前列腺癌调强放疗和三维适形放疗剂量学对比研究

　　　　作者：葛小林，孙新臣，曹远东，洪梅，马珺，李益坤

【摘要】 目的：通过对前列腺癌调强和适形放疗方案的比较，选择前列腺癌最佳放疗方案。方法：选取8例前列腺癌患者，经过增强CT模拟定位后参考盆腔磁共振结果勾画大体肿瘤体积，按统一标准外扩临床靶体积和PTV，应用三维治疗计划系统为每例患者设计调强适形放疗计划(IMRT)和三维适形放疗计划，在规定PTV至少达到95%处方剂量前提下根据剂量体积直方图比较两种计划靶区剂量分布及直肠、膀胱、股骨头等正常组织受量的差异。结果：调强放疗的靶区适形度指数、均匀性指数、处方剂量覆盖PTV百分比较好，减少了直肠、膀胱和股骨头剂量，差异均有统计学意义(P&<0.05)。结论:前列腺癌采用IMRT是目前最佳的一种放疗方法。

【关键词】 前列腺癌； 调强适形放疗； 三维适形放疗

前列腺癌是欧美国家最常见的男性恶性肿瘤，在我国的发病率、死亡率相对较低。随着饮食结构改变、平均寿命延长和诊断技术发展，近年我国前列腺癌发病率呈上升趋势［1］。由于前列腺癌患者多为老年人，常因各种合并症或确诊时病情进展而不适宜手术，放射治疗已成为主要的治疗方法之一［2］。放疗中照射剂量与疾病的控制密切相关，因此提高前列腺癌的照射剂量、降低周围正常组织毒副反应是目前临床研究重点［3］。目前调强适形放疗（IMRT）及三维适形放疗（3DCRT）是主要的精确放疗技术，如何布野以提高病灶的放射剂量是研究重点之一。我们利用三维治疗计划系统通过对剂量分布和剂量体积直方图(DVH)的分析，分别对两种治疗方案的靶区和正常组织剂量进行对比分析，现将结果报道如下。

1 资料与方法

　　1.1 资料

　　2007年8月～2008年9月在东南大学附属中大医院肿瘤科治疗的前列腺癌患者8例，年龄53～78岁，中位年龄63岁。根据TNM国际分期(UICC，2002年)，T2期3例，T3期5例，盆腔内均未见淋巴结转移。所有患者病理类型均为腺癌，在接受放疗前均已行双侧睾丸去势术。

　　1.2 CT模拟扫描和靶区勾画

　　患者取仰卧位，从中腰部至大腿上1/3处采用热塑网罩固定，然后通过CT模拟机（Siemens64排CT）增强扫描：以3 mm层厚连续从髂嵴至坐骨结节下8 cm，病人在扫描前1～1.5 h排尿和排便；扫描后靶区和重要器官结构的勾画及计划设计与计算在CMS三维治疗计划系统上实施。前列腺、直肠外轮廓、膀胱外轮廓、双侧股骨头被逐层勾画。临床靶体积（CTV）包括前列腺加精囊，计划靶体积（PTV）边径定义为CTV外放5 mm。直肠壁通过三维治疗计划系统的“挖壁”功能从直肠外轮廓中建立，定义为精囊腺最顶端上10 mm至前列腺最底端之下10 mm的直肠，厚度为4 mm；膀胱壁也从膀胱的外轮廓通过同样的方式获得，层厚为4mm。所有放疗计划均按各自不同的计划规范进行设计，选用射线能量为15 MV光子线，剂量采用笔形束卷积法计算，体积矩阵精度为2.5 mm×2.5 mm，采用Modified Batho对组织密度不均整性进行剂量校正。

　　1.3 计划设计

　　每位患者设计4野适形和7野调强治疗计划。3DCRT的射野通过BEV设计，尽量避开靶区重要器官或组织，采用4野共面照射，使用整体挡铅或多叶光栅(MLC)形成适形照射野。在IMRT计划中选择7野共面技术照射，设野角度安排分别在360°范围内均匀分布。适形和调强治疗计划均在射线路径上进行不均匀组织校正。

　　1.4 靶区处方剂量

　　1.4.1 前列腺靶区处方剂量 适形计划：PTV为200cGy·次-1，总剂量8000cGy，要求95%PTV≥8000cGy。调强计划：大体肿瘤体积（GTV）为220cGy·次-1，总剂量8000cGy，100%GTV≥8000cGy；CTV为210cGy·次-1，总剂量7600cGy，95%CTV≥7600cGy；PTV为200cGy·次-1，总剂量7000cGy，95%PTV≥7000cGy。各计划评价95%GTV体积获得8000cGy处方剂量为基本标准，以便于比较。

　　1.4.2 危及器官(OAR)剂量限制 对于直肠壁，25%体积直肠剂量小于7000cGy，35%体积直肠剂量小于6000cGy，60%体积直肠剂量小于4000cGy；对于股骨头，95%体积剂量&<5000cGy；30%膀胱体积应&<6000cGy。除了以上硬指标须得到满足外，下列软指标也用于最终计划的评估中：（1）直肠前壁通常位于90%～100%处方剂量线之间(95%等剂量线通常沿直肠前壁弧线分布)。（2）在PTV之外无剂量热点出现。（3）50%等剂量线通常不超过直肠后壁。95%PTV照射剂量70Gy，剂量分布均匀。

　　1.5 治疗计划的评估

　　根据DVH和等剂量分布曲线图，以治疗计划对计划靶区PTV的包绕状况及直肠和膀胱的受照剂量等参数为指标，分别对适形放疗和调强放疗计划进行分析、评估，比较两种计划中靶区和OAR的剂量分布差异。PTV的剂量不均匀性指数(HI)定义为：Dose Inhomogeneiy=(D5-D95)/Dmean［4］；PTV的剂量覆盖适形指数(CI)定义为：Conformity Index =VPTV95%/VPTV×VPTV95%/Vt［5］，该适形指数计算方式兼顾了接受95%处方剂量的正常组织和接受小于95%处方剂量的PTV的体积因素。OAR主要评价直肠≥70Gy体积、D25、D50，膀胱≥60Gy体积、D30、D50，股骨头D50，阴茎最大剂量。

　　1.6 统计学分析

　　采用SPSS 11.5统计软件包进行数据处理，两样本均数之间的比较采用t检验，以P&<0.05为差异有统计学意义。

2 结　　果

　　2.1 GTV的剂量分布情况

　　见表1。与3DCRT计划相比，IMRT计划中患者的肿瘤靶区剂量较高，接受&>95%剂量的体积更大(98.53% vs 86.51%)；在IMRT计划中CI平均为0.82，而3DCRT为0.56，很显然IMRT的适形度更高。在IMRT计划中HI为1.10，在3DCRT计划中HI为1.20，两者比较差异有统计学意义(P&<0.001)，可见IMRT中剂量分布的均匀性更高。表1 调强和适形治疗计划GTV参数指标

　　2.2 OAR剂量比较

　　见表2。直肠和膀胱在IMRT计划中受高剂量照射的体积均明显小于3DCRT计划；双侧股骨头在IMRT计划中受照射的剂量小于3DCRT计划，两者之间差异有统计学意义。在各剂量水平，非靶区正常组织在IMRT计划中受照射的体积均明显小于3DCRT计划。IMRT中直肠、膀胱、双侧股骨头和阴茎受照射的剂量更小。 表2 OAR参数指标均数比较

　　2.3 两种放疗计划的等剂量曲线图和DVH图

　　见图1、2。图1 IMRT的等剂量曲线图和DVH图

　　图2 3DCRT的等剂量曲线图和DVH图

3 讨　　论

　　单纯放疗或放疗联合内分泌治疗是治疗前列腺癌的重要手段之一，肿瘤局部控制率与照射剂量成正相关，传统外照射由于受到周围正常组织耐受量的限制，靶区剂量难以进一步提高。尤其是直肠溃疡出血、膀胱穿孔及股骨头坏死等并发症必须尽量避免，很多临床研究指出30%～60%的病例放疗后前列腺活检持续阳性［6］。多项研究［7］已证实，与常规放疗相比，应用3DCRT或IMRT技术可提高照射剂量，减少直肠和膀胱的照射体积，从而显著降低急性胃肠道和泌尿系毒性，同时还可以减轻放疗引起的阴茎勃起功能障碍，保存患者的性功能，减少不良事件发生率，进一步提高患者生存质量，这对于早期前列腺癌患者尤其重要。

　　IMRT技术可极大提高高剂量分布区与靶区在三维空间分布的适形度，特别是可产生中凹的等剂量线以减少紧贴肿瘤的正常组织剂量，尤其在直肠前列腺界面［8］。理论上讲调强放疗照射野越多，可进行调整的参数也就越多，获得理想剂量分布的可能性就越大；但照射野越多，进行质量保证、剂量验证及治疗所花费的时间就越多，同时卷入低剂量照射区域的正常组织就越多，增加了放疗诱导二位原发肿瘤的几率。金大伟等［9］通过对不同调强放疗方案进行比较，认为7野等角度射野安排，靶区剂量均匀度、靶区适合度最好，股骨头受量最小，子野数目也不太多，不失为一种较好的选择，本研究同样采用了7野调强放疗方案。

　　RTOG7706研究对449例A2期和B期(T1b或T2期)手术或淋巴造影未发现淋巴结转移的前列腺癌患者，随机接受全盆腔照射或者单纯前列腺照射前瞻性随机分组试验。平均随访12年，结果显示两组病人的无病生存率和总生存率无显著性差异［10］。所以本研究中未对全盆腔进行照射，而仅仅照射前列腺及其精囊。

　　有研究［10］显示，当靶区处方剂量为80 Gy时，IMRT可增加95%等剂量线覆盖肿瘤靶区的体积(98.53% vs 86.51%，P&<0.001)。同时IMRT靶区CI、HI均优于3DCRT，有显著统计学差异。OAR剂量分布情况显示，调强放疗和适形放疗均可把直肠和膀胱限制在规定的耐受范围内，但IMRT明显降低了直肠、膀胱和股骨头的剂量，有显著性差异。Kuban等［11］的研究发现，直肠受到≥70 Gy照射的体积百分比≥26%时，其放疗后5年≥2级的直肠毒性反应的发生率为51%，而&<26%者其发生率为13%。本研究中IMRT计划中直肠≥70 Gy体积仅7.32%，低于3DCRT的19.15%，膀胱≥60 Gy体积4.22%，低于3DCRT的15.64%，从而可以更好地保护直肠和膀胱。股骨头的剂量也同样显示IMRT优于3DCRT。

　　在3DCRT中阴茎组织临近前列腺，也会受到相当剂量的照射。这可能是放疗后发生阴茎勃起功能障碍的一个因素。Fisch等［12］研究3DCRT阴茎球部的70%体积接受小于40Gy的剂量照射后，保留性功能的可能性较大。本研究结果显示，在给予相同处方剂量前提下，IMRT可减少阴茎球照射剂量(20.29 Gy vs 25.91 Gy，P&<0.001)，降低了放疗后发生性功能障碍的危险性。

　　总之，与3DCRT相比，采用IMRT治疗前列腺癌可获得更高的治疗增益比，从而提高疗效，减少治疗并发症的发生。

参考文献

［1］郭应禄．泌尿外科内镜诊断治疗学［M］．北京：北京大学医学出版社，2004：98103．

［2］殷蔚伯，余子豪．肿瘤放射治疗学［M］．北京：中国协和医科大学出版社，2008：945976．

［3］HANKS G E，HANLON A L，EPSTEIN B，et al.Dose response in prostate cancer with 812 years’followup［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys，2002，54:427435.［4］BRAGG C M，CONWAY J，ROBINSON M H.The roleofintensitymodulated radiotheraPy in the treatment of parotid tumors［J］.Int J Radiat Oncol Biol Plays，2002，52(3):729738.

［5］LIU H，WANG X，DONG L，et al.Feasibility of sparing lung and other thoracic structures with intensitymodulated radiotherapy for nonsmall cell lung cancer［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys，2004，58(4):12681279.

［6］CHAUVET B，OOZEER R，BEY P，et al.Radioth rapie conformationnelle des cancer de la prostate:revue générale［J］.Cancer Radiother，1999，3:393406.

［7］DEARNALEY D，HALL E，JACKSON C，et al.PhaseⅢ trial of conformal radiothepy following neoadjuvant hormone treatement in early prostate cancer［J］.Proc ASTRO，2002，54:228232.

［8］房辉，李晔雄．前列腺癌的适形和调强适形放疗［J］．癌症进展杂志，2005，3(5)：449459．

［9］金大伟，戴建荣，李晔雄，等．前列腺癌调强放疗的治疗方案比较［J］．中华放射肿瘤学杂志，2005，14(1)：4751．

［10］ASBELL S O，MARTZ K L，SHIN K H，et al.Impact of surgical stage in evaluating the radiotherapeutic outcome in RTOG 7706，a phaseⅢstudy for T1BN0M0(A2)And T2N0M0(B) prostate cancer［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys，1998，40:769773.

［11］KUBAN D，POLLACK A，HUANG E，et al.Hazards of escalation in prostate cancer radiotherapy［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phys，2003，57:12601266.

［12］FISCH B M，PICKETT B，WEINBERG V，et al.Dose of radiation received by the bulb of the penis correlates with risk of impotence after threedimensional conformal radiotherapy for prostate cancer［J］.Adult Urology，2001，57:955961.