子野面积对宫颈癌调强计划的影响

1材料与方法

1.1临床资料

随机选取2014年在本科治疗的10例Ⅱa~Ⅲb宫颈鳞癌术后患者进入本研究。患者定位前1h~1.5h排空膀胱，口服稀释后的泛影葡胺800mL~1000mL。取仰卧位，真空袋或热塑体模固定。膀胱充盈后行0.5cm层厚增强扫描，扫描范围从腰3上缘到坐骨结节下5cm。临床靶体积（ClinicalTargetVolume,CTV）包括肿瘤原发区域和盆腔淋巴结区域等。CTV向前外放10mm，其余方向外放5mm形成计划靶体积（PlanningTargetVolume,PTV）。勾画小肠、膀胱、直肠、股骨头等危及器官。

1.2计划设计

IMRT计划使用Pinnacle（V8.0m）DMPO算法优化。最小子野面积取值分别为：5cm2、10cm2、20cm2、30cm2…、100cm2，最小机器跳数取5MU，每个患者共得到11个计划，射野方向采用7野等分360度[9]，其中正后野为180度，最多子野数设置为100。每个病例先做最小子野面积为5cm2计划，当计划符合临床要求后拷贝该计划，然后只修改最小子野面积，其余优化约束条件保持不变，得到其余计划。处方剂量95%PTV45Gy（1.8Gy/次，共25次）。采用西门子ONCOR加速器6MVX射线源，41对多叶光栅，中间39对等中心平面宽度1cm，两边各一对等中心平面宽度为0.5cm，光栅过中线能力为10cm，叶片不能对插。

1.3计划评估

靶区评估参数包括V95%、V105%、V110%、Dmean，以及适形指数（ConformityIndex，CI）：CI=VTref/VT×VTref/Vref，式中VTref为参考等剂量线所覆盖的靶体积，VT为靶体积，Vref为参考等剂量线所覆盖的总体积；均匀指数（HomogeneityIndex，HI）依照ICRU83号报告推荐的公式[10]：HI=（D2%-D98%）/D50%。危及器官受照射体积占总体积的百分比（V30%、V40%）。各计划的总子野数与总机器跳数。

1.4子野面积计算方法

Pinnacle治疗计划输出的结果中，当光栅不过中线为正值，过中线为负值，且等中心平面中间39对叶片投影宽度为1cm，而本研究的病例靶区长度均小于30cm，且等中心设置于靶区几何中心。因此子野面积（SA）在数值上等于如下公式计算结果：SA=∑i=141(X1)i+X2i，其中X1i、X2i分别为第i个叶片的TPS位置值。

1.5统计方法

采用SPSS19.0软件对两组计划结果进行方差分析，并用LSD法两两比较，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1靶区剂量分布

随着最小子野面积的增加，V95%与Dmin小幅降低，但降低的幅度不大，Dmax、Dmean小幅增加，而V105%、V110%增加的幅度较大。这表明随着最小子野面积的增加，靶区内部剂量分布的均匀性逐渐变差，统计结果中CI与HI也印证了这一趋势，但差异的显著性在最小子野面积增加到50cm2才表现得有统计学意义。详见表1。

2.2危及器官受照剂量和体积

危及器官受到相同剂量照射的百分体积随着最小子野面积的增加而逐步增大，直肠的V30(%)为86.33%~90.54%，V40(%)为38.09%~51.00%，膀胱的V30(%)为81.25%~85.76%，V40(%)为44.66%~49.58%，小肠的V30(%)为26.25%~29.76%，V40(%)为11.66%~15.58%，左股骨头的V30(%)为23.52%~30.92%，V40(%)为4.23%~6.97%，右股骨头的V30(%)为22.92%~30.39%，V40(%)为3.55%~4.97%，但与最小子野面积为5cm2的计划相比较，P值均大于0.05，无统计学差异。

2.3子野个数及机器跳数

随着最小子野面积的增大，子野数量与机器跳数均显著减少。组内比较中，只发现最小子野面积为10cm2计划的子野数的P值为0.180，无统计学差异，其余各P值均小于0.05，统计结果见表2。图1显示子野数与机器跳数随最小子野面积增加而减少的百分比，从图中可以看出，开始阶段机器跳数较子野数量减少快，在子野面积介于40cm2与50cm2之间它们出现了交叉，之后子野数量减少较快。相比于最小子野面积为5cm2的计划，最小子野面积为30cm2、50cm2及70cm2计划的子野平均面积分别增加了10.95%、21.78%与37.41%。从图2也可以看出，随着最小子野面积的增加，子野分布重心后移。

3讨论

通过本研究发现，采用Pinnacle治疗计划的DMPO优化宫颈癌IMRT计划时，通过提高最小子野面积，可以达到降低机器跳数与减少子野个数的效果，子野的平均面积也得以提高。经统计检验比较，最小子野面积不超过50cm2都不至于引起靶区与危机器官剂量的显著改变。文献也有报道对最小子野面积的研究，Qi[8]报道对鼻咽癌和前列腺癌IMRT放疗的研究，得出结论认为机器跳数的利用效率一方面依赖于优化算法（如使用DAO算法），另一方面也通过设置优化参数提高子野面积来实现。他们认为，最小子野面积不宜超过16cm2。Mittauer[11]通过对鼻咽癌调强计划参数对计划设计效率、执行效率及计划质量的研究，认为提高最小子野面积可以降低机器跳数，但在减少子野数量和治疗时间方面作用有限，他们认为为保证计划的质量最小子野面积与最小机器跳数不应超过5cm2与5MU。他们之所以得出这样的结果，一方面可能是由于鼻咽癌靶区复杂，处方剂量层次较多，另一方面他们用做对比的计划的子野面积较小，前一研究是2cm2，后一个是4cm2。为提高性价比，耿辉等[3]提出了一种简化调强技术，其单野子野数目平均≤5个、子野面积≥10cm2、子野机器跳数≥10MU。黄曼妮[4]将这一技术应用于宫颈癌得到了肯定的结果，但其报道的机器跳数与本研究相比优势不大。宫颈癌术后IMRT的靶区较大，结构相对简单，处方剂量单一，这可能是通过提高最小子野面积获得子野数量与机器跳数减少的原因，对于其他疾病的治疗，比如直肠癌术后、胃癌术后等可能也可以采用这一技术。对于结构复杂、处方复杂、剂量分布要求更加精细的疾病如头颈部肿瘤，需要做具体的研究。笔者认为，通过提高最小子野面积，可以达到降低机器跳数，减少子野数量，从而达到简化宫颈癌IMRT计划的效果。

作者：陈亮 娄凤君 王焕坤 单位：大连市第三人民医院放疗科