在肺癌的适形治疗中，每个照射野的形状都与靶区高度适形^[1]，这样水平方向的照射野就是一个面积很大的穿射肺脏的射野，不利于肺脏的保护。所以肺癌的适形治疗其布野原则是使射野方向尽量集中在前后方向^[2]。水平射野成为肺癌适形和正向调强治疗中的“禁忌”。 而调强放射治疗(IMRT)与其不同，IMRT治疗中各个方向的射野被转化为不同形状与大小的“子野”^[3]，这使得肺癌IMRT治疗中的水平方向射野，其照射肺脏的总有效横截面较小，而治疗计划中增加入射方向，可增加整个计划优化的空间自由度，减轻前后方向上的剂量调制压力。所以，在肺癌的IMRT治疗中，水平方向射野可能会改善计划设计的最终结果。为验证水平方向射野在肺癌IMRT治疗中是否具有上述的积极作用，本研究对添加水平方向射野的调强计划(H-IMRT)与普通计划(IMRT)的结果进行了比较。

1. 一般临床资料：选取2014年6月至7月在本科室接受放射治疗的肺癌患者18例，其中左肺癌患者10例，右肺癌患者8例。男性9例，女性9例，年龄35～68岁，中位年龄49岁。按美国癌症联合会(AJCC)第7版分期标准^[4]，Ⅱ期6例，Ⅲ期12例。该研究经吉林省肿瘤医院伦理委员会讨论批准，患者均签订知情同意书。

2. 体位固定及CT定位：患者均采用仰卧位，双臂上抬交叉置额顶，热塑模配合体部固定板固定体位，CT扫描层厚为3 mm。扫描上界至环状软骨，下界达肾上腺。

3. 靶区和危及器官勾画：由医师勾画大体肿瘤(GTV)、临床靶区(CTV)、计划靶区(PTV)和危及器官(OARs)，包括心脏、脊髓和肺组织。GTV 包括临床和影像学所见肿瘤范围；CTV 由GTV 外放得到，向肺部方向外放5 mm，向转移淋巴结一侧外放5 mm；PTV 包括CTV 加上器官运动范围及摆位误差，由CTV 外放5 mm 获得。处方剂量为60 Gy/30次。为避免计划设计者经验和水平的不同而对研究结果造成影响，所有计划都由一位临床工作经验超过6年的资深物理师进行设计。

4. [JP2]治疗设备：选用Synergy加速器(瑞典Elekta公司)6 MV的X射线；加速器光栅40对，等中心处光栅宽度为1.0 cm；标定最大剂量率为600 MU/min。

5. 放疗计划设计：普通计划(IMRT计划)是为了保护肺脏，而经过射野方向优化的肺癌调强计划，其射野方向主要集中在前后方向，一般右肺癌射野角度分布在0°～30°、150°～180°、180°～240°和330°～0°；左侧肺癌的射野角度选择范围与镜像相反为0°～30°、120°～180°、180°～210°和330°～0°。根据PTV大小及形状复杂程度选择5～7个射野；最小子野面积为5～7 cm²。水平方向射野计划(H-IMRT计划)是普通计划基础上，在患侧添加一横向射野即右侧肺癌添加270°射野，左侧肺癌添加90°射野。其他参数设置与IMRT计划无异。

布野方式不同，整个计划所需要的子野数量也不同，为表现两种布野方式所需要的子野数量差异，研究中的“最大子野数”设置高于平时临床应用值，为50个。为方便比较，所有计划结果要求60 Gy的处方剂量曲线覆盖95%的PTV体积。

6. 放疗计划评价：比较两种计划的MUs及子野数；并利用剂量体积直方图(DVH)比较和分析两种计划的剂量分布差别，靶区剂量分布指标包括PTV的最大剂量D_max、平均剂量D_mean和最小剂量D_min，及PTV的均匀性指数(HI=D₅/D₉₅)和适形度指数(CI=V_PTV、ref/V_PTV × V_PTV、ref /V_ref)，其中，D₅和D₉₅分别为5％和95％的靶区体积所受到的照射剂量。V_PTV、ref为处方剂量覆盖的PTV体积，V_PTV为PTV体积，V_ref为处方剂量包绕的体积。

危及器官的剂量分布指标包括肺和心脏的平均剂量及受到特定剂量照射的体积。因为过度限制脊髓剂量会让肺的低剂量区增加，所有计划设计时仅严格限制脊髓最大剂量<40 Gy即可，在计划结果比较中脊髓的受照剂量不作研究。

7. 统计学处理：计量数据以x±s表示，采用SPSS 16.0进行统计学处理。两组计划的数据比较利用配对t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

1. 不同计划靶区剂量分布、MUs和子野数：结果列于表 1，H-IMRT计划PTV的CI(0.88±0.04)和HI(1.10±0.01)优于IMRT计划的CI(0.77±0.05)和HI(1.14±0.01)结果(t=-9.33、10.88，P<0.05)；但是，两种计划PTV的D_max、D_mean和D_min差异均无统计学意义。由图 1中PTV的DVH曲线也可以看出，H-IMRT计划PTV的HI优于IMRT。另外，H-IMRT计划的MU数量(489.40±119.60)低于IMRT计划(691.00±159.30)，差异有统计学意义(t=12.57,P<0.05)。H-IMRT计划子野数(41.30±5.50)低于IMRT计划(47.30±1.50)，差异有统计学意义(t=3.19,P<0.05)。由此可见，在靶区的剂量分布和MU利用率及子野数量方面，H-IMRT都表现出明显优势。

表 1(Table 1)

表 1 两种计划危及器官的剂量分布(x±s

表 1 两种计划危及器官的剂量分布(x±s

2. 危及器官剂量分布：两种计划比较结果列于表 1。可知，除健侧肺的V₂₀、V₃₀，患侧肺的V₃₀、D_mean和全肺的V₃₀均差异无统计学意义。IMRT计划肺的其他剂量指标均优于H-IMRT计划，其中，IMRT计划患侧肺的V₅、V₁₀、V₁₅和V₂₀均低于H-IMRT计划(t=-3.39～-1.88，P<0.05)；IMRT计划健侧肺的V₅、V₁₀和V₁₅低于H-IMRT(t=-3.71、-6.38、-1.55，P<0.05)。 健侧肺的D_mean低于H-IMRT计划(t=-4.97，P<0.05)。在心脏的保护方面，IMRT计划心脏的V₂₀、V ₃₀和V₄₀比H-IMRT计划多(t=1.84、3.28、2.55，P<0.05)；IMRT计划心脏的D_mean比H-IMRT计划多0.9 Gy(t=3.99，P<0.05)。H-IMRT计划在心脏的保护方面优于IMRT计划。IMRT计划全肺V₅、V₁₀、V₁₅和V₂₀也均低于H-IMRT计划(t=-7.58、-4.94、-2.55、-2.99，P<0.05)。 IMRT计划全肺D_mean低于H-IMRT计划约0.63 Gy(t=-5.15，P<0.05)。图 1显示肺脏的DVH曲线可以看出，IMRT计划患侧肺接受<30 Gy的各个剂量水平照射的体积，健侧肺脏受到各个剂量水平照射的体积及全肺接受<20 Gy的各个剂量水平照射的体积都明显少于H-IMRT计划，IMRT计划对肺脏的保护明显优于H-IMRT计划。

图 1(Figure 1)

Fig. 1

图 1 PTV和危及器官的剂量体积直方图 A.PTV；B.健侧肺；C.心脏；D.患侧肺； E.全肺

肺癌是一种常见病例，传统是利用适形技术治疗肺癌。随着计算机技术的发展，为了让肿瘤获得更高的致死剂量，同时更好地保护危机器官，临床治疗中开始利用IMRT技术治疗肺癌。在IMRT技术发展之初，常用以射野方向均分的方式设计计划^[5]，此时，子野形状和相互间的剂量权重分配的优化比空间角度的选择优化重要。经过多年的技术发展与实践经验的积累，射野方向的选择在IMRT治疗中的作用逐渐得到重视。但对于肺癌IMRT计划，选择不同的射野方向安排，其剂量学差异，以往的文献仅证实经过射野方向优化，使照射野尽量集中在前后方向的IMRT计划对肺脏的保护效果要优于射野方向均分的IMRT计划^{[6, 7]}。一些研究也证实，逆向调强计划中加入前后方向的适形射野可以有效降低肺脏受到低剂量照射的体积^{[8, 9, 10]}。而对于水平方向，因为在适形及正向调强计划设计中水平射野对肺保护最不利,所以根据经验，一般认为其不适合用于肺癌IMRT计划的设计，但是并没有文献明确证实上述想法。

在肺癌的IMRT治疗中，前、后方向是保护肺脏的最佳入射角度，横向或者水平方向是贯穿肺脏、使更多肺组织卷入照射野内的方向。但集中分布于前后方向的射束，虽可以很好地保护肺脏，也会损害靶区的均匀性及适形度，很容易在人体胸背两侧、靶区之外出现接近处方剂量的剂量热区。本研究结果已经证实，普通计划靶区的剂量分布差于添加了水平射野的IMRT计划，且射野方向的单一选择也会约束IMRT剂量优化的能力。在IMRT计划中加入水平方向射野，会增加剂量优化的空间自由度，降低前后方向射束的剂量调制压力。加入水平方向射束后，计划的MU及子野数量都有明显的降低，靶区的适形度及均匀性也都有不同程度的提高，证实加入水平方向射野后可以利用更少的MU及子野设计出靶区剂量更加理想的IMRT计划。即，水平方向射野确可缓解整个计划的剂量调制难度。但在肺脏保护方面，水平方向射野没有获得预期的结果，和以往在适形及正向调强计划设计中总结的经验一样，加入水平射野后肺脏的低剂量区明显增加。

由此可见，在肺的IMRT治疗中，利用单线程的逆向优化算法获得的剂量学结果受射束方向影响较大，在适形及正向调强计划设计中积累的布野经验在肺癌的IMRT计划设计中依然适用。