2. 中国石化青岛安全工程研究院职业卫生研究室, 山东 青岛 266071
以三维适形放疗(3-dimensional con-forrnal radiation therapy, 3DCRT)代表的精确放射治疗在非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)综合治疗中得到广泛应用。为了提高治疗效果, 在制定治疗计划时把呼吸运动的范围计算在内, 扩大临床靶区的范围, 这样也就增加了正常肺组织处在照射靶区之内的体积, 增大放射性肺损伤的发生几率。研究证明如何控制呼吸运动就成了影响肺部肿瘤剂量提升的一个重要的因素。在肺癌的3DCRT中, 借助于精确的摆位装置可以减少摆位误差, 那么控制呼吸运动有助于肺部肿瘤剂量提升[1-5]。主动呼吸门控(active breathing control, ABC)技术主要是利用呼吸罩控制患者呼吸, 当呼吸运动达到一定点时, 通过仪器使呼吸暂停, 开始放疗, 从而达到控制肿瘤运动的目的。本研究对自由呼吸条件(free breathing, FB)下非小细胞肺癌三维放疗计划和ABC条件下非小细胞三维适型放疗计划进行比较, 探讨主动呼吸门控系统在非小细胞肺癌精确放疗中对提高肿瘤局部控制率和降低肺组织受照剂量的作用。
1 资料和方法 1.1 患者临床资料(笔者苏爽就读研究生时收集)2007年5月~ 2007年12月间吉林大学中日联谊医院拟行三维适型放射治疗周围型肺癌初治患者15例, 其中男性6例女性8例, 年龄为38 ~ 71岁。经病理或细胞学确诊为腺癌或鳞癌, 根据UICC1997年分期标准, TNM分期为Ⅲ A~ Ⅸ期, KPS评分均70以上, 肺功能良好, 可屏气10s以上, 认知能力正常, 同意使用主动呼吸门控系统。
1.2 仪器设备ELAKTA公司生产的主动呼吸门控(active breathing control, ABC)系统、SIEMENS公司生产的20排螺旋CT模拟定位机、CT-SIM工作站、TPS计划系统等。
1.3 实验方法 1.3.1 实验前准备实验前培训患者使用ABC系统。
1.3.2 三维适型放射治疗计划的制定及观察比较指标每例患者在平静呼吸时用螺旋CT常规轴位扫描整个肺部, 保持体位不变, 再应用主动呼吸门控系统(ABC)时螺旋CT快速扫描整个肺部, 获取病人治疗体位的影像数据。将两套影像数据分别传输到CT-SIM工作站, 在CT图像的肺窗上勾画出肿瘤靶区(gross tumor volume, GTV)、肺脏。将GTV的前后左右外扩0.5cm作为临床靶区(clinical target volume, CTV), 包括GTV以及GTV周围的亚临床病灶, CTV前后左右外扩0.5cm作为计划靶区(planning target volume, PTV)。将CT数据和CT-SIM工作站上勾画靶区的结果和给出的数据传输到TPS计划系统, 通过射野纵向观(BEV)设计5 ~ 6共面不规则的适形照射野, 制定两套三维适形治疗计划, 分别列出两套计划的剂量?体积直方图(DVH); 并根据DVH计算得到两个治疗计划的患者双肺的V20大小、患侧肺体积患、侧肺平均受量。
1.3.4 放疗计划要求每个患者两个三维适型放射治疗计划的照射野数目、方向及各照射野的权重一致。
1.4 统计学处理采用SPSS13.0对数据进行配对样本t检验。
2 结果FB条件下放疗计划与ABC条件下放疗计划患侧肺的V20分别为(26.13 ±3.88)%、(17.82 ±3.94)%, 应用ABC系统条件下放射治疗相比FB条件下放射治疗V20减小(P < 0.01); FB条件下放疗计划与ABC条件下放疗计划患侧肺的体积分别为(1.05 ±0.28)×103 cm3、(1.46 ±0.28)×103 cm3, 应用ABC系统条件下放射治疗相比FB条件下放射治疗患侧肺的体积增大(P < 0.01);FB条件下放疗计划与ABC条件下放疗计划患侧肺平均受照剂量分别为(1.70 ±0.21)×103 cGy、(1.43 ± 0.27)×103 cGy, 应用ABC系统条件下放射治疗相比FB条件下放射治疗患侧肺的平均受照剂量减少(P < 0.01)。两个三维适型放疗计划有关放射性肺损伤数据指标比较结果见表 1
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表 1 两个三维适型放疗计划有关放射性肺损伤数据指标比较 |
V20常作为评价和确定治疗计划的参数[6]。在临床应用中, 当V20 < 25%时, 一般认为治疗计划是可以接受的; 当V20为25% ~ 37%时, 需要修改治疗计划, 通过改变照射野, 投照角度, 采用非共面照射, 取消原则性淋巴区照射、缩小靶区周围的照射范围等方法使V20降低, 缩小靶区范围的方法要慎重选择, 因为这样会降低肿瘤的照射剂量; 当V20 >35%时, 则应放弃所设计的治疗计划选择其他治疗方式。临床研究显示提高剂量可望提高局部控制率和生存率。根据Fletcher的基础放射生物学原理, 根除5cm的非小细胞肺癌射线剂量应该达到80Gy~ 90Gy, 甚至100Gy, 然而, 在实际工作中肿瘤剂量提高的同时V20也随之提高。
Craham等研究发现[7], 大于20Gy的肺的体积于总体积的比例(V20), 有效体积(effective volume, Veff), 全肺的平均剂量, 原发肿瘤的部位均与大于等于Grdade2肺炎的发生有统计学意义的相关性, V20越大、全肺的平均剂量越大、肺的有效体积越小则发生Grdade2肺炎的可能性越大。本研究通过比较NSCLC两种3DCRT治疗计划发现, 在给予总剂量60 Gy, 相同的照射野数目、方向及各照射野的权重一致的情况下, 应用ABC系统后的3DCRT相对于FB条件下3DCRT可减小患侧肺的V20、增大患侧肺的体积、减少肺的平均受照剂量, 从而减少放射性肺损伤的发生几率。实验中我们发现有相当一部分患者在治疗中达到60Gy时V20就已经接近或超过25%, 提高总剂量就意味着发生放射性肺损伤的可能性就会增加, 这就制约了肿瘤总剂量的提高。应用ABC系统后患侧肺的V20明显降低, 这样就为总剂量的提高提供了足够的空间, 也就可以提高肿瘤的局部控制率。
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