鼻咽癌同步加量調(diào)強(qiáng)放射治療的劑量 學(xué)研究

1、    鼻咽癌同步加量調(diào)強(qiáng)放射治療的劑量 學(xué)研究作者：辛勇,章龍珍,周鳳娟,徐玉梅作者單位：徐州醫(yī)學(xué)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(diào)強(qiáng)放射治療(SMART)計(jì)劃與常規(guī)適形放療(CRT)計(jì)劃應(yīng)用于鼻咽癌放療的劑量學(xué)特點(diǎn)。方法 選擇23例鼻咽癌患者，分別用SMART束流調(diào)強(qiáng)放療(SMART)計(jì)劃(SMART組)和常規(guī)放療(CRT)計(jì)劃(CRT組)進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)。用劑量體積直方圖(DVH)分別評(píng)價(jià)2組靶區(qū)、腮腺、周圍正常組織受量情況。結(jié)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(jié)論 SMART 調(diào)強(qiáng)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?！娟P(guān)鍵詞】 鼻咽癌;同步加量束流調(diào)強(qiáng)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(nèi)，對(duì)正常組織副作用大，限制了病灶總體劑量的提升，局部復(fù)發(fā)率相對(duì)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(diào)強(qiáng)放射治療(simultaneous modulated accelerated radiotherapy，SMART)技術(shù)是在同一個(gè)照射野內(nèi)對(duì)腫瘤靶區(qū)(gross target volume, GTV)和臨床靶區(qū)(clinical target volume，CTV)同時(shí)進(jìn)行不同分割劑量的照射方法，GTV無(wú)需縮野追加劑量就能達(dá)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(zhì)量。本研究利用三維計(jì)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(xué)特點(diǎn)，評(píng)價(jià)SMART相比常規(guī)適形放療(conformal radiotherapy，CRT)的劑量學(xué)優(yōu)勢(shì)。1 資料和方法1.1 入組標(biāo)準(zhǔn) 初次放療患者;病理證實(shí)為鼻咽癌;臨床分期a期(1992年福州分期)，無(wú)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移;年齡1865歲;Karnofsky評(píng)分法70;無(wú)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(duì)象為

8、徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院2007年11月2008年10月符合入組標(biāo)準(zhǔn)的鼻咽癌患者23例。1.2 分組情況 23例鼻咽癌患者分別設(shè)置CRT和SMART 2種治療計(jì)劃,采用自身對(duì)照。1.3 體位固定及CT掃描 患者取仰臥位，選擇適當(dāng)?shù)念^枕，用頭頸肩熱塑面罩固定。在模擬機(jī)或CT機(jī)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(cè))用金屬點(diǎn)標(biāo)記，以便在CT掃描的圖像上能識(shí)別。直接增強(qiáng)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(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到VARIAN的Eclipse 7.0 三維逆向計(jì)劃系統(tǒng)中，進(jìn)行患者信息登記、數(shù)據(jù)圖像重建并確認(rèn)。1.4 勾畫(huà)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(xiàn)>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(jīng)、視交叉<54 Gy;顳頜關(guān)節(jié)<70 Gy;顳葉60 Gy;眼球:平均劑量<35 Gy。1.6 計(jì)劃的評(píng)估 根據(jù)靶區(qū)內(nèi)劑量分布情況以及劑量體積直方圖(dose volume histogram, DVH)對(duì)各階

10、段治療計(jì)劃整合后的治療計(jì)劃進(jìn)行總體評(píng)估。評(píng)估包括2個(gè)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(shù)(原發(fā)灶的計(jì)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(nèi)劑量均勻性;c.靶區(qū)內(nèi)的最低劑量;d.危及器官的實(shí)際平均受量和實(shí)際最高受量。鼻咽癌的計(jì)劃評(píng)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(nèi)，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(jì)學(xué)處理 采用SPSS 10. 0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，組間均數(shù)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有顯著性。2

11、 結(jié) 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(jì)劃設(shè)計(jì)系統(tǒng)上進(jìn)行SMART組與CRT組的治療計(jì)劃比較，所有計(jì)劃歸一為靶區(qū)D95為100%。從劑量直方圖數(shù)據(jù)中可見(jiàn)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(qiáng)大的增量?jī)?yōu)勢(shì)(P<0.05)。見(jiàn)表1。表1 SMART組和CRT組靶區(qū)DVH圖數(shù)據(jù)比較而從適形指數(shù)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(shù)SMART組則明顯小于CRT組，這顯示出SMART組靶區(qū)內(nèi)劑

12、量均勻的特點(diǎn)，無(wú)明顯的劑量熱點(diǎn)與冷點(diǎn)。見(jiàn)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(jì)學(xué)分析 見(jiàn)表3、4。表3 23例患者周圍各正常組織受照劑量統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表4 腮腺的劑量分布情3 討 論21世紀(jì)放射治療進(jìn)入精確放療時(shí)代，隨著醫(yī)學(xué)影像和放療設(shè)備的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列放療新技術(shù)。特別是IMRT的應(yīng)用1-4，使放療科臨床醫(yī)生更有可能達(dá)到以下目標(biāo)：腫瘤受照射劑量增加，提高放射治療對(duì)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(nèi)凹陷的等劑量曲線

13、;一次同時(shí)照射幾個(gè)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(fù)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(xué)家重點(diǎn)研究的對(duì)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(shù)的高劑量區(qū)很難與靶區(qū)適形5-6，故SMART技術(shù)的應(yīng)用有一定的優(yōu)勢(shì)。另外鼻咽癌的局部控制率與劑量呈明顯的相關(guān)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(wèn)題。提高分次劑量，縮短總治療時(shí)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(yīng)，但同時(shí)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(shù)近幾

14、年備受關(guān)注, 其特點(diǎn)是在IMRT 計(jì)劃設(shè)計(jì)中同時(shí)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(shí)亞臨床灶或其周圍擴(kuò)大區(qū)給予較低劑量的照射(1.702.10 Gy/次)。SMART技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)治療過(guò)程只進(jìn)行一次計(jì)劃,與傳統(tǒng)的多階段計(jì)劃相比,節(jié)省了模擬、計(jì)劃、照射和驗(yàn)證的時(shí)間。從放射生物學(xué)上來(lái)說(shuō),SMART 技術(shù)是一種加速分割方案,有可能減少腫瘤克隆源細(xì)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(diào)強(qiáng)技術(shù)具有實(shí)現(xiàn)多個(gè)劑量水平的特點(diǎn)，可給予多個(gè)腫瘤靶區(qū)和預(yù)防照射區(qū)不同的劑量。正

15、如我們的對(duì)比研究顯示，SMRAT組原發(fā)灶的GTVT、CTV1、CTV2和淋巴結(jié)的GTVN、CTV2多個(gè)靶區(qū)均得到不同而滿意的劑量要求，而CRT組在各個(gè)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(shù)和適形指數(shù)與CRT組相比均有較大的提高(P<0.05)。這說(shuō)明SMRAT技術(shù)在鼻咽癌的治療中能發(fā)揮出它的多靶區(qū)給量?jī)?yōu)勢(shì)。由于SMART技術(shù)給予正常組織低分割低劑量，這樣可對(duì)正常組織有較好的保護(hù)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(nèi)(P<0.05)。SMART技術(shù)通過(guò)調(diào)整靶區(qū)內(nèi)的射線強(qiáng)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(dāng)調(diào)整，各自接受不同的劑量分割次數(shù)，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(shí)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(shí), 首先要使用面頸聯(lián)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(cè)腮腺的平均劑量為(20.0±2.3) Gy，患側(cè)平均劑量為(31.0±2.2) Gy，遠(yuǎn)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(hù)腮

17、腺的功能。鼻咽癌SMART治療在保護(hù)腮腺功能方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)7-11，它有可能從根本上緩解患者的口干問(wèn)題，從而基本解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾放療界的這一難題，且不會(huì)降低靶區(qū)劑量?？傊?SMRAT技術(shù)進(jìn)一步發(fā)揮了調(diào)強(qiáng)放療的優(yōu)勢(shì)，提高了腫瘤的分次量和劑量，縮短了放療的時(shí)間，保護(hù)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(yīng)，是值得推廣和使用的一種很好的方法。但遠(yuǎn)期療效、晚期放療毒性反應(yīng)和總的結(jié)論有待進(jìn)一步證實(shí)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1 Yao M, Dornfeld KJ, Buatti JM, et al. Intensity-modulated radiation treatment for h

18、ead-and-neck squamous cell carcinoma-the University of Iowa experience J. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2005, 63(2):410-421.2 Marcy PY, Zhu Y, Bensadoun RJ. Target volumes in radiotherapy - head and neck tumors intensity-modulated radiation therapy (IMRT) of nasopharyngeal carcinoma: practical aspec

19、ts in the delineation of target volumes and organs at risk J. Cancer Radiother, 2005, 9(4):240-250.3 Parliament M, Alidrisi M, Munroe M. Implications of radiation dosimetry of the mandible in patients with carcinomas of the oral cavity and nasopharynx treated with intensity modulated radiation thera

20、py J. Int J Oral Maxillofac Surg, 2005, 34(2):114-121.4 Kam MK, Teo PM, Chau RM, et al. Treatment of nasopharyngeal carcinoma with intensity-modulated radiotherapy: the Hong Kong experience J. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2004, 60(5):1440-1450.5 Saarilahti K, Kouri M, Collan J, et al. Intensity mod

21、ulated radiotherapy for head and neck cancer: evidence for preserved salivary gland function J. Radiother Oncol, 2005, 74(3):251-258.6 Manavis J, Sivridis L, Koukourakis ML. Nasopharyngeal carcinoma: the impact of CT-scan and of MRI on staging, radiotherapy treatment planning, and outcome of the dis

22、ease J. Clin Imaging, 2005, 29(2):128-133.7 Lee SW, Back GM, Yi BY, et al. Preliminary results of a phase/ study of simultaneous modulated accelerated radiotherapy for nondisseminated nasopharyngeal carcinoma J. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2006, 65 (1): 152-160.8 Chen SW, Yang SN, Liang JA, et al.

23、 Comparative dosimetric study of two strategies of intensity-modulated radiotherapy in nasopharyngeal cancer J. Med Dosim, 2005, 30 (4):219- 227.9 Butler EB, Teh BS, Grant WH, et al. Smart (simultaneous modulated accelerated radiation therapy) boost: a new accelerated fractionation schedule for the treatment of head and neck cancer with intensity modulated radiotherapy J. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 1999, 45(1):21-32.10 Lin JC, Jan JS, Hsu CY, et al. Phase study of concurrent chemoradiotherapy versus radiotherapy alone for advanced nasopharyngeal carcinoma: positive effect on