浅论前列腺癌调强放疗和三维适形放疗剂量学对比研究

1、浅论前列腺癌调强放疗和三维适形放疗剂量学对比研究                作者：葛小林，孙新臣，曹远东，洪梅，马珺，李益坤【摘要】  目的：通过对前列腺癌调强和适形放疗方案的比较，选择前列腺癌最佳放疗方案。方法：选取8例前列腺癌患者，经过增强CT模拟定位后参考盆腔磁共振结果勾画大体肿瘤体积，按统一标准外扩临床靶体积和PTV，应用三维治疗计划系统为每例患者设计调强适形放疗计划(IMRT)和三维适形放疗计划，在规定PTV至少达到95%处方剂量前

2、提下根据剂量体积直方图比较两种计划靶区剂量分布及直肠、膀胱、股骨头等正常组织受量的差异。结果：调强放疗的靶区适形度指数、均匀性指数、处方剂量覆盖PTV百分比较好，减少了直肠、膀胱和股骨头剂量，差异均有统计学意义(P0.05)。结论:前列腺癌采用IMRT是目前最佳的一种放疗方法。 【关键词】  前列腺癌； 调强适形放疗； 三维适形放疗前列腺癌是欧美国家最常见的男性恶性肿瘤，在我国的发病率、死亡率相对较低。随着饮食结构改变、平均寿命延长和诊断技术发展，近年我国前列腺癌发病率呈上升趋势1。由于前列腺癌患者多为老年人，常因各种合并症或确诊时病情进展而不适宜手术，放射治疗已成为主要的治疗方法之

3、一2。放疗中照射剂量与疾病的控制密切相关，因此提高前列腺癌的照射剂量、降低周围正常组织毒副反应是目前临床研究重点3。目前调强适形放疗（IMRT）及三维适形放疗（3DCRT）是主要的精确放疗技术，如何布野以提高病灶的放射剂量是研究重点之一。我们利用三维治疗计划系统通过对剂量分布和剂量体积直方图(DVH)的分析，分别对两种治疗方案的靶区和正常组织剂量进行对比分析,现将结果报道如下。    1  资料与方法   1.1  资料   2007年8月2008年9月在东南大学附属中大医院肿瘤科治疗的前列腺癌患者8例，

4、年龄5378岁,中位年龄63岁。根据TNM国际分期(UICC，2002年)，T2期3例，T3期5例，盆腔内均未见淋巴结转移。所有患者病理类型均为腺癌，在接受放疗前均已行双侧睾丸去势术。   1.2  CT模拟扫描和靶区勾画   患者取仰卧位，从中腰部至大腿上1/3处采用热塑网罩固定，然后通过CT模拟机（Siemens64排CT）增强扫描：以3 mm层厚连续从髂嵴至坐骨结节下8 cm，病人在扫描前11.5 h排尿和排便；扫描后靶区和重要器官结构的勾画及计划设计与计算在CMS三维治疗计划系统上实施。前列腺、直肠外轮廓、膀胱外轮廓、双侧股骨头被逐层勾

5、画。临床靶体积（CTV）包括前列腺加精囊，计划靶体积（PTV）边径定义为CTV外放5 mm。直肠壁通过三维治疗计划系统的“挖壁”功能从直肠外轮廓中建立，定义为精囊腺最顶端上10 mm至前列腺最底端之下10 mm的直肠，厚度为4 mm；膀胱壁也从膀胱的外轮廓通过同样的方式获得，层厚为4mm。所有放疗计划均按各自不同的计划规范进行设计，选用射线能量为15 MV光子线，剂量采用笔形束卷积法计算，体积矩阵精度为2.5 mm×2.5 mm，采用Modified Batho对组织密度不均整性进行剂量校正。   1.3  计划设计   每位患者设计

6、4野适形和7野调强治疗计划。3DCRT的射野通过BEV设计，尽量避开靶区重要器官或组织，采用4野共面照射，使用整体挡铅或多叶光栅(MLC)形成适形照射野。在IMRT计划中选择7野共面技术照射，设野角度安排分别在360°范围内均匀分布。适形和调强治疗计划均在射线路径上进行不均匀组织校正。   1.4  靶区处方剂量   1.5  治疗计划的评估   根据DVH和等剂量分布曲线图，以治疗计划对计划靶区PTV的包绕状况及直肠和膀胱的受照剂量等参数为指标，分别对适形放疗和调强放疗计划进行分析、评估，比较两种计划中

7、靶区和OAR的剂量分布差异。PTV的剂量不均匀性指数(HI)定义为：Dose Inhomogeneiy=(D5-D95)/Dmean4；PTV的剂量覆盖适形指数(CI)定义为：Conformity Index  =VPTV95%/VPTV×VPTV95%/Vt5，该适形指数计算方式兼顾了接受95%处方剂量的正常组织和接受小于95%处方剂量的PTV的体积因素。OAR主要评价直肠70Gy体积、D25、D50，膀胱60Gy体积、D30、D50，股骨头D50，*最大剂量。   1.6  统计学分析   采用SPSS 11.5统计软件

8、包进行数据处理，两样本均数之间的比较采用t检验，以P0.05为差异有统计学意义。    2  结   果   2.1  GTV的剂量分布情况   见表1。与3DCRT计划相比，IMRT计划中患者的肿瘤靶区剂量较高，接受95%剂量的体积更大(98.53% vs 86.51%)；在IMRT计划中CI平均为0.82，而3DCRT为0.56，很显然IMRT的适形度更高。在IMRT计划中HI为1.10，在3DCRT计划中HI为1.20，两者比较差异有统计学意义(P0.001)，可见IMRT中剂量

9、分布的均匀性更高。表1  调强和适形治疗计划GTV参数指标            2.2  OAR剂量比较   见表2。直肠和膀胱在IMRT计划中受高剂量照射的体积均明显小于3DCRT计划；双侧股骨头在IMRT计划中受照射的剂量小于3DCRT计划，两者之间差异有统计学意义。在各剂量水平，非靶区正常组织在IMRT计划中受照射的体积均明显小于3DCRT计划。IMRT中直肠、膀胱、双侧股骨头和*受照射的剂量更小。 表2  OAR参数指标均数比较

10、0;  2.3  两种放疗计划的等剂量曲线图和DVH图   见图1、2。图1  IMRT的等剂量曲线图和DVH图   图2  3DCRT的等剂量曲线图和DVH图    3  讨   论   单纯放疗或放疗联合内分泌治疗是治疗前列腺癌的重要手段之一，肿瘤局部控制率与照射剂量成正相关，传统外照射由于受到周围正常组织耐受量的限制，靶区剂量难以进一步提高。尤其是直肠溃疡出血、膀胱穿孔及股骨头坏死等并发症必须尽量避免，很多临床研究指出30%60%

11、的病例放疗后前列腺活检持续阳性6。多项研究7已证实，与常规放疗相比，应用3DCRT或IMRT技术可提高照射剂量，减少直肠和膀胱的照射体积，从而显着降低急性胃肠道和泌尿系毒性，同时还可以减轻放疗引起的*勃起功能障碍，保存患者的性功能，减少不良事件发生率，进一步提高患者生存质量，这对于早期前列腺癌患者尤其重要。   IMRT技术可极大提高高剂量分布区与靶区在三维空间分布的适形度，特别是可产生中凹的等剂量线以减少紧贴肿瘤的正常组织剂量，尤其在直肠前列腺界面8。理论上讲调强放疗照射野越多，可进行调整的参数也就越多，获得理想剂量分布的可能性就越大；但照射野越多，进行质量保证、剂量验证

12、及治疗所花费的时间就越多，同时卷入低剂量照射区域的正常组织就越多，增加了放疗诱导二位原发肿瘤的几率。金大伟等9通过对不同调强放疗方案进行比较，认为7野等角度射野安排，靶区剂量均匀度、靶区适合度最好，股骨头受量最小，子野数目也不太多，不失为一种较好的选择，本研究同样采用了7野调强放疗方案。   RTOG7706研究对449例A2期和B期(T1b或T2期)手术或淋巴造影未发现淋巴结转移的前列腺癌患者，随机接受全盆腔照射或者单纯前列腺照射前瞻性随机分组试验。平均随访12年，结果显示两组病人的无病生存率和总生存率无显着性差异10。所以本研究中未对全盆腔进行照射，而仅仅照射前列腺及其

13、精囊。   有研究10显示，当靶区处方剂量为80 Gy时，IMRT可增加95%等剂量线覆盖肿瘤靶区的体积(98.53% vs 86.51%，P0.001)。同时IMRT靶区CI、HI均优于3DCRT，有显着统计学差异。OAR剂量分布情况显示，调强放疗和适形放疗均可把直肠和膀胱限制在规定的耐受范围内，但IMRT明显降低了直肠、膀胱和股骨头的剂量，有显着性差异。Kuban等11的研究发现，直肠受到70 Gy照射的体积百分比26%时，其放疗后5年2级的直肠毒性反应的发生率为51%，而26%者其发生率为13%。本研究中IMRT计划中直肠70 Gy体积仅7.32%，低于3DCRT的1

14、9.15%，膀胱60 Gy体积4.22%，低于3DCRT的15.64%，从而可以更好地保护直肠和膀胱。股骨头的剂量也同样显示IMRT优于3DCRT。   在3DCRT中*组织临近前列腺，也会受到相当剂量的照射。这可能是放疗后发生*勃起功能障碍的一个因素。Fisch等12研究3DCRT*球部的70%体积接受小于40Gy的剂量照射后，保留性功能的可能性较大。本研究结果显示，在给予相同处方剂量前提下，IMRT可减少*球照射剂量(20.29 Gy vs 25.91 Gy,P0.001)，降低了放疗后发生性功能障碍的危险性。   总之，与3DCRT相比，采用IMR

15、T治疗前列腺癌可获得更高的治疗增益比，从而提高疗效，减少治疗并发症的发生。【参考文献】  1郭应禄泌尿外科内镜诊断治疗学M北京：北京大学医学出版社，2004：981032殷蔚伯，余子豪肿瘤放射治疗学M北京：中国协和医科大学出版社，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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