宫颈癌是常见的妇科恶性肿瘤之一，手术是早期宫颈癌的首选治疗方案，而术后放射治疗可有效降低肿瘤局部复发率，延长生存时间^{[1, 2, 3]}。容积调强弧形治疗(volumetric modulated arc therapy，VMAT)是在调强适形放疗(intensity modulated radiotherapy，IMRT)基础上发展的先进放射治疗技术，是在机架旋转照射的同时动态地改变MLC形状、照射剂量率、机架转速甚至准直器的角度，产生高度适形的剂量分布^{[4, 5, 6]}。文献^{[7, 8]}报道：VMAT技术能有效减少鼻咽、前列腺等肿瘤的治疗时间，而且与常规IMRT相比，并不降低最终的剂量分布。Guckenberger等^[9]进一步研究发现：复杂靶区单个全弧VMAT难以得到相当于IMRT的剂量分布，对于鼻咽癌应当使用2~3个全弧VMAT进行照射。宫颈癌术后靶区形状多以凹形靶区为主，存在多个危及器官(organs at risk,OAR)且靶区形状较复杂，单个全弧(Arc1)VMAT能否得到相当于IMRT的剂量分布，目前尚无报道。本文作者利用本科室的治疗计划系统对20例宫颈癌术后患者分别设计7F-IMRT、单个全弧 VMAT(Arc1)和2个全弧 VMAT(Arc2)治疗计划，并分别对7F-IMRT与Arc1、7F-IMRT与Arc2的计划质量、治疗效率和执行精度进行比较研究。

选取2013年1月—2014年2月安徽省肿瘤医院放疗科宫颈癌术后患者20例，年龄45~72岁，中位年龄55岁。采用国际妇产科联盟(FIGO，2009)分类法，其中Ⅰ_b1期4例，Ⅰ_b2期4例，Ⅱ_a1期6例，Ⅱ_a2期6例。患者术后病理均为中低分化鳞癌，有高危因素如盆腔淋巴结转移、管癌栓或宫颈深层浸润，需要接受术后盆腔放疗。

患者仰卧位，真空负压袋固定，定位扫描前1h排空膀胱，并饮水500mL使膀胱充盈。使用Siemens Spirits CT模拟定位机增强扫描，扫描范围从L₂椎体下缘到坐骨结节下5cm，层厚5mm，并重建成3mm传至治疗计划系统。

临床靶体积(clinical target volume，CTV)包括阴道上段1/2及残端，阴道旁软组织和盆腔淋巴引流区域(包括髂总、髂外、髂内、闭孔及髂前淋巴结区)。考虑到器官运动和摆位误差，CTV外放8 mm形成计划靶体积(planning target volume，PTV)。处方剂量统一为95% PTV，50 Gy/25次。OAR包括小肠、直肠、膀胱、双侧股骨头和盆骨，均参照ICRU83号报告^[10]定义和勾画。OAR限量如下：小肠V₅₀(接受50Gy剂量照射的体积，以下类推) < 10%,V₄₅ < 195cc(绝对体积195cm³)；直肠V₅₀ < 50%；膀胱V₅₀ < 30%；股骨头V₅₀ < 5%；骨盆V₂₀ < 70%，V₁₀ < 95%。

采用ADAC Pinnacle 9.2治疗计划系统、Trilogy直线加速器，共60对MLC、6 MV X线对每个患者分别设计7F-IMRT、Arc1、Arc2计划。7F-IMRT 7野共面均分，分别为180°、128°、76°、24°、332°、280°和228°，采用直接子野优化(direct machine parameter optimization，DMPO)，最大子野数为70个，最小子野面积和最小剂量机器跳数(monitor unit，MU)分别设置为4cm²和2MU，最大剂量率为600 MU·min^-1。Arc1计划机架的旋转角度顺时针从181°到179°，采用SmartArc优化算法，最大叶片运动速度为0.46cm/Deg，最终间隔的弧形角度为4°，最大剂量率为600MU·min^-1。Arc2在Arc1基础上，增加一个逆时针从179°到181°方向的弧。为减少系统内偏差，3种治疗计划均采用相同的优化目标函数。

3种计划质量比较是基于1cGy的分辨率生成剂量体积直方图(DVH)，并均归一至95%的PTV接受50Gy剂量。根据ICRU 83号报告^[10]，D_2% (2% PTV体积受照的最大剂量,以下类推)表示近似最大剂量，D_98% 表示近似最小剂量，D_50%为中位剂量，引入适形性指数(conformity index，CI)和均匀性指数(homogeneity index，HI)来评估3种计划质量。

记录3种治疗计划的剂量MU和实际执行时间，比较3种治疗计划的治疗效率。实际执行时间为瓦里安Trilogy直线加速器治疗计划时间，即摆位完成后，第1个照射野开始照射到治疗完毕所用的时间。采用三维剂量验证模体ArcCheck验证3种治疗计划。剂量验证前模体进行本底校准、矩阵校准和绝对剂量校准，运用γ分析法(采用3 mm/3%绝对剂量和DTA标准)评价通过率^{[11, 12]}。

采用SPSS 13.0统计软件进行统计学处理。PTV和OAR剂量、MU、治疗时间等均以x±s表示，不同治疗计划之间比较采用配对t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

与7F-IMRT计划比较，除D_50%外，其余靶区剂量学参数比较差异均有统计学意义(P < 0.05)。Arc2计划靶区近似最大剂量D_2%最低，靶区近似最小剂量D_98%更接近处方剂量要求，同时HI最小、CI最大，表明Arc2计划在靶区剂量均匀性和适形度方面均优于其他2种计划(表1)。从Ⅱ_a1期宫颈癌3种治疗计划横断面、冠状位和矢状位的三维剂量分布可以看出：Arc2计划50Gy的处方剂量线更好地包绕PTV，也同样说明Arc2计划靶区适形度更高(图1，见插页三)。

图 1 Arcl计划、7F-IMRT计划和Arc2计划的三维计量分布 Fig.1 Three-dimensional isodose distribution of Arcl plan, 7F-IMRT, and Arc2 plan

图选项

除Arc1计划直肠、膀胱的V₅₀ 超过临床限值外，3种治疗计划的其他OAR受量均能满足临床要求。直肠：Arc1计划的近似最大剂量D_2cc(2 cm³体积的直肠受照的最大剂量，以下类推)、平均剂量(D_mean)和剂量体积V₅₀均高于7F-IMRT计划(P < 0.05或P < 0.01)；而Arc2计划的V₅₀低于7F-IMRT(P < 0.05)。膀胱：Arc1计划的D_2cc、D_mean和V₅₀均高于7F-IMRT计划(P < 0.05或P < 0.01)；而Arc2计划与7F-IMRT的剂量参数比较差异无统计学意义(P>0.05)。小肠：Arc1计划的D_2cc、D_mean、V₅₀和V₄₀均高于7F-IMRT计划(P < 0.05)；而Arc2计划的V₄₀和V₁₀均低于7F-IMRT计划(P < 0.05)。股骨头：与 7F-IMRT计划比较，Arc2计划和Arc1计划D_mean均升高(P < 0.05)。Arc1计划对OAR的保护差于7F-IMRT计划，特别是直肠、膀胱的V₅₀难以满足临床要求，可能会导致严重的并发症，而Arc2计划优于或相当于7F-IMRT计划。见表2和图1(插页三)。

与7F-IMRT计划比较，Arc1计划的MU和治疗时间分别减少46%和73%(P < 0.01),而Arc2计划分别减少了24%和54%(P < 0.01)。但从上述的剂量学参数比较可知，Arc1计划难以满足临床要求，可能由于Arc1计划MU太少，难以实现靶区和OAR的强度调制，减少治疗时间无实际意义。3种治疗计划3mm/3%的γ分析通过率均大于95%，说明3种治疗计划都有很好剂量验证准确性，但相互间比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

Bortfeld等^[13]用Brahme模型理论分析发现：鼻咽癌等复杂靶区，Arc1 VMAT计划可能不能提供满足临床需求的调强剂量分布。张丹丹等^[14]研究显示：在鼻咽癌放疗中，与IMRT比较，Arc1 VMAT计划的靶区覆盖率、CI和HI均较差，而且除脑干外其他OAR剂量增加。也有研究^{[15, 16]}表明：Arc1 VMAT计划不足以应用于头颈部的复杂靶区肿瘤。宫颈癌术后靶区形状多以凹形靶区为主，存在多个OAR且靶区形状较复杂，Arc1 VMAT计划能否得到相当于IMRT的剂量分布，目前尚无相关研究。

本文作者对宫颈癌术后患者分别设计了7F-IMRT、Arc1 和Arc2 VMAT 3种治疗计划，结果显示：Arc1计划靶区的CI和HI均较差，而且直肠和膀胱的V₅₀难以满足临床剂量要求，分析可能是由于宫颈癌术后靶区形状较复杂且OAR较多，Arc1 VMAT入射角度较小，剂量强度调制不够。Cozzi等^[17]报道：Arc1 VMAT在子宫颈癌中，相对于常规的IMRT，不仅提高了靶区的CI和HI，而且一定程度上降低了小肠、直肠和膀胱等OAR的平均剂量，可能是由于计划系统的优化算法以及机器参数设置不同。

许多文献均报道：相对于常规的IMRT，VMAT都可以减少治疗时间，提高治疗效率。本研究中，Arc2计划相对于7F-IMRT，治疗剂量MU和治疗时间分别减少了24%和54%，治疗时间的减少不仅可以提高本科室内加速器的利用效率，还可以减少患者分次内移动，提高治疗精度。

总之，对于宫颈癌术后患者采用VMAT治疗时，Arc1会造成部分OAR超过了临床限值，可能会导致严重的并发症，宜至少采用Arc2 VMAT计划，且相对于IMRT，不仅缩短了治疗时间，而且提高了靶区的适行度和靶区剂量均匀性，降低了部分OAR的剂量。