放疗是治疗脊柱转移瘤的标准方法之一。由于邻近脊髓，以往的常规放疗无法给予脊柱转移瘤较高的剂量。而立体定向放疗(SBRT)可在对肿瘤进行高剂量照射的同时，尽量降低周边重要组织器官的剂量，并缩短治疗总疗程，在临床实践中越来越受到关注。但SBRT单次治疗时间较常规长，患者难以保持治疗体位以致影响治疗的精确性。无均整器模式(FFF)是基于加速器平台的光子束高剂量率放射治疗技术，通过移除均整器可有效减少治疗时间。已在肺癌、前列腺癌、乳腺癌等的调强治疗中得到验证^{[1, 2, 3]}。 本研究对脊柱转移瘤SBRT的FFF模式和带均整器模式(FF)进行了剂量学比较。

1. 一般临床资料：选取2014年5月至2015年7月的9例患者，共12处脊柱转移瘤入组为研究对象。其中男性3例，女性6例，年龄42～74岁，中位年龄58岁。原发乳腺癌2例，肺癌5例，贲门癌1例，骨髓瘤1例。脊柱转移瘤为单发的4例，有两处分开病灶的3例，有相连的2～3个椎体转移灶的2例。分别在胸椎的T2、T3、T4、T6、T11各1处，在腰椎的L1、L2、L5各1处，L4两处，T12～L1和T12～L2各1处。病例入组标准：年龄≥18岁；有病理确诊原发肿瘤，有病理或影像学提示脊柱转移；可以长时间平躺(20 min以上)；Karnofsky评分≥40；脊柱转移灶≤3个；预期寿命超过半年(改良的Tokuhashi预后评分法得分≥9分^[4])；拟照射部位未曾接受过放射治疗或核素治疗；白细胞≥2.5×10⁹ /L，血小板≥70.0×10⁹ /L，血红蛋白≥70 g/L。排除标准：椎管受侵狭窄超过25%的；脊柱移位或脊髓和受压硬膜间距离<3 mm的；脊柱不稳定可能导致或已经出现压缩性骨折的；因各种原因不能做脊柱增强磁共振(MRI)检查的；有结缔组织病史的；妊娠期妇女。本研究经汕头大学医学院附属肿瘤医院伦理委员会讨论批准，入组患者均签署知情同意书。

2. 体位固定和电子计算机断层扫描(CT)定位：体位固定时患者采用自然仰卧位，根据脊柱转移具体部位选择头颈热塑膜或真空垫±热塑膜固定。使用荷兰Philips公司生产的Brilliance 85 cm大孔径CT进行定位扫描，层厚3 mm，注射碘造影剂进行增强扫描，扫描范围至少包括病灶上下各10 cm。

3. 靶区和危及器官勾画：大体肿瘤靶区体积(GTV)定义为影像学或病理提示的肿瘤病灶，参考脊柱增强MRI进行勾画。临床靶区体积(CTV)根据解剖结构适当外扩，如病灶只侵及前方的椎体或后方的椎弓，CTV只包括椎体部分或椎弓部分；如侵及中间的椎弓根部位，则CTV要相应向受侵的前部或后部外扩约0.5 cm。计划靶区体积(PTV)为CTV向各方向均匀外扩0.3 cm形成。危及器官包括脊髓、食管、气管、双肺、胃肠道、双肾、马尾等，至少需勾画出脊柱病灶上下各10 cm内范围。

4. 计划设计：CT图像传送至Eclipse 10.0计划系统上，基于美国瓦里安TrueBeam直线加速器制作两组计划。FFF-SBRT计划采用FFF模式的6 MV X射线，最大剂量率为1 400 MU/min，FF-SBRT计划采用FF模式的6 MV X射线，最大剂量率为600 MU/min。两组均采用美国瓦里安公司特有的旋转容积调强治疗(VMAT)—RapicArc技术2～3条弧非共面照射，处方剂量24 Gy/2次，要求覆盖至少90%的PTV。根据美国医学物理学家协会(AAPM)101报告^[5]，主要危及器官限制条件设定为：脊髓最大剂量<14 Gy，马尾最大剂量<16 Gy，食管受到15 Gy以上照射的体积<2 cm³，胃肠道受到16 Gy以上照射的体积<5 cm³，双肺受到7.4 Gy以上照射的体积<1 000 cm³，双肾平均剂量<7 Gy。同一病例的两组计划给予相同照射角度和优化条件。

5. 计划评估：靶区剂量适形度指数(CI)表达式如下：

6. 统计学处理：计量资料以x±s表示。采用SPSS 18.0软件进行配对t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

1. 靶区剂量和适形度分布：FF-SBRT和FFF-SBRT的靶区剂量学比较结果列于表 1。与FF-SBRT组相比，FFF-SBRT组CTV、PTV的DVH参数，差异均无统计学意义(P>0.05)。FF-SBRT组和FFF-SBRT组的CI分别是0.88±0.05和0.88±0.04，但差异无统计学意义(P>0.05)。两组计划的靶区剂量分布均能满足处方剂量要求。

表1()

表1 FF-SBRT和FFF-SBRT的靶区剂量学比较(x±s)

表1 FF-SBRT和FFF-SBRT的靶区剂量学比较(x±s)

2. 危及器官和正常组织剂量分布：FF-SBRT和FFF-SBRT的危及器官和正常组织剂量学比较结果列于表 2。FFF-SBRT计划中，正常组织受到5 Gy以上剂量照射的体积百分比V₅略高于FF-SBRT计划(t=-3.31，P<0.05)，其余参数差异无统计学意义。两组计划的危及器官剂量分布情况均能满足限制要求。

表2()

表2 FF-SBRT和FFF-SBRT的危及器官和正常组织剂量学比较(x±s)

表2 FF-SBRT和FFF-SBRT的危及器官和正常组织剂量学比较(x±s)

3. 机器跳数和治疗时间：FFF-SBRT计划的机器跳数是5 258.75±784.06，明显比FF-SBRT计划的4 716.33±768.77高(t=-5.20，P<0.01)。FFF-SBRT计划的实际治疗时间(指出线时间，不包括摆位和机架转动时间)是(3.76±0.56)min，相当于FF-SBRT计划(7.86±1.28)min的1/2(t=17.27，P<0.01)。

相比传统外照射，SBRT单次剂量高，分次少，可快速完成治疗并显著提高肿瘤生物效应剂量，使患者疼痛尽快得到缓解且效果持久^{[6, 7]}。为了在高剂量集中照射脊柱转移灶的同时，尽可能减少相邻脊髓剂量，高适形度的调强技术必不可少。相比静态调强适形放疗(IMRT)，本研究选择的VMAT技术可以在同样满足临床要求的前提下，减少治疗时间和机器跳数，提高肿瘤治疗增益比^{[8, 9]}。

近年来，VMAT技术搭配FFF模式由于其适形高效的特点而受到众多瞩目。Fu等^[10]研究结果显示，FFF和FF模式治疗时间的差别和分割剂量相关，分割剂量越大，FFF模式治疗时间缩减越多。在常规分割的食管癌、鼻咽癌和乳腺癌根治术后辅助放疗中，其长处体现不明显^{[11, 12, 13]}。而在肺癌SBRT、前列腺癌、乳腺癌根治性同步推量放疗等单次照射剂量较高的放疗中应用，时间效率优势得到充分发挥^{[1, 2, 3]}。本研究为单次处方剂量达到12 Gy的SBRT，FFF模式下治疗时间仅为FF模式的一半，对于因疼痛难以长时间保持治疗体位的患者非常有利。还有，本研究使用的6 MV X射线FFF模式剂量率是常规FF模式的2.33倍。体外实验提示高剂量率可能会带来更好的肿瘤杀伤效应^[14]。

FFF技术由于移除了均整块，导致射线均匀性变差。常规放疗由于要求靶区均匀性好，所以，对射线的均匀性提出了较高的要求。IMRT和VMAT技术通过调节射线的输出通量图，将均匀的射线调制成不均匀的剂量分布，从而得到均匀的靶区剂量分布。本研究中，FFF和FF两种模式下的计划均能满足靶区剂量要求和危及器官限值，靶区适形度、靶区和危险器官、正常组织剂量分布类似，除了FFF模式下正常组织受到5 Gy以上剂量照射的体积百分比V₅高于FF，其余差异无统计学意义。靶区外剂量通常受多种因素影响，比如肿瘤大小、形状、位置、剂量调制程度以及放疗技术(IMRT或者VMAT)，除此之外，还受射线能量和离轴比曲线影响。本研究FFF模式下正常组织的低剂量受照体积V₅比FF模式下略高，差异有统计学意义，可能是因为FFF的平均能量比FF低，更易于散射，而本研究的患者病灶多位于腹部和腰部，水等效深度大，使得较多的散射剂量沉积在正常组织中，从而导致正常组织受到略高的低剂量照射。本研究显示，6 MV X射线FFF技术虽然射线输出特点与常规FF技术不同，均匀性差，但是在保护危及器官方向无明显差异，同时也达到了相似的靶区剂量分布，都符合临床治疗需求。与其他文献报道的研究结果相同^{[3, 12, 13]}。

综上所述，脊柱转移瘤的SBRT计划，采用FFF模式或FF模式均能满足临床治疗需要，但FFF模式可以大幅缩减治疗时间，提高治疗效率，节约医疗资源。

利益冲突 bsp;  本研究接受汕头大学医学院临床研究提升计划项目资助，进行“脊柱转移瘤立体定向放疗”相关研究，本人与本人家属、其他研究者，未因进行该研究而接受任何不正当的职务或财务利益，在此对研究的独立性和科学性予以保证

作者贡献声明   庄婷婷设计研究方案，收集数据后统计并起草论文；林柏翰协助提供符合入组病例；李东升指导、监督试验进行，修改论文；吴丽丽负责进行试验，设计放疗计划