表1
胃癌是常见的消化道恶性肿瘤之一[1],在中国东南部发病率和死亡率居所有恶性肿瘤的第三位[2]。有研究报道表明，胃癌根治术后辅助调强放疗，可以提高患者的3年DFS率和OS率[3]。胃癌调强放射治疗过程中，如何提高靶区的均匀性，改善肿瘤控制率，同时减少放疗副反应的发生一直是放疗医学物理师的努力方向。有很多学者[4-7]基于生物等效均匀剂量（EUD）优化方法对靶区和危及器官进行约束，可以提高靶区均匀性，同时减少正常组织照射剂量。大多数物理师，通过射野角度优化有意识的避开危及器官的照射来减少其受量。沈九零等[8]通过对非共面计划在食管癌的研究发现，非共面VMAT有助于提高靶区的均匀性和适形性，同时降低脊髓和肺的受照剂量。胡晓伟等[9]在共面与非共面的肺癌VMAT计划的剂量学比较中发现，非共面的VMAT计划靶区剂量梯度更陡，对患者胸壁和肺的保护更有优势。非共面计划在胸部肿瘤的应用已趋于成熟，但此种技术在腹部肿瘤的研究尚少，特别是胃癌方面的研究更少。本研究基于床转角在胃癌调强放疗中应用，试图探讨不同床角度的非共面计划与靶区和危及器官的关联，旨在为临床胃癌非共面 IMRT 计划的设计寻求更好的方法。
1 资料与方法 1.1 临床病例选择选取 2022年8月—2023年1月在我院接受治疗的 20例胃癌术后调强放射治疗患者。其中，男性 13 例，女性 7 例，年龄 31～72 岁，中位年龄为 62 岁。所有患者经病理证实为胃癌，患者均签署调强放射治疗知情同意书。
病例纳入标准 ：（1）未行新辅助化疗的 ≥ ⅠB期胃癌术后患者。（2）淋巴结清扫未达到D2的T3/4期或淋巴结阳性的胃癌患者。（3）R0切除未达到D2者，术后病理的T3/4期。（4）对于R1/2切除者。（5）患者KPS评分 ≥ 70 分。（6）患者接受放射治疗。
病例排除标准：（1）术前辅助放疗患。（2）局部晚期或进展不可手术切除的胃癌。（3）局部区域复发的胃癌。（4）患者KPS评分＜ 70 分。（5）拒绝接受放疗的患者。
1.2 体位固定及CT影像采集所有患者采用高质量热塑体膜进行体位固定，患者仰卧于集成一体定位板上，双手臂交叉于额前，平稳呼吸。采用美国 GE 公司的大孔径定位CT进行扫描，扫描范围为膈肌上5 cm 至第 4 腰椎下缘，层厚5 mm，以 5 mm 的层厚及层间距行 CT 静脉团注造影剂增强扫描，扫描得到的 CT 图像数据通过 Sanjiasoft 网络传输至我科Pinnacle3 9.10计划系统。
1.3 靶区危及器官勾画及剂量限制所有患者由专业放疗医师根据《中国胃癌放疗指南（2020版）》[10]推荐的照射范围中，术前放疗为肿瘤区（gross tumor volume，GTV）、肿大淋巴结，GTV邻近的亚临床病灶区、肿大淋巴结外扩和高危淋巴结区域，对于术后放疗而言，CTV包括切缘不足的吻合口、切缘不足的十二指肠残端或残胃，瘤床原则上不常规包括。同时，依据不同原发肿瘤部位对照射淋巴结区域进行了推荐，腹主动脉旁淋巴结区（主要为16a2和16b1区）也可纳入照射，在临床靶区勾画中可参考。勾画靶区范围包括肿瘤原发灶、吻合口和淋巴引流区，定义为临床靶区（clinical target volume，CTV），并外扩0.8 cm作为计划靶区（planning target volume，PTV），危及器官包括：左右肾脏、脊髓、肝脏、小肠。处方剂量 PTV 为4500 cGy/180 cGy/F/25次，要求为 95% 的 PTV 接受 4500 cGy。危及器官需满足：双肾 Dmean ≤ 18Gy，双肾V20＜30%，V30＜20%；脊髓Dmax ≤ 45 Gy；肝脏Dmean ≤ 23 Gy，V10＜65%，V20＜50%，V30＜30%，V40＜20%；小肠Dmax＜50cGy，V30＜50%。
1.4 治疗计划设计与优化由一名具有十多年临床经验的物理师设计放疗计划，经过多年胃癌临床计划设计比对，所有患者共面计划采用 7 野调强，角度分别为 30°、60°、90°、180°、330°、300°、270°时，布野最佳。采用DMPO优化算法，设置子野总数为45，最小子野面积 7 cm2，最小子野跳数 10 MU[11]，所有射野的床转角为0°作为对照组，选择合适的目标函数对靶区PTV和危及器官进行约束优化，得到满足临床要求的放疗计划。在对照组基础上设计非共面计划，采用相同的设野方案和物理优化目标参数，只改变机架角30°和330°的床转角，分别为10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°，得到9个不同的非共面计划。每名患者经过单独优化完成后，得到10组不同靶区剂量差异和危及器官剂量分布DVH图。
1.5 计划评估与比较通过 DVH 图比较2种方案剂量学差异。参数包括机器总MU数，靶区D2%、D95%、D98%、Dmean、剂量均匀性指数（Homogeneity Index，HI）和适形度指数（Conformity Index，CI）；危及器官参数包括：左、右肾Dmean，V20和V30；脊髓Dmax，Dmean，V10，V20和V30。小肠、肝脏Dmax，Dmean，V10，V20，V30和V40。CI 值范围为 0～1，CI 值越接近 1，说明靶区适形度越好[12]。靶区 HI、CI 指数公式如下：
| $ HI = \frac{{{D_{2\% }} - {D_{98\% }}}}{{{D_{{\text{mean}}}}}} $ | (1) |
| $ CI = \frac{{VT_{\text{ref}}}}{{VT}} \bullet \frac{{VT_{\text{ref}}}}{{V_{\text{ref}}}} $ | (2) |
根据 ICRU83 号报告[13]，靶区D2% 、Dmean 和D98%分别为 2% 、50% 和98% 的靶区体积所接受的照射剂量，VTref 为靶区内处方剂量所覆盖的体积，VT 为靶区 PTV 体积，Vref 为接受处方剂量的全身体积。
1.6 统计学方法通过SPSS 20.0软件分析，数据结果以
将床转角为0°的共面计划作为对照组，其他不同床转角非共面计划为实验组，每组非共面计划分别与对照组DVH图进行比较。从图1中可看出，将床转角分别设置为 10°、20°和30 °的非共面计划，与0°共面计划相比，靶区PTV剂量曲线几乎重合，危及器官脊髓和肝脏曲线略有差异，说明床转角在30°以内，非共面计划与共面计划质量几乎相当。当床转角＞40°时，各组非共面计划靶区PTV剂量曲线与共面计划差异明显，且当床转角为60°时，PTV剂量曲线最陡峭。床转角为40°和50°时，各危及器官曲线几乎重合。床转角为60°时，脊髓和肝脏曲线走势明显低于0°时，其他危及器官曲线有细微差别。床转角为70°、80°和90°时，除脊髓曲线稍有差异外，其他差异不明显。
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图 1 床转角为0°时（实线所示）和其他床转角（虚线所示）lMRT 计划的 DVH 比较 Figure 1 Comparison of DVH between IMRT plans at the couch rotation angle of 0° （solid line） and other couch rotation angles （dotted line） |
10组不同床转角方案靶区比较结果和机器跳数比较列于表1。由表1可知，当床转角为20°和30°时，95%的靶区PTV所包含剂量分别为（4469.77±70.27） cGy和（4493.21±50.22） cGy，略＜ 4500 cGy，其他各组计划95%的靶区PTV所包含剂量均＞ 4500 cGy。所有10组方案中，床转角为60°时，靶区HI值最小为0.0714±0.0089，CI值最大为0.9271±0.0108，表明靶区均匀性和适形度最佳。当床角为10°和70°时，机器跳数分别为（483±41） MU和（488±43） MU，＞0°时（473±38） MU，其余各组方案机器跳数均＜ 0°时，且床转角为60°时机器跳数最小为（438±26） MU，差异有统计学意义（P＜0.05）。
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表 1 10组放疗计划PTV剂量结果和机器跳数比较（
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10种方案的危及器官统计分析结果见表2～5。由表2可知，床转角为10°时，小肠的Dmax最小，为（4620.73±99.27） cGy。床转角为30°时，小肠的Dmax最大，为（4813.70±120.73） cGy。床转角为60°时，小肠的Dmean和V10最小，分别为（709.91±22.50） cGy和（24.04±7.03）。10种不同的床转角，小肠的V20、V30 和 V40相差和变化不大，V30之后基本趋于稳定。床转角为 10°～90°时，脊髓的 Dmax 均低于0°时的（3472.10±118.34） cGy。床转角为 0°～60°时，脊髓的 Dmean变化不大，70°之后脊髓的 Dmean随床转角增大而变大。不同的床转角，脊髓的V10、V20 和 V30 无显著差异，但在60°床转角，脊髓的V10 和 V30 均最小，具体见表3。由表4知肝脏的Dmax在50°床转角时最小，为（4789.15±149.92） cGy；床转角为60°时，肝脏V20为（32.66±8.79）最小；其他不同床转角，肝脏的Dmean，V10、V30 和 V40 差异化不明显，表明床转角对这些剂量产生影响不大。在床转角为60°时，左、右肾脏的Dmean最小，分别为（1246.30±130.35） cGy和（1001.52±103.33） cGy；左、右肾脏的V20分别为（22.87±6.29）和（19.69±1.84），在各组中均最小，差异有统计学意义（P＜0.05）。
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表 2 10组调强放疗计划间小肠参数的比较（
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表 3 10组调强放疗计划间脊髓参数的比较（
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表 4 10组调强放疗计划间肝脏参数的比较（
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表 5 10组调强放疗计划间肾脏参数的比较（
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随着科学技术的发展，高精度放疗设备大量投入临床应用，放射治疗在肿瘤治疗中的地位愈发突出。对于很多买不起高端设备的基层医院来说，通过物理优化手段提高放疗计划的质量是物理师唯一的选择。为了提高靶区的均匀性和适形度，陈颖等[14]通过选择合适的限量环个数来提高宫颈癌靶区的均匀性，减少直肠和膀胱的受照体积。周云泷等[15]通过尝试不同布野方式对左侧乳腺癌胸锁联合放疗计划的影响发现，7野 IMRT 计划在靶区剂量分布和危及器官保护上有着更优的“平衡”，更适合于临床应用。早期非共面技术主要应用于头颈部的治疗，研究表明非共面调强计划在对正常组织的保护上更具有优势[16-17]。对于胸部肿瘤，杨海燕等[18]采用非共面射野技术对中心型肺癌进行了研究，石婷婷等[19]对食管癌固定野调强和旋转容积调强计划的剂量学进行了比较，发现非共面照射技术对危及器官都能起到一定的保护作用。基于非共面计划可以减少正常组织的受照范围，本研究以胃癌为例，将不同床转角的非共面射野技术应运用于胃癌调强计划的设计中，也取得很好的效果。
目前，很多学者[8-9，16-19]采用非共面技术进行的研究都是基于床角为90°而进行的设计，但90°的非共面计划并非临床最优方案，是否有更优的非共面角度这需要更多有经验的物理师去探讨和总结。临床非共面计划设计中，最大难点就是床转角的选择，如果床转角选择不合适，机架角度选择过大，在治疗过程中很容易撞床，给治疗过程带来非常大的不便，严重时还有引发医疗事故的风险。本研究将10种不同的床转角运用于胃癌静态调强计划的非共面计划设计中，发现床转角为60°时，靶区HI值为0.0714±0.0089，在其余9种方案中最小；CI值为0.9271±0.0108，在其余9种方案中最大，表明靶区均匀性和适形度最佳。机器跳数也是衡量一个计划优劣的基本参数，当床转角为60°时机器跳数在所有方案中最小，为（438±26） MU，说明计划执行时间更短，执行效率更高。本研究还发现当床转角为 10°～90°时，脊髓的 Dmax 均低于0°时的非共面计划。床转角为60°时，小肠的Dmean和V10，肝脏V20及左、右肾脏的Dmean和V20在各组中均最小。这说明床转角60°是一个理想的角度，此种方案的非共面计划整体质量更优。
一个好的放疗计划方案不仅仅是满足临床医生的要求，而是在满足医生要求的同时尽量降低危及器官的受量。对于优质计划的追求，一直是物理师不懈努力的方向。胃癌计划的设计，主要是对肾脏和小肠的保护，因为这些正常组织对射线敏感，稍有不慎将会引起严重的并发症。本研究选择床转角60°对胃癌靶区及其周围正常组织进行计划设计，临床剂量学上有它一定的优势，因此对于胃癌来说，可以尝试转床角 60°的非共面调强计划。需要说明的是本文章研究病例数量有限，结果是针对于本方案设计的 10 个床转角而言，且每个床转角间隔10°做的设计，不排除有利于计划剂量更优的其他转床角度，后续研究中还需要研究更多的病例数量。
综上所述，胃癌静态调强的非共面计划设计中，建议选择床转角为60°，以降低小肠和肾脏受量，从而减少肠道反应和肾脏的损伤。
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