淺論前列腺癌調強放療和三維適形放療劑量學對比研究

1、淺論前列腺癌調強放療和三維適形放療劑量學對比研究                作者：葛小林，孫新臣，曹遠東，洪梅，馬珺，李益坤【摘要】  目的：通過對前列腺癌調強和適形放療方案的比較，選擇前列腺癌最佳放療方案。方法：選取8例前列腺癌患者，經過增強CT模擬定位后參考盆腔磁共振結果勾畫大體腫瘤體積，按統(tǒng)一標準外擴臨床靶體積和PTV，應用三維治療計劃系統(tǒng)為每例患者設計調強適形放療計劃(IMRT)和三維適形放療計劃，在規(guī)定PTV至少達到95%處方劑量前

2、提下根據劑量體積直方圖比較兩種計劃靶區(qū)劑量分布及直腸、膀胱、股骨頭等正常組織受量的差異。結果：調強放療的靶區(qū)適形度指數、均勻性指數、處方劑量覆蓋PTV百分比較好，減少了直腸、膀胱和股骨頭劑量，差異均有統(tǒng)計學意義(P0.05)。結論:前列腺癌采用IMRT是目前最佳的一種放療方法。 【關鍵詞】  前列腺癌； 調強適形放療； 三維適形放療前列腺癌是歐美國家最常見的男性惡性腫瘤，在我國的發(fā)病率、死亡率相對較低。隨著飲食結構改變、平均壽命延長和診斷技術發(fā)展，近年我國前列腺癌發(fā)病率呈上升趨勢1。由于前列腺癌患者多為老年人，常因各種合并癥或確診時病情進展而不適宜手術，放射治療已成為主要的治療方法之

3、一2。放療中照射劑量與疾病的控制密切相關，因此提高前列腺癌的照射劑量、降低周圍正常組織毒副反應是目前臨床研究重點3。目前調強適形放療（IMRT）及三維適形放療（3DCRT）是主要的精確放療技術，如何布野以提高病灶的放射劑量是研究重點之一。我們利用三維治療計劃系統(tǒng)通過對劑量分布和劑量體積直方圖(DVH)的分析，分別對兩種治療方案的靶區(qū)和正常組織劑量進行對比分析,現將結果報道如下。    1  資料與方法   1.1  資料   2007年8月2008年9月在東南大學附屬中大醫(yī)院腫瘤科治療的前列腺癌患者8例，

4、年齡5378歲,中位年齡63歲。根據TNM國際分期(UICC，2002年)，T2期3例，T3期5例，盆腔內均未見淋巴結轉移。所有患者病理類型均為腺癌，在接受放療前均已行雙側睪丸去勢術。   1.2  CT模擬掃描和靶區(qū)勾畫   患者取仰臥位，從中腰部至大腿上1/3處采用熱塑網罩固定，然后通過CT模擬機（Siemens64排CT）增強掃描：以3 mm層厚連續(xù)從髂嵴至坐骨結節(jié)下8 cm，病人在掃描前11.5 h排尿和排便；掃描后靶區(qū)和重要器官結構的勾畫及計劃設計與計算在CMS三維治療計劃系統(tǒng)上實施。前列腺、直腸外輪廓、膀胱外輪廓、雙側股骨頭被逐層勾

5、畫。臨床靶體積（CTV）包括前列腺加精囊，計劃靶體積（PTV）邊徑定義為CTV外放5 mm。直腸壁通過三維治療計劃系統(tǒng)的“挖壁”功能從直腸外輪廓中建立，定義為精囊腺最頂端上10 mm至前列腺最底端之下10 mm的直腸，厚度為4 mm；膀胱壁也從膀胱的外輪廓通過同樣的方式獲得，層厚為4mm。所有放療計劃均按各自不同的計劃規(guī)范進行設計，選用射線能量為15 MV光子線，劑量采用筆形束卷積法計算，體積矩陣精度為2.5 mm×2.5 mm，采用Modified Batho對組織密度不均整性進行劑量校正。   1.3  計劃設計   每位患者設計

6、4野適形和7野調強治療計劃。3DCRT的射野通過BEV設計，盡量避開靶區(qū)重要器官或組織，采用4野共面照射，使用整體擋鉛或多葉光柵(MLC)形成適形照射野。在IMRT計劃中選擇7野共面技術照射，設野角度安排分別在360°范圍內均勻分布。適形和調強治療計劃均在射線路徑上進行不均勻組織校正。   1.4  靶區(qū)處方劑量   1.5  治療計劃的評估   根據DVH和等劑量分布曲線圖，以治療計劃對計劃靶區(qū)PTV的包繞狀況及直腸和膀胱的受照劑量等參數為指標，分別對適形放療和調強放療計劃進行分析、評估，比較兩種計劃中

7、靶區(qū)和OAR的劑量分布差異。PTV的劑量不均勻性指數(HI)定義為：Dose Inhomogeneiy=(D5-D95)/Dmean4；PTV的劑量覆蓋適形指數(CI)定義為：Conformity Index  =VPTV95%/VPTV×VPTV95%/Vt5，該適形指數計算方式兼顧了接受95%處方劑量的正常組織和接受小于95%處方劑量的PTV的體積因素。OAR主要評價直腸70Gy體積、D25、D50，膀胱60Gy體積、D30、D50，股骨頭D50，*最大劑量。   1.6  統(tǒng)計學分析   采用SPSS 11.5統(tǒng)計軟件

8、包進行數據處理，兩樣本均數之間的比較采用t檢驗，以P0.05為差異有統(tǒng)計學意義。    2  結   果   2.1  GTV的劑量分布情況   見表1。與3DCRT計劃相比，IMRT計劃中患者的腫瘤靶區(qū)劑量較高，接受95%劑量的體積更大(98.53% vs 86.51%)；在IMRT計劃中CI平均為0.82，而3DCRT為0.56，很顯然IMRT的適形度更高。在IMRT計劃中HI為1.10，在3DCRT計劃中HI為1.20，兩者比較差異有統(tǒng)計學意義(P0.001)，可見IMRT中劑量

9、分布的均勻性更高。表1  調強和適形治療計劃GTV參數指標            2.2  OAR劑量比較   見表2。直腸和膀胱在IMRT計劃中受高劑量照射的體積均明顯小于3DCRT計劃；雙側股骨頭在IMRT計劃中受照射的劑量小于3DCRT計劃，兩者之間差異有統(tǒng)計學意義。在各劑量水平，非靶區(qū)正常組織在IMRT計劃中受照射的體積均明顯小于3DCRT計劃。IMRT中直腸、膀胱、雙側股骨頭和*受照射的劑量更小。 表2  OAR參數指標均數比較

10、0;  2.3  兩種放療計劃的等劑量曲線圖和DVH圖   見圖1、2。圖1  IMRT的等劑量曲線圖和DVH圖   圖2  3DCRT的等劑量曲線圖和DVH圖    3  討   論   單純放療或放療聯合內分泌治療是治療前列腺癌的重要手段之一，腫瘤局部控制率與照射劑量成正相關，傳統(tǒng)外照射由于受到周圍正常組織耐受量的限制，靶區(qū)劑量難以進一步提高。尤其是直腸潰瘍出血、膀胱穿孔及股骨頭壞死等并發(fā)癥必須盡量避免，很多臨床研究指出30%60%

11、的病例放療后前列腺活檢持續(xù)陽性6。多項研究7已證實，與常規(guī)放療相比，應用3DCRT或IMRT技術可提高照射劑量，減少直腸和膀胱的照射體積，從而顯著降低急性胃腸道和泌尿系毒性，同時還可以減輕放療引起的*勃起功能障礙，保存患者的性功能，減少不良事件發(fā)生率，進一步提高患者生存質量，這對于早期前列腺癌患者尤其重要。   IMRT技術可極大提高高劑量分布區(qū)與靶區(qū)在三維空間分布的適形度，特別是可產生中凹的等劑量線以減少緊貼腫瘤的正常組織劑量，尤其在直腸前列腺界面8。理論上講調強放療照射野越多，可進行調整的參數也就越多，獲得理想劑量分布的可能性就越大；但照射野越多，進行質量保證、劑量驗證

12、及治療所花費的時間就越多，同時卷入低劑量照射區(qū)域的正常組織就越多，增加了放療誘導二位原發(fā)腫瘤的幾率。金大偉等9通過對不同調強放療方案進行比較，認為7野等角度射野安排，靶區(qū)劑量均勻度、靶區(qū)適合度最好，股骨頭受量最小，子野數目也不太多，不失為一種較好的選擇，本研究同樣采用了7野調強放療方案。   RTOG7706研究對449例A2期和B期(T1b或T2期)手術或淋巴造影未發(fā)現淋巴結轉移的前列腺癌患者，隨機接受全盆腔照射或者單純前列腺照射前瞻性隨機分組試驗。平均隨訪12年，結果顯示兩組病人的無病生存率和總生存率無顯著性差異10。所以本研究中未對全盆腔進行照射，而僅僅照射前列腺及其

13、精囊。   有研究10顯示，當靶區(qū)處方劑量為80 Gy時，IMRT可增加95%等劑量線覆蓋腫瘤靶區(qū)的體積(98.53% vs 86.51%，P0.001)。同時IMRT靶區(qū)CI、HI均優(yōu)于3DCRT，有顯著統(tǒng)計學差異。OAR劑量分布情況顯示，調強放療和適形放療均可把直腸和膀胱限制在規(guī)定的耐受范圍內，但IMRT明顯降低了直腸、膀胱和股骨頭的劑量，有顯著性差異。Kuban等11的研究發(fā)現，直腸受到70 Gy照射的體積百分比26%時，其放療后5年2級的直腸毒性反應的發(fā)生率為51%，而26%者其發(fā)生率為13%。本研究中IMRT計劃中直腸70 Gy體積僅7.32%，低于3DCRT的1

14、9.15%，膀胱60 Gy體積4.22%，低于3DCRT的15.64%，從而可以更好地保護直腸和膀胱。股骨頭的劑量也同樣顯示IMRT優(yōu)于3DCRT。   在3DCRT中*組織臨近前列腺，也會受到相當劑量的照射。這可能是放療后發(fā)生*勃起功能障礙的一個因素。Fisch等12研究3DCRT*球部的70%體積接受小于40Gy的劑量照射后，保留性功能的可能性較大。本研究結果顯示，在給予相同處方劑量前提下，IMRT可減少*球照射劑量(20.29 Gy vs 25.91 Gy,P0.001)，降低了放療后發(fā)生性功能障礙的危險性。   總之，與3DCRT相比，采用IMR

15、T治療前列腺癌可獲得更高的治療增益比，從而提高療效，減少治療并發(fā)癥的發(fā)生?！緟⒖嘉墨I】  1郭應祿泌尿外科內鏡診斷治療學M北京：北京大學醫(yī)學出版社，2004：981032殷蔚伯，余子豪腫瘤放射治療學M北京：中國協(xié)和醫(yī)科大學出版社，2008：9459763HANKS G E,HANLON A L,EPSTEIN B,et al.Dose response in prostate cancer with 812 yearsfollowupJ.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2002,54:427435.4BRAGG C M,CONWAY J,ROBINSON M

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