鼻咽癌调强放射治疗三种布野方案剂量学比较

摘要

研究目的： 1.探讨动态调强放射治疗（IMRT）7野、9野及容积弧形调强治疗(VMAT)三种不同布野方案在鼻咽癌（Ⅰ-Ⅲ期）治疗中的剂量学特点。 2.比较动态调强放射治疗（IMRT）7野、9野及容积弧形调强治疗(VMAT)三种不同布野方案在鼻咽癌（Ⅰ-Ⅲ期）治疗中的治疗时间。 材料和方法 1.研究对象 以2013年3月至2013年9月医院收治的12例鼻咽癌（Ⅰ-Ⅲ期）患者为研究对象，其中男性8例，女性4例;年龄23-70岁，中位年龄为48岁。对每一位接受治疗患者均进行了完整的病史采集及体格检查，完成血液及生化等实验室检查，完成以下影像检查:头颈部的CT、MRI增强检查，胸部X线，腹部彩超检查及全身核素扫描。检查结果表明各患者均无远处转移。本研究经所有患者知情同意。 各患者按2009年美国癌症分期联合委员会(American Joint Commission onCancer，AJCC)第七版的标准进行分期。其中T1患者1例(8.3％)，T2患者8例(66.6％)，T3患者3例(25％);N1患者8例(66.6％)，N2患者4例(33.3％)。 2.研究方法 2.1定位图采集 对12例患者均进行CT扫描:患者取仰卧位，用颈肩热塑膜固定体位，扫描范围为头顶至锁骨头下2cm，扫描层距为3mm。CT图像通过美国Varian公司局域网传输至Eclips调强放射治疗计划系统。 2.2靶区和危及器官的确定 由两位高年资临床医师在定位图上勾画鼻咽部肿瘤大体区(GTV)、阳性淋巴结区(GTVnd)及临床肿瘤体积(CTV)。 GTV包含原发灶(GTVnx)及阳性淋巴结(GTVnd)，原发灶指临床检查及影像检查见到的原发肿瘤大体区，阳性淋巴结区指临床及影像检查见到受侵的淋巴结区域。受侵淋巴结指淋巴结肿大长径＞12mm，或短径＞10mm，或淋巴结内出现坏死的淋巴结。 CTV表示GTV外扩的肿瘤可能侵犯范围，分为CTV1和CTV2两部分;CTV1包括全部鼻咽腔、翼腭窝、斜坡、颅底和双侧咽旁间隙等区域，CTV2包括上颌窦、鼻腔的后三分之一、蝶窦下半部分、颈部相应淋巴引流区和锁骨上预防区。在画出的各个靶区上全部外扩3mm而成为计划靶区PTV，简称PTV-GTV、PGTVnd、PTV-1、PTV-2。并勾画出本研究观察的危及器官:脑干、脊髓、晶状体、腮腺、视神经，其中脊髓与脑干均外放3mm。 2.3处方剂量与计划设计 各患者均采用同步加量技术进行放射治疗，处方量PTV-GTV为70Gy，PTV-1为60Gy，PTV-2为54Gy，每天1次，每周行5次治疗。 采用Varian公司的Eclips调强放射治疗计划系统设计计划，每个病人均分别行7野均分、9野均分、容积弧形调强计划。 用相同的物理目标函数和剂量体积约束条件进行优化各种计划。靶区的剂量条件为PTV-GTV：V99（99％体积剂量）≥70Gy，最大剂量≤77Gy， PTV-1：V99（99％体积剂量）≥60Gy，PTV-2:V99（99％体积剂量）≥54Gy。 危及器官剂量的限制为脊髓:最大剂量≤45Gy，脊髓+3mm:最大剂量≤50Gy，脑干:最大剂量≤54Gy，脑干+3mm:最大剂量≤60Gy，晶体:最大剂量≤6Gy，视神经:最大剂量≤50Gy，腮腺:平均剂量≤28Gy。 2.4计划质量评估及观察指标 根据ICRU83号报告，引入适形度指数(CI)和均匀性指数(HI)两个指标评估计划质量。CI值范围为0-1，值越接近1表示适形度越好。HI值越大表示超出处方剂量越大，PTV内的剂量分布越不均匀。 采用剂量体积直方图来比较3种计划靶区剂量分布，危及器官受量和治疗时间。肿瘤靶区剂量分布采用靶区剂量覆盖性、靶区适形性(CI)、靶区均匀性(HI)三者来评价。 因为脑干、脊髓、晶体和视神经等串行器官的毒性反应发生概率与其接受的最大剂量有关，所以对于危及器官脑干、脊髓、晶体和视神经等的评价使用接受最大剂量（Dmax）评估。腮腺为并行器官，其毒性反应发生概率与受照体积有关，所以对于危及器官腮腺使用接受的平均剂量(Dmean)评估。 治疗时间主要由各计划的机器跳数、子野数目决定。并且为避免因技术员操作等人为因素影响，每个放疗计划治疗时间采取两名有十年以上工作经验的技术人员独立设计所用时间的平均值。 3.统计学方法 统计软件用SPSS13.0，数据均以(x)±s表示，不同布野方案组间各指标差异的比较采用方差分析及t检验。P＜0.05表示有统计学差异。 结果： 1.靶区的剂量分布 动态调强放射治疗（IMRT）7野、9野及容积弧形调强治疗(VMAT)均能满足临床要求的剂量分布目标，其剂量份布如下:(1)常规调强放射治疗（IMRT）7野PTV-GTV剂量达到70Gy的靶区体积为0.991±0.003 cm3，常规调强放射治疗(IMRT)9野PTV-GTV剂量达到70Gy的靶区体积为0.993±0.002 cm3，容积弧形调强治疗(VMAT) PTV-GTV剂量达到70Gy的靶区体积0.994±0.003 cm3。(2)常规调强放射治疗(IMRT)7野PTV-1剂量达到60Gy的靶区体积为0.993±0.002，常规调强放射治疗(IMRT)9野PTV-1剂量达到60Gy的靶区体积为0.993±0.001cm3，容积弧形调强治疗(VMAT) PTV-1剂量达到60Gy的靶区体积为0.991±0.003cm3。(3)常规调强放射治疗（IMRT）7野PTV-2剂量达到54Gy的靶区体积为0.981±0.003 cm3，常规调强放射治疗（IMRT）9野PTV-2剂量达到54Gy的靶区体积为0.985±0.004 cm3，容积弧形调强治疗(VMAT) PTV-2剂量达到54Gy的靶区体积为0.986±0.006 cm3。三者间肿瘤靶区的覆盖率都达到了98％以上，其差别有统计学意义(P＞0.05)。 三者间肿瘤靶区均匀性指数(HI)均达到了临床要求，其结果如下:(1)常规调强放射治疗(IMRT)7野PTV-GTV的HI为1.03，常规调强放射治疗(IMRT)9野PTV-GTV的HI为1.02，容积弧形调强治疗(VMAT) PTV-GTV的HI为1.05。(2)常规调强放射治疗(IMRT)7野PTV-1的HI为1.11，常规调强放射治疗(IMRT)9野PTV-1的HI为1.10，容积弧形调强治疗(VMAT) PTV-1的HI为1.14。(3)常规调强放射治疗(IMRT)7野PTV-2的HI为1.26，常规调强放射治疗（IMRT）9野PTV-2的HI为1.24，容积弧形调强治疗(VMAT) PTV-2的HI为1.23。三者的HI无统计学差异（P＞0.05）。三者间肿瘤靶区适形度指数(CI)均达到了临床要求，且无统计学差异(P＞0.05)。 2.危及器官的剂量分布 动态调强放射治疗(IMRT)7野、9野及容积弧形调强治疗(VMAT)对危及器官的保护均符合临床要求。三者在脑干剂量的最大受量无统计学差异（P＞0.05）。容积弧形调强治疗(VMAT)在视神经的剂量最大受量与动态调强放射治疗(IMRT)无统计学差异（P＞0.05）。容积弧形调强治疗(VMAT)在脊髓、晶体、腮腺的最大受量均比动态调强放射治疗(IMRT)增多，但三者均在临床目标剂量范围内。脊髓的最大受量动态调强放射治疗(IMRT)7野比动态调强放射治疗(IMRT)9野略高。容积弧形调强治疗(VMAT)在腮腺的平均受量比动态调强放射治疗（IMRT）增多，但三者均在临床目标剂量范围内。 3.治疗时间与机器跳数 容积弧形调强治疗(VMAT)的平均跳数较动态调强放射治疗(IMRT)7野、9野显著的缩短（P＜0.05）;容积弧形调强治疗(VMAT)的平均治疗时间为3.3±0.30 min，动态调强放射治疗(IMRT)7野的平均治疗时间为11.4±0.49min，动态调强放射治疗（IMRT）9野的平均治疗时间为12.7±0.76min，容积弧形调强治疗(VMAT)的治疗时间显著缩短(P＜0.001)。 结论： 1.容积弧形调强治疗(VMAT)、动态调强放射治疗（IMRT）7野、9野三种计划的靶区覆盖率、靶区适形度指数(CI)和均匀性指数(HI)均能满足临床要求，三者间并无统计学差异(P＞0.05)。 2.在危及器官的保护方面，容积弧形调强治疗(VMAT)、动态调强放射治疗（IMRT）7野、9野三种计划均符合临床目标剂量要求。但容积弧形调强治疗(VMAT)的危及器官受量相对稍高于IMRT组。 3.动态调强放射治疗（IMRT）组中7野与9野的危及器官剂量受量的无明显差异。 4.在治疗时间方面，VMAT计划治疗时间较IMRT治疗时间显著缩短(P＜0.001)，这对提高治疗精确度有明显优势。 5.对于动态调强放射治疗(IMRT)7野和9野，如果在保护危及器官上无统计差异，靶区覆盖能满足要求时选择7野方案要优于9野，反之，靶区覆盖要求较高时选择9野要优于7野。

目录

摘要

前言

材料和方法

1 临床资料

2 定位图采集

3 靶区和危及器官的确定

4 处方剂量与计划设计

5 计划质量评估及观察指标

6 统计学处理

结果

1 靶区的剂量分布

2 危及器官的剂量分布

3 治疗时间与机器跳数

讨论及结论

1 基础及相关分析

2 靶区剂量学比较

3 危及器官的剂量学比较

3．1 脑干

3．2 脊髓

3．3 晶状体

3．4 视神经

3．5 腮腺

4 机器跳数和治疗时间

5 结论

参考文献

综述 容积弧形调强放射治疗在鼻咽癌中的应用

成果

英文缩写词表

致谢

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