放射治疗的根本目的是提高肿瘤局部的治疗增益比, 即最大限度地增加肿瘤的局部控制概率(TCP)和降低周围正常组织的放射并发症概率(NTCP)。由于肿瘤的生长方式和生长部位的特点, 放射治疗照射野应该包括全部肿瘤组织和区域淋巴引流区以及一定范围的外周边缘。要达到照射野形状与靶区形状一致, 同时避免对正常组织不必要照射的要求, 大多数照射野形状是不规则的。在临床放疗实践中, 一般采用低熔点铅挡块技术和多叶准直器(MLC)实施不规则照射野的放射治疗。这里对宫颈癌多固定野三维适形放疗铅挡块与MLC的应用进行比较。

1 材料与方法 1.1 一般资料

未手术宫颈癌患者, 61岁, 根据国际(FIGO)临床分期标准, 为Ib期; 组织学类型为低分化鳞状细胞癌; 病理证实淋巴结转移。瓦里安23EX医用电子直线加速器, 全自动MLC为左右各40片等中心处宽1cm的叶片组合构成, 配备Eclipse DX治疗计划系统。

1.2 CT扫描定位

患者的临床检查和治疗方针确定后, 直肠排空、膀胱处于充分充盈状态, 按要求确定好体位和制作好体位固定器:患者取仰卧位, 平静自由呼吸, 用真空袋固定体位(有条件的单位可用腹盆腔固定器)。阴道内插入标记物, 美国GE公司16排螺旋CT增强扫描定位, 按治疗计划的要求对相应部位进行CT扫描, CT医师在扫描时, 不但要注意CT不同扫描及重建参数对三维重建图像的影响, 而且要在工作效率和图像质量上权衡, 选择最佳条件。扫描范围应比常规CT检查范围大, 特别在立体定向放疗时, 靶区上下两端的范围更需大一些, 一般从L3椎体到耻骨联合下缘5cm, 肿瘤区层厚最好为2mm~5mm (具体根据肿瘤大小和定位精度要求而定)。为了获得较大的扫描范围又不至于使层次太多, 可采用混合扫描技术, 即肿瘤区层厚为2mm~5mm, 以外区域逐步过度为5mm ~10mm。显示血管及肠道, 获得为进行治疗计划设计所必需的患者治疗部位的解剖资料, 其包括肿瘤的位置和范围、周围重要组织及器官的位置及结构等。

1.3 治疗计划设计

将CT扫描信息输入治疗计划系统, 勾画解剖结构, 根据ICRU50号文件建立临床靶区CTV, 包括阴道上部、子宫颈、全子宫、宫旁组织、髂总、髂内和髂外淋巴结区域(对比增强的血管外扩2cm)、骶前区(第三骶椎以下, 包括骶前淋巴结和宫骶韧带)^[1]。在CTV周围扩展一定的靶区运动范围(ITV)再加上摆位误差边界在前后方向外放8mm、其余方向外放10mm形成PTV。由于具体病例局部解剖和肿瘤期别的差别, 临床靶区的大小应根据具体患者确定。危及器官包括:膀胱、直肠、小肠、骨髓、双侧股骨头、脊髓等。确定直肠位置为从骶岬水平到坐骨结节, 并定义小肠区域为第4、5腰椎水平以下的腹膜腔(包括直肠和膀胱)。借助BEV、REV等工具, 设置照射野参数, 对宫颈癌多固定野三维适形放疗照射野同时设计铅挡块与MLC遮挡的多固定野三维适形放疗计划; 根据剂量分布、剂量体积直方图等工具, 选择满意治疗方案, 15MV X射线、共面6个野等中心照射。

1.4 相关概念

危及器官指可能卷入射野内的重要组织或器官, 它们的放射敏感性(耐受剂量)将显著地影响治疗方案的设计或靶区处方剂量的大小, 在确定计划靶区时要考虑这些器官的存在。与计划靶区(PTV)的定义一样, 在勾画危及器官的范围时, 应考虑器官本身运动和治疗摆位误差的影响, 其扩大后的范围称为计划危及器官^[2]。危及体积, 指危及器官卷入射野内并受到一定剂量水平照射的范围。平均剂量指计划靶区或危及器官内均匀分割的剂量矩阵内的剂量的平均值, 是临床治疗中的一个很重要的量, 因为它不仅代表组织中的局部能量的吸收, 而且与生物效应有关。

1.5 比较使用铅挡块与MLC遮挡对宫颈癌计划靶区、危及器官剂量的影响

利用瓦里安Eclipse DX治疗计划系统的剂量体积直方图及等剂量曲线比较使用铅挡块与MLC遮挡对宫颈癌计划靶区, 危及器官膀胱、直肠、小肠、骨髓、双侧股骨头、脊髓剂量的影响。

2 结果

宫颈癌多固定野三维适形放疗铅挡块与MLC应用相比:铅挡块95%的剂量包绕98.59%计划靶区, MLC95%的剂量包绕99.83%计划靶区; 铅挡块比MLC靶区平均剂量增加约1.1%, 最大剂量增加约1.2%;膀胱平均剂量降低约4.1%, 但最大剂量增加约0.4%;直肠平均剂量降低约5.6%, 但最大剂量增加约0.3%;小肠平均剂量降低约3.6%, 但最大剂量增加约0.4%;铅挡块对股骨头的保护要优于MLC, 平均剂量降低约2.9%, 最大剂量减少6.9%;铅挡块对脊髓的保护要优于MLC, 平均剂量降低约1.9%, 最大剂量减少2.3%。

3 讨论

(1) 在进行治疗结果的分析和比较时, 只有肿瘤剂量是不够的, 应了解治疗时的照射技术和详细的剂量分布。目前在我国的大多数治疗部门, 这个问题大多被忽视。国际辐射单位和测量委员会(ICRU)第29号^[3]、第50号报告中强调了这种重要性, 并提出了有关剂量报告的一些规定, 如需有体积、最小剂、最大剂、平均剂、模剂量、中位剂等, 其目的是让放疗医生能够执行正确的治疗方针, 并在总结经验的基础上不断改进治疗方案, 同时为交流经验提供依据, 特别对开展临床课题研究的多治疗中心协作更为重要^[4]。由于靶区剂量的不均匀性, 不可能用整个剂量分布来描述靶区剂量。ICRU第29号、第50号报告建议用靶剂量代替肿瘤剂量使用。所谓靶剂量(又称名义剂量)就是为使肿瘤得到控制或治愈的肿瘤致死剂量。显然不能用靶区最大剂量作为靶剂量, 因为它会导致靶区内其他肿瘤组织的欠剂量照射。

(2) 由于瓦里安23EX医用电子直线加速器MLC为左右各40片等中心处宽1cm的叶片组合构成, 是无聚焦的叶片平移结构, 没有考虑射线发散聚焦问题, 在射野边缘呈锯齿印状, 不能和靶区投影的光滑边界完全一致, 造成较差的适形度, 有些应照射部位被叶片挡住了, 造成被叶片挡住的靶区漏照; 有些不应照射部位叶片露空, 暴露在照射野中, 正常组织或重要器官受到不必要照射; 叶片越宽, 这种现象越严重。同时CT扫描方向肿瘤计划靶区(PTV)大小不是多叶准直器叶片整数倍时, 采用CT扫描层厚为2.5 mm, 当确定CT扫描方向(径向、头脚方向) N个扫描层面都有肿瘤计划靶区时, 经过TPS重建CT图像, 则得到一个CT扫描方向2.5Nmm长的PTV。MLC按PTV成型, 当PTV在M个叶片中都有时, 由于叶片在等中心处宽为10mm, 结果在CT扫描方向MLC形成的实际照射野宽度为10Mmm, 此时在CT扫描方向MLC形成的实际照射野宽度10Mmm大于肿瘤计划靶区宽度2.5Nmm。PTV两端外的非肿瘤计划靶区受到了肿瘤计划靶区一样的照射, 造成了非肿瘤计划靶区正常组织不必要的照射。由结果可知, 在宫颈癌的多固定野三维适形放疗中, 对大部分解剖结构的保护以及对靶区适形度指数的评估, 铅挡块技术优于MLC, 可以更好地提高靶区的适形度指数。在给予相同的肿瘤剂量时, 采用多固定野三维适形放疗铅挡块方法治疗宫颈癌, 减少了正常组织的受照射剂量和体积, 减少正常组织急、慢性反应, 降低了或至少不增加患者并发症发生的概率, 保护了正常组织。

(3) 不少放射物理学家紧密配合临床放疗专家, 对适形调强有了更深入的研究, 提出了对小圆形照射野多叶准直器使用时应注意的事项, 例如直径4cm靶区多叶准直器叶片等中心处宽度要小, 0.5cm比1.0cm更适合。提出了高适形度(conformity)的概念, 即"失覆盖"(underblocking volume)和"过覆盖(overblocking volume)的概念。同时建议颅内小圆病灶, 如照射垂体时, 必须用叶片等中心处宽度小于0.5cm的多叶准直器, 至于治疗大于16cm的病灶(指体部适形放疗)时, 多叶准直器叶片等中心处宽度为0.5cm或1.0cm对适形度的影响可忽略不计。

(4) 从临床上讲, 放疗医生主要感兴趣的是如何在不发生严重并发症的前提下能彻底消灭肿瘤。在宫颈癌多固定野三维适形放射治疗前, 已行常规全盆腔体外照射, 膀胱、直肠等危及器官已达一定剂量。因此, 在宫颈癌多固定野三维适形放射治疗中, 应根据肿瘤组织的放射致死剂量、危及器官的放射耐受剂量等科学、准确、有效地使用铅挡块和MLC; 以便较好地处理好肿瘤组织和周围正常组织间的剂量关系, 使肿瘤得到最大限度的局部控制而周围正常组织和器官的放射性损伤最小, 提高疗效。