区HI:HI=(D2%-D98%)/D50%，HI 值越小靶区的剂
量分布均匀性越好。

D98%为靶区PTV的近似最小剂量(98%体积接受的最小剂量)，D2%为近似最大剂量(2%体积接受的最小剂量)，D50%为中位剂量(50%体积接受最小剂量)。

1.4 统计学方法应用SPSS 23.0进行统计分析，计量资料以±s表示，2种计划中
的剂量学相关参数差异比较采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2.1 靶区剂量学参数比较7野调强计划靶区的平均剂量为(6 601.54±24
3.82)cGy，而5野调强计划靶区的平均剂量为(6 556.78±193.81)cGy，两者差异无统计学意
义(P>0.05)；7野调强计划靶区与5野调强计划靶区的CI、HI相比，差异有统计
学意义(P<0.05)。

见表1。

2.2 脊髓受照射剂量学参数比较 7野调强计划的脊髓最大受照射剂量较5野调强计划降低了2.03%的照射剂量，但两者差异无统计学意义(P>0.05)。

7野调强计划靶区与5野调强计划靶区的脊髓平均受照射剂量相比，差异无统计学意义(P>0.05)。

见表2。

2.3 肺受照射剂量学参数比较在应用剂量体积直方图比较中，5野调强计划的左肺V5和右肺V5较7野调强计划均有降低(P<0.05),但7野调强计划的左肺V20、
V30及右肺的V20较5野计划均有减少，差异有统计学意义(P<0.05)。

此外，2
种调强计划的左、右肺平均剂量的差异无统计学意义(P>0.05)。

见表3。

2.4 心脏受照射剂量学参数比较 2种调强计划的心脏V30、V50及心脏的平均剂
量均的差异无统计学意义(P>0.05)。

见表4。

近年来，食管癌的5年生存率由5%已经提高到了30%左右，这很大程度上是因
为放疗技术的突飞猛进的进步[5-6]。

正因为如此，如何保护正常组织的放射损伤
显得尤为重要。

但是，由于胸部解剖结构的特殊性，特别是在肿瘤长径比较长且离脊髓距离比较近的时候，使得传统放疗技术在提高食管癌的靶区剂量学参数的同时保护危及器官存在一定的难度。

而三维适形调强放疗的出现在一定程度上解决了这一难题。

但是具体采用多少个照射野的IMRT放疗技术比较理想，目前学术界没有得到统一的结论。

早在调强放疗技术出现不久的2001年，英国的Nutting课题组就已经对食管癌
的三维适形放疗计划和不同个数照射野的三维适形调强放疗剂量学进行了对比研究[6]，结果显示：除了4野三维适形调强放疗较4野三维适形放疗计划在提高靶区
剂量均匀性和减少肺部照射剂量有一定的优势以外；而其他更多的照射野的三维适形调强放疗并没有表现出类似的优势,文中的解释是随着调强照射野的增多，导致
全肺低剂量照射的体积也随之增多。

然而美国Chandra等[7]的研究结果却得出了不完全一致的结论，他们认为4野、7野、9野的调强计划较三维适形放疗计划可有显著的降低全肺的V10、V20和肺的平均剂量，并且显著性的提高的靶区的HI，通过统计学比较，认为7野和9野的CI是最好的。

但是，这些放疗计划在脊髓，心脏和肝脏的剂量学参数上并未显示明显的统计学差异。

从放射物理学的角度上讲，调强照射野的数量的增多意味着更多的优化参数，因而越容易得到比较理想的治疗计划。

目前大量的研究[8-11]认为10个以下的调强照射野就已经能满足大多数临床的实际需求。

因而，本研究选择了临床上常用5野
和7野调强计划进行剂量学对比研究。

在靶区的剂量学对比研究方面，本研究结
果与Chandra等研究[7]结果相似，7野调强照计划的靶区CI和HI均显著优于5野调强计划。

同样，在危及器官肺的剂量学上，本研究结果与Chandra等研究[7]结果也非常类似，5野调强计划的在降低肺V5方面较7野调强计划有着明显的优势，但7野调强计划却在降低肺V20和V30方面有着更多的优势。

在对危及器官脊髓和心脏的剂量学研究方面，本研究的结果与国外研究[6-7]结果均一致，即调
强野数量的增加对脊髓和心脏的剂量学的优化并不明显。

结果表明5野调强计划
在降低双肺低剂量照射体积(V5)的同时，并没有明显的增加其他危及器官的照射剂量。

综上所述，本研究通过对5野和7调强计划的剂量学比较，发现虽然7野的靶区CI和HI均优于5野调强计划，但是5野调强计划仍可满足临床大部分的要求，并且与7野相比并没有显著增加危及器官的受照剂量，还可以明显降低双肺的V5，进而可以有效降低放射性肺炎的发生概率，可以作为一种常规方法在临床中加以应用。

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