鼻咽癌同步加量調強放射治療的劑量 學研究

1、    鼻咽癌同步加量調強放射治療的劑量 學研究作者：辛勇,章龍珍,周鳳娟,徐玉梅作者單位：徐州醫(yī)學院附屬醫(yī)院放射治療科，江蘇徐州221002【摘要】 目的 比較同步加量調強放射治療(SMART)計劃與常規(guī)適形放療(CRT)計劃應用于鼻咽癌放療的劑量學特點。方法 選擇23例鼻咽癌患者，分別用SMART束流調強放療(SMART)計劃(SMART組)和常規(guī)放療(CRT)計劃(CRT組)進行計劃設計。用劑量體積直方圖(DVH)分別評價2組靶區(qū)、腮腺、周圍正常組織受量情況。結果 SMART組各靶區(qū)的受量與適形度均高于CRT組(P<0.05)，而腮腺等正常組

2、織受量明顯低于CRT組(P<0.05)。結論 SMART 調強適形放療能有效減少患者的周圍正常組織受量,提高靶區(qū)的適形度和平均劑量。【關鍵詞】 鼻咽癌;同步加量束流調強放射治療Dosimetric study of simultaneous modulated accelerated radiotherapyin nasopharyngeal carcinomaXIN Yong, ZHANG Longzhen, ZHOU Fengjuan, XU Yumei(Department of Radiotherapy, Affiliated Hospital of Xuzhou Medical

3、 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 respectiv

4、ely 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 t

5、hose 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; simultaneou

6、s modulated accelerated radiotherapy鼻咽癌目前常規(guī)放射治療所采用的大野照射，腮腺等重要器官均在野內，對正常組織副作用大，限制了病灶總體劑量的提升，局部復發(fā)率相對較高，限制了常規(guī)放射治療在臨床上的繼續(xù)發(fā)展;而同步加量調強放射治療(simultaneous modulated accelerated radiotherapy，SMART)技術是在同一個照射野內對腫瘤靶區(qū)(gross target volume, GTV)和臨床靶區(qū)(clinical target volume，CTV)同時進行不同分割劑量的照射方法，GTV無需縮野追加劑量就能達到根治量(如707

7、5 Gy)，而CTV僅受到微小病灶或亞臨床病灶所需的照射劑量(如5060 Gy)，而且SMART能夠在不降低鼻咽腫瘤劑量的前提下,有效地降低腮腺等正常組織的受照體積和受照劑量,降低口干的發(fā)生率,提高生活質量。本研究利用三維計劃系統(tǒng)，定量分析2種治療手段的靶區(qū)、正常組織劑量學特點，評價SMART相比常規(guī)適形放療(conformal radiotherapy，CRT)的劑量學優(yōu)勢。1 資料和方法1.1 入組標準 初次放療患者;病理證實為鼻咽癌;臨床分期a期(1992年福州分期)，無遠處轉移;年齡1865歲;Karnofsky評分法70;無明顯骨髓抑制和肝腎功能損害;所有患者均獲知情同意。研究對象為

8、徐州醫(yī)學院附屬醫(yī)院2007年11月2008年10月符合入組標準的鼻咽癌患者23例。1.2 分組情況 23例鼻咽癌患者分別設置CRT和SMART 2種治療計劃,采用自身對照。1.3 體位固定及CT掃描 患者取仰臥位，選擇適當的頭枕，用頭頸肩熱塑面罩固定。在模擬機或CT機上確定掃描中心，并在激光燈下，將等中心在面罩上的投影(一前、兩側)用金屬點標記，以便在CT掃描的圖像上能識別。直接增強連續(xù)掃描，層厚5 mm，掃描范圍從頭頂至鎖骨下3 cm范圍，將掃描所得的CT圖像通過網絡傳送到VARIAN的Eclipse 7.0 三維逆向計劃系統(tǒng)中，進行患者信息登記、數據圖像重建并確認。1.4 勾畫靶區(qū)及危及器

9、官1.5 靶區(qū)的劑量規(guī)定和限制要求 靶區(qū)的劑量規(guī)定：至少95%等劑量線完全包繞PTV。劑量限制要求： PTV接受>110%的處方劑量體積20%， PTV接受<93%的處方劑量3%。PTV以外的任何地方不能出現>110%處方劑量。危及器官的劑量限制如下：脊髓<4045 Gy;晶狀體<8 Gy;腮腺V50%3540 Gy;腦干50 Gy;視神經、視交叉<54 Gy;顳頜關節(jié)<70 Gy;顳葉60 Gy;眼球:平均劑量<35 Gy。1.6 計劃的評估 根據靶區(qū)內劑量分布情況以及劑量體積直方圖(dose volume histogram, DVH)對各階

10、段治療計劃整合后的治療計劃進行總體評估。評估包括2個方面：物理適形度，即治療區(qū)與靶區(qū)的適合度。常用適形指數(原發(fā)灶的計劃靶區(qū)體積被95%等劑量線包繞體積)表示。劑量適形度：a.靶區(qū)的平均劑量;b.靶區(qū)內劑量均勻性;c.靶區(qū)內的最低劑量;d.危及器官的實際平均受量和實際最高受量。鼻咽癌的計劃評估首先要考慮危及器官(脊髓、腦干、眼晶狀體)的受照劑量是否在其耐受劑量范圍內，其次考慮靶區(qū)的物理適形度與劑量適形度，再其次考慮腮腺受照劑量，最后要考慮其他鄰近器官組織的正常受照劑量。1.7 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 10. 0統(tǒng)計軟件進行分析，組間均數比較采用配對t檢驗。P<0.05為差異有顯著性。2

11、 結 果2.1 SMART組和CRT組靶區(qū)受照射劑量的比較23例NPC在放療計劃設計系統(tǒng)上進行SMART組與CRT組的治療計劃比較，所有計劃歸一為靶區(qū)D95為100%。從劑量直方圖數據中可見獲得95%處方劑量以上的靶區(qū)體積，SMART組較CRT組提高了近15%。SMART組在平均最大劑量、平均最小劑量、平均中位劑量上較CRT組明顯提高，顯示出SMART強大的增量優(yōu)勢(P<0.05)。見表1。表1 SMART組和CRT組靶區(qū)DVH圖數據比較而從適形指數劑量上也反映出SMART組靶區(qū)與高劑量區(qū)吻合較好，明顯優(yōu)于CRT組。劑量均勻指數SMART組則明顯小于CRT組，這顯示出SMART組靶區(qū)內劑

12、量均勻的特點，無明顯的劑量熱點與冷點。見表2。表2 SMART組和CRT組劑量分布均勻性與適形性的比較2.2 SMART組和CRT組周圍各正常組織受照劑量統(tǒng)計學分析 見表3、4。表3 23例患者周圍各正常組織受照劑量統(tǒng)計學分析表4 腮腺的劑量分布情3 討 論21世紀放射治療進入精確放療時代，隨著醫(yī)學影像和放療設備的發(fā)展，出現了一系列放療新技術。特別是IMRT的應用1-4，使放療科臨床醫(yī)生更有可能達到以下目標：腫瘤受照射劑量增加，提高放射治療對鼻咽癌的腫瘤局部控制率(TCP);高劑量區(qū)限于腫瘤，正常組織所受照射的劑量下降，減少了正常組織和器官的放射后期并發(fā)癥(NTCP);形成向內凹陷的等劑量曲線

13、;一次同時照射幾個病灶;一次照射能給予靶區(qū)不同部位以不同的放射劑量。鼻咽癌由于復雜的解剖、多變的病灶形狀及鄰近眾多的重要器官，一直是腫瘤放射治療學家重點研究的對象。鼻咽癌鄰近重要器官多且密集，靶區(qū)極度不規(guī)則，GTV與CTV的形狀不一致性較明顯，常規(guī)照射技術的高劑量區(qū)很難與靶區(qū)適形5-6，故SMART技術的應用有一定的優(yōu)勢。另外鼻咽癌的局部控制率與劑量呈明顯的相關性。提高局部劑量可增加局部控制率。鼻咽癌還與其他頭頸腫瘤一樣存在著再增殖問題。提高分次劑量，縮短總治療時間以減少鼻咽癌的后程加速再增殖，有望提高腫瘤組織的放射效應，但同時必須減少正常組織器官的受照劑量以減少放射損傷。SMART 技術近幾

14、年備受關注, 其特點是在IMRT 計劃設計中同時行腫瘤區(qū)同步推量(simultaneous integrated boost, SIB),即原發(fā)灶區(qū)給予高劑量照射(2.122.40 Gy/次)的同時亞臨床灶或其周圍擴大區(qū)給予較低劑量的照射(1.702.10 Gy/次)。SMART技術的優(yōu)點是整個治療過程只進行一次計劃,與傳統(tǒng)的多階段計劃相比,節(jié)省了模擬、計劃、照射和驗證的時間。從放射生物學上來說,SMART 技術是一種加速分割方案,有可能減少腫瘤克隆源細胞的加速再增殖,并顯示出更好的腫瘤控制率。因此，SMRAT束流調強技術具有實現多個劑量水平的特點，可給予多個腫瘤靶區(qū)和預防照射區(qū)不同的劑量。正

15、如我們的對比研究顯示，SMRAT組原發(fā)灶的GTVT、CTV1、CTV2和淋巴結的GTVN、CTV2多個靶區(qū)均得到不同而滿意的劑量要求，而CRT組在各個靶區(qū)的劑量分布則不盡人意(P<0.05)。并且SMRAT組腫瘤靶區(qū)的均勻指數和適形指數與CRT組相比均有較大的提高(P<0.05)。這說明SMRAT技術在鼻咽癌的治療中能發(fā)揮出它的多靶區(qū)給量優(yōu)勢。由于SMART技術給予正常組織低分割低劑量，這樣可對正常組織有較好的保護作用，從表3可看出正常組織器官如腦干、晶狀體等的受量均不高，與CRT組相比均能控制在較佳的水平內(P<0.05)。SMART技術通過調整靶區(qū)內的射線強度，將正常劑量

16、水平給予原發(fā)灶，局部病灶和選擇的治療區(qū)域作適當調整，各自接受不同的劑量分割次數，使治療靶區(qū)以外的正常組織接受了較低的照射量及較低的分割劑量，使正常組織的等效生物劑量更低于其實際受量，尤其能有效地降低腮腺劑量。而CRT組鼻咽癌常規(guī)放射治療時, 首先要使用面頸聯合野,腮腺不可避免地受到較大體積和較高劑量的照射,引起腮腺分泌功能的降低。本研究中SMART組的患者健側腮腺的平均劑量為(20.0±2.3) Gy，患側平均劑量為(31.0±2.2) Gy，遠低于CRT組的(61.0±4.7) Gy和(68.2±3.6) Gy，從根本上減少了腮腺的照射劑量，從而保護腮

17、腺的功能。鼻咽癌SMART治療在保護腮腺功能方面有獨特的優(yōu)勢7-11，它有可能從根本上緩解患者的口干問題，從而基本解決了長期以來困擾放療界的這一難題，且不會降低靶區(qū)劑量。總之,SMRAT技術進一步發(fā)揮了調強放療的優(yōu)勢，提高了腫瘤的分次量和劑量，縮短了放療的時間，保護了腮腺和周圍重要的組織器官，并有較好的近期療效和較輕的急性反應，是值得推廣和使用的一種很好的方法。但遠期療效、晚期放療毒性反應和總的結論有待進一步證實?！緟⒖嘉墨I】1 Yao M, Dornfeld KJ, Buatti JM, et al. Intensity-modulated radiation treatment for h

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