子宫内膜癌螺旋断层放疗与静态调强放疗的剂量学比较.pdf
子宫内膜癌螺旋断层放疗与静态调强放疗的剂量学比较.pdf
!癌症" !"#$%&% ’()*$+, (- .+$/%*# 0112# 03$45%&550565507
!调强放疗专栏!
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!摘 要" 背景与目的#螺 旋 断 层 放 疗$"%,#/+, 8(9(8"%*+:;& <=%在 很 多 肿 瘤 治 疗
中体现了剂量学优势&但 目 前 尚 没 有 子 宫 内 膜 癌 术 后 全 盆 腔 <= 的 报 道’ 本 研 究
通 过 比 较 子 宫 内 膜 癌 术 后 全 盆 腔 <= 与 固 定 机 架 角 静 态 调 强 放 疗$&8%:>+$?>&"((8
#$8%$>9(?),+8%? *+?#+8#($ 8"%*+:;& @+@>ABC=%剂量学的差异&探讨子宫内膜癌术
后全盆腔 <= 是否具有剂量学优势’ 方法#选择 5D 例接受子宫内膜癌术后全盆腔
放疗患者&对每例患者分别设计全盆腔 @+@>ABC= 和 <= 计划’ 比较两组计划的靶
区( 危及器官和正常组织剂量分布’ 结果#@+@>ABC= 和 <= 计划 的 平 均 E=F5G1 是
2HI7J 和 2HK3J $!L1IM0%’ 两组计划平均适形指数都 是 1I3M&平均均匀性指数是
5I51 和 5I1M $!L1I11%’ 与 @+@>ABC= 计 划 相 比&N= 计 划 直 肠 和 膀 胱 平 均 剂 量 分
子宫内膜癌螺旋断层放疗与静态调强放疗的
剂量学比较
杨瑞杰 5" 徐寿平 0" 姜伟娟 5" 王俊杰 5" 解传滨 0
<+#2=1$%2’ ’+=>&%2#+- "1$;11- 5172’&7 $+=+$51%&>: &-. #$1>?&-.?#5++$
2-$1-#2$: =+.,7&$1. %&.2&$2+- $51%&>: @+% 1-.+=1$%2&7 ’&%’2-+=&
;7$<V$" W&14&P =*(7<:$14 X7&O 9"$<V7&1 V$&14&P V71<V$" 9&14P &12 T*7&1<Y$1 X$"O
5K 北京大学第三医院
肿瘤中心放疗科"
北京 5GG525
0K 中国人民解放军总医院
放疗科"
北京 5GG3HO
"# $%&’()*%+) ,- .’/0’)0,+
1+2,3,45"
6’+2%( 6%+)%("
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通讯作者#王俊杰
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=%,K$ 37K5GK703GH0H0
S9+#,$ T)$T#%U+$RVMW;+"((K/(9
收稿日期#0DD2>DO>42
修回日期#0DD2>DH>4D
!!"!
C M Y K
子宫内膜癌是我国常见的妇科恶性肿瘤!术后
全盆腔放疗在子宫内膜癌治疗中发挥至关重要的
作用 "!!"#$ 由于盆腔特殊的解剖结构!全盆腔 常 规
适 形 放 疗 中 盆 腔 内 大 部 分 结 构 接 受 处 方 剂 量 照
射 "# #!包 括 直 肠 %膀 胱 和 术 后 进 入 盆 腔 的 小 肠 %
盆 腔 骨 也 接 受 较 高 剂 量 的 照 射 ! 因 此 经 常 会 导
致 较 严 重 的 急 性 和 慢 性 毒 副 作 用 "$ !% #$ 全 盆 腔 调
强 放 疗 可 以 降 低 患 者 危 及 器 官 剂 量 "& ’!" #和 不 良
反 应 "" !!( !!#’!&#$螺旋断层放疗&)*+,-.+ /010/)*2.34!
56’ 作为一种较新的调强放疗实施方式! 在很多
肿瘤中体现了其靶区剂量均匀% 适形度好及对危
及器官保护的优势 "!78"$#$本研究的目的是通过与固
定 机 架 角 静 态 调 强 放 疗 &9/*3 .:; 9)00/ ,:/*:9,/4<
10;=+./*; 2.;,./,0: /)*2.34! >.><?@A6’比 较!探 讨
子宫内膜癌术后全盆腔螺旋断层放疗是否具有剂
量学优势$
! 资料与方法
!"! 病例选择和模拟定位
选 择 !( 例 于 "((7 年 !( 月 至 "((B 年 B 月 在
北京大学第三医院接受术后全盆腔放疗的!CD"C
子宫内膜癌患者!患者年龄为 %BD7# 岁!中位年龄
&& 岁$ 所有患者均接受了全子宫和双附件切除!盆
腔淋巴结清扫 E 取样!并于治疗前签署了知情同意
书$患者热塑体模固定下行 F6 模拟定位扫描$7 例
患者为仰卧位!# 例患者为俯卧位! 并使用有孔泡
沫板$ 所有患者定位扫描前均插入阴道栓!口服和
静脉注射造影剂! 并在扫描前 ! ) 饮水 !%GG 1H$
扫描结束后将患者图像传输到 I,::.-+* 治疗 计 划
系统勾画靶区和危及器官!设计 >.><?@A6 计划$
!"# 靶区和危及器官定义
根 据 美 国 放 射 治 疗 肿 瘤 学 协 作 组 &A.;,./,0:
6)*2.34 J:-0+0K4 L20=3! A6JL’等 共 同 推 荐 的 宫
颈癌%子宫内膜癌术后调强放疗临床靶区&-+,:,-.+
/.2K*/ M0+=1*! F6N’勾画指南 ""%#勾画 F6N$ F6N 包
括 盆 腔 淋 巴 结 区 &髂 总%髂 内 和 髂 外 ’%近 端 # -1
阴道和阴道旁组织$ 对于宫颈肌层受侵的患者!还
包括骶前淋巴结区$ F6N 外放 ! -1 形成计划靶区
&3+.::,:K /.2K*/ M0+=1*! I6N’$ 在 I6N 所在层面
以 及 上 下 各 放 " -1 层 面 范 围 内 勾 画 小 肠 和 结 肠
&91.++ ,:/*9/,:* .:; -0+0:! 后文统称为 C0O*+’%膀
胱%直 肠%盆 腔 骨%整 个 人 体 轮 廓 和 正 常 组 织$ 正
常组织定义为这些层面范围内整个人体轮廓内体
积减去 I6N$盆腔骨包括髂骨%下部盆腔骨和腰骶
椎 ""&#$
!"$ 治疗计划
使 用 I,::.-+* 治 疗 计 划 系 统 设 计 每 例 患 者 的
>.><?@A6 计划$ 根据以前的研究发现 "7!!"!"&#和我们
预 实 验 的 结 果!>.><?@A6 计 划 使 用 P 个 均 匀 分 布
的共面射野!起始射野方向为 G 度$ 根据适形放疗
计划和我们预实验的结果!设定 >.><?@A6 计划的
剂量体积约束&表 !’$
在 I,::.-+* 计 划 系 统 勾 画 好 每 例 患 者 的 靶 区
和危及器官后!将其 F6 图像数据连同轮廓信息以
Q?FJ@A6 &;,K,/.+ ,1.K,:K .:; -011=:,-./,0: ,:
1*;,-,:* A6 320/0-0+’格式发送到螺旋断层 放 疗 计
划 工 作 站&),<.2/ /010/)*2.34 "R"R$R!! /010/)*2.34!
1.;,90:! S?’!为每例患者设计其 56 计划$ 根据
>.><?@A6 计划和我们预实验结果! 设定 56 计划
的剂量体积约束和权重因子% 罚分因子等优化参
数!迭代调整这些优化参数!使计划结果满足设定
的 剂 量 体 积 约 束$ 56 计 划 设 定 的 射 野 宽 度&T,*+;
杨瑞杰!等R 子宫内膜癌螺旋断层放疗与静态调强放疗的剂量学比较
别 下 降 了 !R# L4 和 #RG L4!小 肠 加 结 肠 %盆 腔 骨 接 受 中 低
剂量照射的体积增加!盆腔骨平均 剂 量 增 加 !R! L4$ 56 计
划正常组织 !%%!!G%!"G 分别增加 !#RGU%!BVGU和 %VGU &"W
GVGG’!平 均 剂 量 增 加 "V% L4 &"WGVGG’$ 结 论!与 >.><?@A6
比较!56 靶区剂量更均匀!能够更好地保护膀胱和直肠$小
肠和结肠% 盆腔骨及正常组织接受 中 低 剂 量 照 射 的 体 积 增
加!其临床意义尚需进一步 研究$
关 键 词 !子 宫 内 膜 癌 E 放 射 治 疗 ( 调 强 放 疗 ( 螺 旋 断 层 放
疗( 全盆腔放疗( 剂量学
中图分类号!A7#7V## 文献标识码!X
文章编号!!GGG8$&7Y&"GGP’!!8!!"!8G&
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I6N
Z0O*+
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[021.+ /,99=*
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!P%U 0T I6N 2*-*,M,:K %G L4
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"$GU 0T C+.;;*2 2*-*,M,:K !$G L4
"&GU 0T C+.;;*2 2*-*,M,:K !$G L4
]^Q!!B L4
]^Q! #B L4
表 ! "#"$%&’( 计划中靶区和危及器官的剂量体积约束
(#)*+ ! ,-.+$/-*01+ 2-3.45#634. -3 4#57+4. #38 -57#3.
#4 56.9 0.+8 63 .4+: #38 .;--4 634+3.4<$1-80*#4+8
5#86#46-3 4;+5#:< &"#"$%&’(’ :*#3.
I6N! 3+.: /.2K*/ M0+=1*( ]^Q! *_=,M.+*:/ =:,T021 ;09*R
.Q09* 9).3,:K 9/2=-/=2* C*/O**: I6N 3+=9 GR% -1 .:; I6N 3+=9 !R%
-1R
!!""
C M Y K
!"#$%!" 螺 距 #&"$’%! 和 束 流 强 度 调 制 因 子
$()#*+,$")- .,’$)/!分别为 012 ’(%314 和 4&
!"# 剂量学比较
为便于比较’ 两组计划均按 526的 789 接受
2: ;< 的处方剂量进行归一& 比较 =,=>?@A8 计划
和 B8 计划的靶区%危及器官和正常组织的剂量分
布& 靶 区 的 剂 量 学 比 较 包 括 接 受 处 方 剂 量 526%
C::6%C:26和 CC:6的 体 积 百 分 比$78952%789C::%
789C:2 和 789CC:!%789 平均剂量 !(D,-’ 以及剂量分
布的均匀性和适形度& 剂量分布的均匀性和适形
度 分 别 用 均 匀 性 指 数$%)()ED-D"$< "-#DF’ B?!和
适形度指数$’)-.)/("$< "-#DF’ G?!表示& B? 定义为
!2 H!52 $接 受 高 剂 量 的 26的 789 接 受 的 最 小 剂
量 I 接受 高 剂 量 的 526的 789 接 受 的 最 小 剂 量!&
B? 越小$接近 C!’剂量越均匀& 因为处方剂量不能
覆盖整个 789’G? 按下式计算(G?JGK $’)LD/ .,’$)/!
M=K $N&"++ .,’$)/!’其中 GK 定义为 789 接受处方剂
量的体积与 789 体积之比’=K 定义为接受处方剂
量的 789 体积与接受处方剂量的全身体积之比) G?
越接近 C’剂量分布的适形度越好& 危及器官和正常
组织的剂量学比较包括接受各剂量水平 $2 ;<%C:
;<%0: ;<%4: ;<%O: ;< 和 2: ;<! 的 体 积 百 分 比
$"2%"C:%"0:%"4:%"O: 和 "2:!和平均剂量&
!"$ 统计学处理
本 研 究 采 用 自 身 对 照 设 计 ’ 使 用 双 尾 配 对
=$*#D-$*N # 检 验 对 两 组 计 划 各 参 数 间 差 异 进 行 统
计学检验) 使用的统计学软件为 =7==C41:’ 以 $P
:1:2 为差异具有统计学意义)
% 结 果
%"! 靶区剂量分布
两 组 计 划 789 的 覆 盖 度 相 当 ’=,=>?@A8 和
B8 计 划 的 平 均 78952 是 C::1:6 和 551Q6 $$J
:14R!’789C:: 是 521S6和 521Q6 $$J:1R0!) B8 计
划的靶区平均剂量稍低’ 两组计划的 789 %(D,- 是
201S ;< 和 2C12 ;< $&P:1:C!) 两 组 计 划 剂 量 分
布 的 适 形 度 相 当 ’其 平 均 适 形 指 数 都 是 :1QR$&J
:10R!)但与 =,=>?@A8 计划相比’B8 计划靶区剂量
更均匀’两组计划的平均 789C:2 是 OQ1Q6和 C21S6
$&’:1:C!’789CC: 是 R1S6 和 :1S6 $&P:1:C!’均 匀
性指数 B? 是 C1C: 和 C1:R $&P:1:C!) =,=>?@A8 计
划和 B8 计划的 789 剂量分布见表 0)
%"% 危及器官剂量分布
与 =,=>?@A8 相 比 ’B8 直 肠 "4:+"O:%"2: 分 别
下降了 Q1:6%S1:6和 41:6’平均剂量下降了 C14 ;<&
膀胱 "4:%"O:%"2: 分别下降了 CR1:6%51:6和 41:6’
平均剂量下降了 41: ;<& 但小肠加结肠 "2%"C: 分
别增加了 21:6和 R1:6’盆腔骨 "2%"C:%"0: 分别 增
加了 21:6%R1:6和 O1:6’平均剂量增加了 C1C ;<&
小 肠 加 结 肠 %直 肠 %膀 胱 和 盆 腔 骨 的 剂 量 分 布 见
表 4&
%"& 正常组织剂量分布
与 =,=>?@A8 计划比较’B8 计划正常组织 "2%
"C:%"0: 分别增加了 C41:6 $&’:1:C!%CQ1:6 $&’
:1:C!和 21:6 $&’:1:C!’平 均 剂 量 增 加 了 012 ;<
$&’:1:C!& 两组计划的正常组织剂量分布见表 O&
& 讨 论
随着螺旋断层放疗技术的广泛实施和不断完
善’其靶区剂量分布均匀’适形度好及对危及器官
保护的优势已经在鼻咽癌和其他头颈部肿瘤 ,CRT0C-%
颅 内 肿 瘤 ,00-%前 列 腺 癌 ,04-和 肺 癌 ,0O-等 肿 瘤 的 治 疗
中得到了确认& 崔迪等 ,CR-比较了固定机架角静态
调强和螺旋断层放疗鼻咽癌的剂量学差异’ 发现
B8 改善了剂量分布的适形度和靶区剂量均匀性’
能够更好地保护腮腺等危及器官’UDD 等 ,CQ-的研究
得出了类似的结论& G,$$,-D) 等 ,0O-发现 B8 治疗肺
癌会明显改善靶区剂量均匀性’ 能够更好地保护
杨瑞杰!等V 子宫内膜癌螺旋断层放疗与静态调强放疗的剂量学比较
7+,-
=,=>?@A8
B8
#
&
78952$6!
C33V3W:X:
55VQW:V:
:V5O
:V4R
789C::$Y!
52VSW3V0
52VQW3VC
T3V4R
3VR0
789C32$Y!
OQVQWC3V0
C2VSW4VS
RV23
3V33
789CC3$Y!
RVSW2V3
3VSW3V4
OV04
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!(D,-$;<!
20VSW3VO
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QV34
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G?
3VQRW3V30
3VQRW3V30
CVCR
3V0R
B?
CVC3W3V3C
CV3RW3V3C
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3V33
表 ! "#"$%&’( 计划和 )( 计划的 *(+ 剂量分布!!(,"
(#-./ ! "011#23 45 *(+ 647/2#8/ 9#:# 542 "#"$%&’( #;9 )( <.#;, !!(,"
B8’ %D+"’,+ $)()$%D/,&<. G?’ ’)-.)/("$< "-#DF. B?’ %)()ED-D"$< "-#DFV Z$%D/ .))$-)$DN ,N 8,[+D C1
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C M Y K
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表 ! "#"$%&’( 计划和 )( 计划的危及器官剂量分布!!&*"
(#+,- . "/00#12 34 53*- 56*716+/7638 73 319#8* #7 16*: 431 "#"$%&’( #85 ;( <,#8* !!&*"
肺#食管和心脏$ 但是%子宫内膜癌术后全盆腔放
疗与这些病变相比在靶区和危及器官大小及其几
何分布& 剂量体积处方和危及器官耐受性方面有
着完全不同的特点% 目前尚没有子宫内膜癌术后
全盆腔螺旋断层放疗剂量学研究的报道$ 本文通
过 与 :3:;<=.> 比 较 研 究 子 宫 内 膜 癌 术 后 全 盆 腔
?> 是否具有剂量学优势% 同时分析和比较靶区&
危及器官和正常组织的剂量分布%以揭示 ?> 的剂
量学特点%为改进技术和临床研究提供定量数据%
也为临床治疗计划设计提供指导$
我们的研究发现%:3:;<=.> 计划和 ?> 计划剂
量分布适形度相当% 但 ?> 计划靶区剂量更均匀%
靶区平均剂量稍低$ 另外%?> 降低了直肠和膀胱
剂量%尤其是接受中高剂量区照射的体积下降%平
均剂量也明显下降$ 但 ?> 小肠加结肠&盆腔骨和
正常组织接受中低剂量照射的体积增加% 盆腔骨
和正常组织的平均剂量也有所增加$ ?> 独特的二
进制准直器旋转调强实施方式可以提供强大的强
度调整自由度% 可以实现靶区剂量高度均匀和对
靶区附近危及器官高剂量区的保护% 但也正是因
为 其 旋 转 治 疗 !NRQX 内 DL 个 射 野 方 向 上 旋 转 照
射"的特点%造成相对远离靶区的危及器官和正常
组织接受低剂量照射的体积增加% 对于像子宫内
膜癌这样靶体积较大的部位% 这一点会表现得更
加明显$ 当然可以在计划优化中通过设定相应靶
区和危及器官的剂量体积约束% 在一定程度上调
整 和 改 变 靶 区 和 危 及 器 官 及 正 常 组 织 的 剂 量 分
布%比如本研究中降低小肠加结肠&盆腔骨和正常
组织接受中低剂量照射的体积% 但相应地其对直
肠和膀胱保护以及靶区剂量均匀性的优势也会受
到影响$ 因为本研究目的是比较 :3:;B=.> 和 ?>
的剂量学优势% 通过尽量合理的设计揭示技术本
身的特点%减少因对系统理解&使用以及设定剂量
体积约束和优化条件对结果的影响$ 但因为两个
杨瑞杰!等H 子宫内膜癌螺旋断层放疗与静态调强放疗的剂量学比较
Y239
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C M Y K
计划系统使用不同的优化算法! 设定相同的优化
参数"比如罚分因子和权重因子#不一定产生相同
的结果$ 因此我们尽量结合目前的临床实践!根据
!"!#$%&’ 计划和我们预试验的结果! 两组计划尽
量设定相同的剂量体积约束和罚分因子% 权重因
子等优化参数!迭代调整这些优化参数!使计划结
果满足设定的剂量体积约束! 并使用相同的剂量
处方归一方法$
同样! 在设定 (’)#*’) 外放间距时我们也是
结合国内外文献 &+#,!-.!.+’%临床实践和我们单位的实
践! 采用基于人群的非在线校位情况下的外放间
距 - /0$ 以往的研究报道妇科肿瘤患者的摆位误
差为 123 /0 左右"12-4125 /0(&-.’$ 本研究对象为
子 宫 内 膜 癌 术 后 患 者 ! 临 床 靶 区 受 器 官 运 动 影
响 较 小 ! 影 响 靶 区 位 置 的 主 要 因 素 是 直 肠 和 膀
胱 充 盈 状 态 $ 6’ 相 对 于 !"!#$%&’ 治 疗 时 间 可
能 稍 长 ! 受 器 官 移 动 的 影 响 可 能 更 大 $ 无 论 是
!"!#$%&’!还 是 6’!如 果 实 施 影 像 引 导 和 自 适 应
放 疗 !可 以 减 小 (’)#*’) 外 放 间 距 !从 而 更 好 地
保护危及器官! 尤其是对于实施根治性放疗或术
前放疗的患者$
6’ 计 划 靶 区 剂 量 均 匀 及 其 降 低 直 肠 和 膀 胱
剂量方面的优势预期可以一定程度上降低直肠和
膀胱的急慢性毒性$ 但小肠加结肠%盆腔骨和正常
组织接受中低剂量照射体积增加的临床意义也需
进一步观察! 大范围盆腔骨接受中低剂量照射可
能 会 增 加 血 液 系 统 毒 性 &.7’和 发 生 骨 折 的 风 险 &.,’!
尤 其 是 对 于 需 要 局 部 加 量 和 同 步 8 序 贯 化 疗 的 患
者$ 已经有研究表明宫颈癌同步放化疗相比于单
纯放疗急性不良反应会明显增加! 以血液学和胃
肠道反应为主 &.9’$ 正常组织接受低剂量照射可能
诱 导 第 二 原 发 癌 症 的 风 险 也 需 要 进 一 步 评 价!尤
其是针对年轻%预期寿命较长的患者 &31’$
总之!与固定机架角静态调强放疗比较!螺旋
断层放疗的靶区剂量更均匀! 能够更好地保护膀
胱%直肠$ 小肠和结肠%盆腔骨及正常组织接受中
低剂量照射的体积增加! 其临床意义尚需进一步
研究$
致 谢!本 文 得 到 了 *:;<;=> 公 司 物 理 师 李 兆 彬 !潘 云 锋
和 ’?0?@:AB"=C 公司物理师张岳的大力支持和 帮 助"在 此 表
示由衷的感谢#
"参 考 文 献#
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林 原! 周莉均! 徐志勇! 等2 宫颈癌术后盆腔三维适形与
调强放 疗 剂 量 学 与 技 术 的 研 究 &U’2 中 华 放 射 肿 瘤 学 杂 志!
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李 斌! 安菊生! 吴令英! 等2 子宫颈癌术后盆腔不同体外
照 射 方 法 的 剂 量 学 研 究 &U’2 中 华 放 射 肿 瘤 学 杂 志! .11,!
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