余文亮 吴建平 杨钦杰 童集思

放射治疗在食管癌综合治疗中应用广泛[1-4],目前临床上食管癌放疗多采用三维适形放射治疗技术[5-7]，虽较传统二维照射技术有明显进步，但在剂量学上仍存在一些不足。近年来适形调强(intensity modulation radiation therapy，IMRT)、 容积旋转调强(volumetric modulation arc therapy，VMAT)等新技术日益普及，IMRT 和 VMAT 技术可以使辐射剂量空间分布与靶区轮廓高度吻合，从而在确保靶区得到高剂量照射的同时尽可能减少周围正常组织、 器官的受照射剂量，一些研究显示其在胸段食管癌治疗中剂量分布明显优于传统 3DRT[8-12]。IMRT与VMAT的剂量学对比研究也较多[13-15]，而对于较大的食管癌靶区，尤其是全段食管、全纵隔照射，VMAT 计划剂量分布优于 IMRT 计划，且能减少治疗跳数和降低危及器官的受量[16-18]。但目前国内可以开展VMAT技术的放疗设备过少，且部分省规定未取得科学研究型放疗配置证的单位不允许开展VMAT放疗技术。因此如何在现有的放疗设备前提下找到可以达到与VMAT技术相当的食管癌全段放疗计划设计技术是一个有实际意义的研究。

本研究对30例全段食管癌放疗患者分别设计同中心分段5野调强计划和全段5野调强计划，对治疗计划优化结果进行比较。

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集2017年1月至2019年1月在本院接受IMRT治疗的30例全段食管癌患者(男性18例、女性12例)的CT影像及病例资料。患者的平均年龄为70.1岁。靶区长度为(22.7±8.6)cm，计划靶区(PTV)的体积为(546±97)cm3。30例患者的处方剂量为PGTV：60 Gy/30f；PTV：54 Gy/30f。以95%PGTV体积获得100%处方剂量进行归一。

1.2 模拟定位及CT扫描

30例患者均采用同一厂家的热塑体膜固定患者

体位。采用荷兰核通X线模拟定位机进行定位，而后采用西门子模拟定位CT增强扫描患者，层厚为3 mm。扫描范围从颌下到第三腰椎，得到的CT图像经医院局域网上传至Elekta XIO4.64计划系统。

1.3 靶区体积及危机器官的界定

主管医生勾画肿瘤靶区GTV、PGTV、CTV、PTV和危及器官心脏、肺、脊髓等。GTV定义为：以影像学和内镜可见的肿瘤长度。CTV 包括 GTV 和 GTVnd+淋巴引流区，并在GTV和GTVnd四周均外放1 cm，在GTV上下方向均外放4～5 cm，或者在有淋巴结肿大转移的CT层面外放 2 cm，同时包括淋巴转移率较高的淋巴引流区。同时在CTV基础上外放0.5 cm定义为PTV。全段食管癌放疗肿瘤靶区PTV示意图见图1、2。

1.4 放疗计划设计

采用Elekta XIO4.64治疗计划系统，Varian23-EX机型的6MV X射线。为30例患者分别设计一个同中心分段5野IMRT计划和全段5野IMRT计划。同中心分段5野调强计划，中下段采用0°、140°、200°三野调强，颈段采用300°、60°三野野调强,见图3、4；全段5野IMRT计划采用0°、140°、200°、300°、60°，见图5。同一患者两种方法的计划优化参数保持一致，以降低优化参数对不同计划的影响。计划要求95%的PGTV和PTV均达到处方剂量。

1.5 评价指标

PGTV、PTV的适形指数CI，剂量均匀性指数HI；脊髓的最高剂量Dmax；双肺平均剂量(mean lung dose，MLD)，接受5、20、30 Gy以上剂量的肺的体积比例V5、V20、V30；心脏的平均剂量以及接受30、40 Gy以上剂量的心脏体积比例V30、V40。

1.6 统计学方法

采用SPSS软件对实验各项数据进行方差分析后行配对t检验来对比2种IMRT计划中靶区和各类OAR的计量学参数差异。

2 结果

2.1 靶区的CI和HI比较

5野同中心分段IMRT计划和5野全段IMRT计划的PGTV和PTV的CI、HI相比，差异具有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 5野同中心分段IMRT计划和5野全段IMRT计划的PGTV和PTV的

2.2 脊髓的最高剂量比较

5野同中心分段IMRT计划的脊髓最高剂量为(40.12±1.23)Gy，和5野全段IMRT计划的(43.42±1.77)Gy相比，差异具有统计学意义(t=5.89,P<0.05)。

2.3 双肺剂量线差异

5野同中心分段IMRT计划和5野全段IMRT计划的双肺剂量相比，平均剂量、V5、V30差异具有统计学意义(P<0.05),而V20差异不具有统计学意义，(P>0.05)。见表2。

表2 5野同中心分段IMRT计划和5野全段IMRT计划的双肺剂量比较

2.4 心脏剂量学差异

5野同中心分段IMRT计划和5野全段IMRT计划的心脏剂量相比，V40差异具有统计学意义(P<0.05),V30差异不具有统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 5野同中心分段IMRT计划和5野全段IMRT计划的心脏剂量比较

3 讨论

食管癌目前主要治疗方法以手术、放疗为主。有统计表明食管癌治疗中单纯放疗占71.4%[3]，而放射治疗的疗效和副反应的大小往往取决于放射治疗计划设计的优劣。部分不能手术的食管癌由于要考虑到淋巴区域的预防照射，照射靶区往往要包括全段食管，这就给治疗计划设计带来新的挑战。找到一种既能保证全段食管靶区达到处方照射剂量，又能控制肺、脊髓等正常组织剂量在耐受范围内的设计方法已成为食管癌全段放疗重要研究课题。

随着计算机技术的发展，目前IMRT(调强放射治疗技术)是放疗主流技术。虽然IMRT推广后布野方式的选择已不再是治疗计划优劣的首要因素，但对于食管癌的全段放疗，由于颈上段病变距离体表近，而胸段病变距离皮肤远，导致同一照射野的上、中、下三个平面剂量分布差别很大；另外，食管病变与脊髓间距小，采用全段5野的设计法很难既包全靶区又同时避开脊髓。本研究中以常规IMRT技术为基础，采用在单中心前提下，通过不同解剖区域采用不同布野的分段射野技术对食管癌全段靶区进行IMRT计划设计，结果经数据统计与分析，我们可以发现在靶区方面，PGTV和PTV的CI、HI全段5野技术的较好；在危及器官方面，同中心分段布野技术在对双肺V20、V30和心脏的V30、V40影响不大的前提下，明显降低了双肺的V5和平均剂量。

综上所述，本研究通过对同中心分段5野调强计划和全段5野调强计划的剂量学比较，发现虽然全段5野调强计划的靶区CI和HI均较优于同中心分段5野调强计划，但是同中心分段5野调强计划HI和CI依旧可以满足临床要求。同中心分段5野调强计划和全段5野调强计划的双肺和心脏的V20、V30变化不大，但是脊髓最大点剂量和双肺的平均剂量以及V5有明显的降低，从而可以有效地降低脊髓放射损伤风险以及放射性肺炎的发生概率。同时，本研究采用的同中心分段小野布野技术，与常规调强放疗的同中心大野布野技术相比，计划设计更加的灵活，有更广的布野调整空间，可使全段食管癌放疗IMRT计划更加优化，可以在确保靶区剂量的同时更进一步保护正常组织。此外，新的布野技术也可推广至全纵膈或者任何病变长且形状不规则的肿瘤靶区，从而可以更加充分地发掘中低端放疗设备的应用潜能。