表1
直肠癌是消化道最常见的恶性肿瘤之一[1]。放射治疗既是晚期直肠癌姑息治疗的重要手段，又是直肠癌重要的辅助治疗手段[2]。直肠癌术后靶区以凹形为主，调强放射治疗(intensity modulated radiation therapy，IMRT)可使高剂量区与靶区适形，减少靶区周围正常组织膀胱、小肠等的不良反应[3-5]。本文通过比较不同照射野数治疗计划的计划靶区、肿瘤周围的正常组织及危及器官的剂量学特点、治疗时间及治疗费用方面的因素，探讨直肠癌术后调强放疗理想的治疗计划模式。
1 资料与方法 1.1 一般资料临床分期为Ⅱ~Ⅲ期，即T3~4N1~2M0的直肠癌患者，30例，其中男性19例，女性11例，年龄35~76岁，中位年龄57岁。KPS评分大于等于70，术后行IMRT。
1.2 方法 1.2.1 患者的体位固定及CT定位扫描患者自然仰卧于腹部平架上，用热塑成型体膜固定下腹部。CT定位前1 h，根据患者个人的情况，间断饮约500~900 ml水+泛影葡胺20 ml，使膀胱充盈，后续治疗期间仍保持同样的膀胱充盈状态。相同体位下，行CT增强扫描，扫描层厚2.5 mm[6]。
1.2.2 患者靶区及正常组织的确定将患者CT扫描信息传入瓦里安Eclipse13.0版治疗计划系统，主管医生根据ICRU 50号报告、ICRU 62号报告[7]等勾画靶区、靶区周围的正常组织。Roels等认为[8]，临床靶区(Clinical Target Volume, CTV)包括区域淋巴结引流区和原发灶高危区。临床靶区在左右方向外扩0.5 cm、头脚方向外扩0.4 cm、腹背方向外扩0.3 cm即成为计划靶区(Planning Target Volume, PTV)。膀胱勾画为CT扫描所见膀胱范围，包括膀胱壁及其容积；小肠勾画范围为PTV和PTV以上5层小肠体积，包括小肠壁和及其容积；股骨头为CT扫描所见双侧股骨头范围。
1.2.3 治疗计划的优化PTV至少要达到95%的处方剂量的要求，剂量范围在93%~107%之间，受到大于110%的处方剂量的体积应小于20%，受到小于93%的处方剂量的体积应小于3%，PTV外不能有大于110%的处方剂量；靶体积内的剂量均匀度在等剂量线95%~105%的范围内。当出现大于TD5/5(产生5%相应损伤的概率所需要的剂量，定义为正常组织的耐受剂量TD5/5)剂量限值时，由患者主管医师、物理师和各医疗组长等共同讨论，并告知决定，登记备案。防止发生大于TD50/5(产生50%相应损伤的概率所需要的剂量，定义为正常组织的耐受剂量TD50/5)事件。正常组织小肠Dmax小于40~50 Gy、D50%小于20~30 Gy、TD50/5为55 Gy；膀胱TD50/5为80 Gy、D50% < 50 Gy、V50 < s40%、V40 < 50%；股骨头颈TD50/5为65 Gy、D5% < 50 Gy、V50 < 5%。
1.2.4 评价指标根据ICRU83号报告[9]，直肠癌术后调强放疗PTV评价指标包括：D近似最小剂量D98%(PTV内剂量从高到低的高剂量98%体积区域接受的最低剂量)、D95%(PTV内剂量从高到低的高剂量95%体积区域接受的最低剂量)、中位剂量D50%(PTV内剂量从高到低的高剂量50%体积区域接受的最低剂量)、D近似最大值D2%(PTV内剂量从高到低的高剂量2%体积区域接受的最低剂量)。均匀性(Homogeneity Index, HI)定义为(D2%- D98%)/D50%[9]、适形度(Conformity Index，CI)定义为CI=(VPTV95%/VPTV)×(VPTV95%/VT)[10]，其中(VPTV95%)为95%等剂量线包绕的靶区体积，VPTV为总的PTV的体积，VT为95%等剂量线所包绕的所有区域的体积；CI在0~1范围内，值越大，适形度越好[11]。OAR和PRV的剂量体积评价：串行器官推荐：Dmax、D2%，科室制定相应的勾画标准；并行器官推荐：Dmean、VD，需勾画整个器官；串并不明器官推荐：D2%、Dmean和VD。本研究正常组织小肠评价指标为Dmax和D2%，膀胱、左股骨头和右股骨头的评价指标包括Dmean、V50、V40、V30、V20和V10。加速器输出量单位，即跳数(Monitor Unit, MU)。
1.2.5 治疗计划设计每个病例分别设计5、7、9个照射野调强放射治疗计划，这3个计划按上述治疗计划优化条件进行优化评估。通过治疗计划系统，获取PTV的D98%、D95%、D50%、D2%，HI、CI；正常组织小肠的Dmax和D2%，膀胱、左股骨头和右股骨头的Dmean、V50、V40、V30、V20和V10；加速器的跳数。并进行统计分析比较。
1.2.6 统计方法用SPSS 19.0进行统计分析, 比较均值用配对t检验，P﹤0.05差异有统计学意义。
2 结果 2.1 5、7、9个照射野治疗计划比较5、7、9个照射野治疗计划的PTV均达到95%的处方剂量的要求；剂量范围在93%~107%之间，受到大于110%的处方剂量的体积应小于20%，受到小于93%的处方剂量的体积应小于3%，PTV外不能有大于110%的处方剂量；靶体积内的剂量均匀度在等剂量线95~105%的范围内。未出现大于TD5/5和TD50/5剂量限值。小肠Dmax小于40~50 Gy、D50%小于20~30 Gy、TD50/5为55 Gy；膀胱TD50/5为80 Gy、D50% < 50 Gy、V50 < 40%、V40 < 50%；股骨头颈TD50/5为65 Gy、D5% < 50 Gy、V50 < 5%。皆能满足临床剂量要求。
2.2 5、7、9个照射野治疗计划的PTV、MU比较对于5、7、9个照射野治疗计划的PTV, 三治疗计划相互比较，指标D98%、D95%、D50%及Ci的P值皆大于0.05其差异无统计学意义，5、7、9个野无差别。5个照射野治疗计划分别与7、9个照射野治疗计划相比，D2%的P值分别为0.036和0.014，P值﹤0.05差异有统计学意义，7、9个照射野治疗计划优于5个野；7、9个照射野治疗计划无差异。5个照射野治疗计划分别与7、9个相比，Hi的P值分别为0.032和0.016，P值﹤0.05差异有统计学意义，7个野和9个野优于5个野；7、9个照射野治疗计划无差异。
对于MU，5个照射野治疗计划分别与7、9个照射野治疗计划相比，MU的P值分别为0.038和0.000，P值﹤0.05差异有统计学意义，5个野优于7、9个照射野治疗计划；7、9个照射野治疗计划无差异。见表 1。
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表 1 5、7、9个野治疗计划的PTV及MU比较 |
对于治疗计划的肿瘤周围的正常组织小肠, 5个照射野治疗计划分别与7、9个照射野治疗计划相比，小肠，Dmax的P值分别为0.015、0.001，D2%的P值分别为0.046和0.027，P值﹤0.05差异有统计学意义，7个、9个照射野治疗计划优于5个野；7个照射野治疗计划与9个比无差异。膀胱，9个照射野治疗计划分别与5、7个照射野治疗计划相比，V40的P值分别为0.003和0.014，P值﹤0.05差异有统计学意义；5个与7个照射野治疗计划相比，V40的P值为0.090，P值＞0.05差异无统计学意义；5、7、9个照射野治疗计划相互比较，V30、V20和V10的P值＞0.05差异无统计学意义。左股骨头，5个照射野治疗计划分别与7个、9个相比，Dmean的P值分别为0.006、0.012，P值﹤0.05差异有统计学意义，5个野优于7、9个照射野治疗计划，7个照射野治疗计划与9个比无差异；5、7、9个照射野治疗计划的V50、V40、V30差异无统计学意义，V20和V10差异有统计学意义，5个野优于7个、9个照射野治疗计划，7个照射野治疗计划与9个比无差异。右股骨头，5个照射野治疗计划与7个相比，Dmean的P值为0.028，P值﹤0.05差异有统计学意义；5个照射野治疗计划优于7个野；5个照射野治疗计划与7个相比，V20的P值为0.003，P值﹤0.05差异有统计学意义；5个照射野治疗计划优于7个野；7个照射野治疗计划与9个相比，V20的P值为0.035，P值﹤0.05差异有统计学意义，9个照射野治疗计划优于7个野，5个照射野治疗计划与9个比无差异；5个照射野治疗计划分别与7个、9个照射野治疗计划相比，V10的P值分别为0.005、0.004，P值﹤0.05差异有统计学意义，5个野优于7个、9个照射野治疗计划；7个照射野治疗计划与9个比无差异。见表 2。
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表 2 5、7、9个野治疗计划的肿瘤周围的正常组织比较 |
直肠癌术后调强放射治疗从患者体位固定、CT定位、肿瘤靶区和肿瘤周围正常组织及危及器官勾画，治疗计划优化设计与评估，到数据输入治疗系统、摆位治疗，再到剂量验证、位置验证[12]，每一步都得小心谨慎，是一种集精确定位、精确治疗计划设计、精确治疗计划实施及精确质量控制的精准放射治疗。其利用治疗计划系统将CT图像重建成三维的肿瘤结构，通过在360度不同方向设置一系列不同的照射野，采用MLC技术，针对肿瘤靶区三维形状和正常组织及危及器官与肿瘤靶区的具体解剖关系，对射线束强度进行调节，使得高剂量区的分布形状在三维方向上与靶区形状一致，同时降低肿瘤周围正常组织及危及器官的受照射剂量。调强放射治疗具有高度适形的剂量学特点，治疗方式错误将严重影响治疗效果，因而，其质量保证和质量控制非常重要[13]。
在IMRT精确实施过程中，精确治疗计划设计环节极为重要的，其中确定照射野数量，不仅关系到肿瘤靶区剂量的分布和肿瘤周围正常组织及危及器官受照射剂量，而且也关系到治疗实施的效率，对治疗计划的剂量分布和治疗实施有较大影响。直肠癌术后IMRT计划设计一般采用5至9个照射野，照射野方向均分360°。本文针对30例直肠癌术后患者，采用5个、7个和9个照射野3设计IMRT计划，通过治疗计划系统，获取PTV的D98%、D95%、D50%、D2%，HI、CI；正常组织小肠的Dmax和D2%，膀胱、左股骨头和右股骨头的Dmean、V50、V40、V30、V20和V10；加速器的调数MU。并进行统计分析比较，结果表明，5、7、9个照射野治疗计划皆能满足临床剂量要求。对于5、7、9个照射野治疗计划的PTV, 三治疗计划相互比较，指标D98%、D95%、D50%及Ci的P值皆大于0.05其差异无统计学意义，5、7、9个野无差别。对于指标D2%，7、9个照射野治疗计划优于5个野，7、9个照射野治疗计划无差异；Hi，7个野和9个野优于5个野；7、9个照射野治疗计划无差异。
对于肿瘤周围的正常组织小肠, 5个照射野治疗计划分别与7、9个相比，Dmax的P值分别为0.015、0.001，D2%的P值分别为0.046和0.027，P值﹤0.05差异有统计学意义，7、9个照射野治疗计划优于5个野；7个照射野治疗计划与9个比无差异。膀胱，9个照射野治疗计划分别与5、7个相比，V40的P值分别为0.003和0.014，P值﹤0.05差异有统计学意义；5个与7个照射野治疗计划相比，V40的P值为0.090，P值＞0.05差异无统计学意义；5、7、9个照射野治疗计划相互比较，V30、V20和V10的P值＞0.05差异无统计学意义。左股骨头，5个照射野治疗计划分别与7、9个相比，Dmean的P值分别为0.006、0.012，P值﹤0.05差异有统计学意义，5个野优于7、9个照射野治疗计划，7个照射野治疗计划与9个比无差异；5、7、9个照射野治疗计划的V50、V40、V30差异无统计学意义，V20和V10差异有统计学意义，5个野优于7、9个照射野治疗计划，7个照射野治疗计划与9个比无差异。右股骨头，5个照射野治疗计划与7个相比，Dmean的P值为0.028，P值﹤0.05差异有统计学意义；5个照射野治疗计划优于7个野；5个照射野治疗计划与7个相比，V20的P值为0.003，P值﹤0.05差异有统计学意义；5个照射野治疗计划优于7个野；7个照射野治疗计划与9个相比，V20的P值为0.035，P值﹤0.05差异有统计学意义，9个照射野治疗计划优于7个野，5个照射野治疗计划与9个比无差异；5个照射野治疗计划分别与7个、9个照射野治疗计划相比，V10的P值分别为0.005、0.004，P值﹤0.05差异有统计学意义，5个野优于7、9个照射野治疗计划；7个照射野治疗计划与9个比无差异。
Price等[14]和D′Souza等[15]研究结果表明，在盆腔肿瘤IMRT计划设计中, 照射野入射方向对靶区、靶区周围的正常组织及危及器官的剂量分布有较大影响。与本研究结果相似。直肠癌术后调强放射治疗使靶区高度适形，降低了肿瘤周围正常组织如小肠、膀胱、股骨头等的剂量，从而获得较高的生活质量[16]。IMRT在直肠癌综合治疗中有重要的价值[17]。
在治疗时间(MU)方面，5个野治疗时间比7、9个野的短，5个野分别与7、9个野相比相差13.38%和24.26%；7、9个照射野无差异，相差10.97%。一般情况下，照射野数少，治疗时间短，但治疗计划的剂量分布难以达到较高要求；照射野数多，剂量分布较好，但治疗时间延长，治疗效率降低。urbano等[18]认为5个照射野IMRT足够保护小肠，因为将IMRT的照射野数由9个减少到5个时，小肠的剂量并未见明显增加，但其未对剂量分布做详细的分析和比较。在传统静态调强放疗中，治疗计划质量能否得到提高，在一定程度上受到射野方向和射野数目的影响。于金明和李保生[19]报道从理论上IMRT所采用的射野数越多越好。超过一定数目时，增加射野数，对适形度的贡献越来越少，当大于10个照射野时，对剂量优化无益，5~7个照射野的剂量强度与连续调强的剂量强度无明显差异，直肠癌术后辅助性治疗，可用7个野IMRT技术进行照射[20]。张锋等[21]也建议采用7个野照射。于金明[22]认为，肿瘤治疗方案选择的金标准：有效、低毒、经济。
本研究不足之处是，由于射野图像和数值重建图像都是二维图像，EPID测量软件仅能分析线性误差，无法测量旋转误差，因而不能为旋转带来的误差提供参考数据。
综上所述，5个、7个、9个照射野治疗计划皆能满足临床剂量要求。三种治疗计划中7个野、9个野在计划靶区剂量分布、适形度、均匀性方面优于5个野，但从治疗时间实施治疗效率上看，5个野最短，7个野优于9个野。在对小肠保护方面，7个野、9个野优于5个野；膀胱保护方面，9个野优于7个野和5个野；在股骨头方面，5个野优于7个和9个照射野。每种技术各有优劣，而最好的技术就是适合患者的个体化特点的技术。综合计划靶区剂量分布、肿瘤周围正常组织的保护以、治疗时间及治疗费用四方面因素，建议在直肠癌术后调强放疗临床工作中，选择7个照射野。
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