中华放射医学与防护杂志  2019, Vol. 39 Issue (11): 837-840   PDF    
乌德勒支施源器用于局部晚期宫颈癌三维近距离放疗的剂量学研究
薛涛 , 孙云川 , 刘光波     
河北省沧州中西医结合医院放疗科 061001
[摘要] 目的 探讨在使用乌德勒支施源器治疗局部晚期宫颈癌时,不同的管道组合设计与靶区、危及器官(OAR)的剂量关系。方法 调取2017—2018年于河北省沧州中西医结合医院放疗科接受乌德勒支施源器进行近距离治疗的17例局部晚期宫颈癌患者数据,原计划为腔内联合组织间插植近距离放疗(IC/IS),在原勾画轮廓与照射剂量不变的情况下,去除插植针完成腔内近距离放疗(IC)计划设计,对IC/IS计划和IC计划的剂量参数进行对比分析,并评价加入IS插植针对剂量的影响。结果 IC/IS和IC计划的高危临床靶区(HR-CTV)总的D90分别(88.68±1.84)和(85.54±0.54)Gy,差异具有统计学意义(t=6.200,P < 0.05)。此外,在靶区的CI指数上,IC/IS计划的明显高于IC计划(0.58±0.08,0.43±0.05),差异具有统计学意义(t=1.010,P < 0.05)。在两种计划中危及器官(OAR)的受照剂量差异无统计学意义(P>0.05)。结论 对于局部晚期宫颈癌的近距离治疗,使用乌德勒支施源器可满足其处方剂量覆盖,而加入IS针,提高了计划的优化空间,在满足OAR受照剂量限值的基础上,显著提高HR-CTV的受照剂量,且提升了剂量分布均匀性。
[关键词] 宫颈癌    近距离放疗    乌德勒支施源器    剂量学    
Dosimetric impacts of Utrecht applicator on three-dimensional brachytherapy for advanced cervical carcinoma
Xue Tao , Sun Yunchuan , Liu Guangbo     
Department of Radiotherapy and Chemotherapy, Cangzhou Integrated Traditional Chinese and Western Medicine Hospital, Cangzhou 061000, China
[Abstract] Objective To investigate the effect of Utrecht applicator on dosimetrics of targets and OARs in brachytherapy for advanced cervical cancer. Methods Data of patients with locally advanced cervical cancer who received brachytherapy with Utrecht Source Applicator from 2017 to 2018 in the Department of Radiotherapy, Cangzhou Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, Hebei province, were collected. The original plan was intracavitary/interstitial brachytherapy (IC/IS-BT). With the original contour and prescription dose unchanged, the implantation was removed and new intracavitary brachytherapy (IC) plan was designed. The dosimetric parameters of IC/IS plan and IC plan were compared and analyzed, and the effect of IS implantation on dose was evaluated. Results The D90 of HR-CTV was (88.68±1.84) Gy in IC/IS group and (85.54±0.54) Gy in IC group, with significant difference(t=6.200, P < 0.05). In addition, conformity index of the IC/IS plan was significantly higher than that of the IC plan (IC/IS:0.58±0.08, IC:0.43±0.05;t=1.010, P < 0.05).In terms of OAR, there was no significant difference in dosage between the two groups (P>0.05). Conclusions For the brachytherapy of locally advanced cervical cancer, the use of Utrecht Source Applicator can satisfy the prescription dose coverage. Adding IS insertion needle can improve the optimization space of the plan. Without exceeding the dose limit of OAR, the radiation dose to HR-CTV can be significantly increased, and the uniformity of dose distribution can be improved as well.
[Key words] Cervical cancer    Brachytherapy    Utrecht applicator    Dosimetry    

宫颈癌在全球女性恶性肿瘤中发病率和死亡率居第4位[1],在治疗模式上,采用外照射放疗结合近距离放疗并同步化疗是局部晚期宫颈癌患者的治疗标准[2]。其中,近距离放射治疗作为重要组成部分,与提高局部控制率和总生存率有密切相关性[3]。对于大体积肿瘤或子宫旁受侵犯的肿瘤患者,常规的宫腔管联合配卵圆体穹窿管或宫腔管联合环形施源器都无法为高危临床靶区(HR-CTV)提供足够的剂量[4]。因此,为提高总生存率而增加HR-CTV临床处方剂量的覆盖率,就显得尤为重要。本研究对使用乌德勒支施源器接受近距离放疗的局部晚期宫颈癌患者进行了回顾性分析,对其接受腔内联合插值近距离计划(IC/IS)近距离放疗患者的治疗计划进行计算比较,以评价乌德勒支施源器插植针对HR-CTV和危及器官(OAR)受照剂量的影响。

资料与方法

1.一般临床资料:选取2017年1月至2018年12月,于河北省沧州中西医结合医院接受根治性放疗的17例局部晚期宫颈癌患者资料。病理分期全部为鳞癌,年龄29~68岁,中位数47岁,根据国际妇产科协会(FIGO)2009年分期标准,ⅡB期7例,ⅢA期4例,ⅢB期5例,ⅣA期1例。外照射总剂量为45 Gy,1.8 Gy/次,共25分次。外照射至最后一周进行近距离治疗,6 Gy/次,1次/周,共5次。

2.施源器植入与CT定位:患者在进行施源器植入前30 min先排空膀胱,喝水500 ml,取截石位平卧于后装治疗转运床,在外阴消毒后插入Foley导尿管,导管球囊内注入5 ml空气,行无菌操作放置乌德勒支施源器(瑞典医科达),并根据外照射后的肿瘤残留情况,选择卵圆体针孔位再次进行插植针植入,最后向阴道内填塞纱布以起到推开膀胱与直肠以及固定施源器的作用。患者进行CT扫描(SOMATOM Sensation 4,德国西门子),扫描范围从髂前上脊至坐骨结节下缘,扫描层厚3 mm。图像传输至Oncentra Brachy V4.5.2治疗计划系统(瑞典医科达)。CT扫描完成后,排空膀胱并记录尿量,待计划设计完成后,重新注入与排空膀胱尿量相等量的生理盐水,以尽量保持膀胱充盈程度与定位时等量充盈程度。

3.轮廓勾画与计划设计:参考体外照射前后盆腔磁共振(MRI)影像及每次近距离放疗前的妇科检查情况,根据欧洲放射治疗协会(GEC-ESTRO)提出的靶区勾画原则勾画HR-CTV(HR-CTV勾画包含全部宫颈和肉眼可见的残留肿瘤病灶,以及任何病理证实的残留病灶)及OAR(包括:膀胱、直肠、小肠、乙状结肠)。原治疗为IC/IS治疗,在原计划靶区和OAR勾画、处方剂量不变的基础上,对之前已使用的IS针进行人为祛除,只在保留宫腔管和两根穹窿管的状态下重新进行计划设计,并记录靶区与OAR的剂量参数。高剂量率近距离放疗中,放射源的辐射特性会形成不均匀的剂量分布,因此在计划优化时,采用混合逆向优化(HIPO),给予剂量约束来避免某些驻留点的长时间驻留的情况[5]

4.参数评估:本研究中,采用较为常用的患者接受的外照射与近距离放疗剂量相加的方式[6-7],对两种近距离治疗计划HR-CTV的D90及OAR的D2 cm3受照剂量根据EQD2相加(肿瘤组织取α/β=10,OAR取α/β=3)进行评估。并根据施源器的组合对两种近距离治疗计划的适行指数(CI)进行分析。此外,对每个患者HR-CTV体积与受照剂量进行分析。

5.统计学处理:应用SPSS 20.0软件进行数据处理。计量资料使用x±s表示,符合正态分布,两组数据比较采用配对t检验。P<0.05为差异具有统计学意义。

结果

靶区与OAR剂量(外放疗+近距离放疗):17位患者的影像资料共生成了85个治疗计划,通过剂量曲线直方图(DVH)统计,IC/IS计划和IC计划HR-CTV D90的平均剂量分别为(88.68±1.84)和(85.54±0.54)Gy,差异具有统计学意义(t=6.200,P<0.05)。在对每个患者的近距离治疗计划CI评价中,IC/IS计划(0.58±0.08)明显高于IC计划(0.43±0.05),差异具有统计学意义(t=1.010,P<0.05)。对于OAR,膀胱、直肠、小肠、乙状结肠D2cm3平均剂量两种计划差异均无统计学意义(P>0.05,表 1)。此外,通过数据观察到IS针可明显增加HR-CTV的照射剂量,在全部17例患者中,对HR-CTV增加最大剂量值为5.8 Gy,最小剂量剂量值为1.1 Gy。

表 1 宫颈癌患者两种治疗计划HR-CTV和OAR的受照剂量(Gy, x±s) Table 1 The dosimetric comparsion of regions of interest between IC/IS and IC plans with cervical cancer(Gy, x±s)

讨论

近年来图像引导的近距离放疗(IGBT)的临床研究已经显示可以降低局部复发率和并发症。然而,基于例如Fletcher施源器的剂量优化时有限的,特别是在肿瘤体积较大和/或HR-CTV与OAR距离过于近或有器官重叠时,难以覆盖整个靶区。并有报告指出,单独的使用IC技术的近距离放射治疗会出现更大的高剂量体积,从而增加OAR的受照剂量[8]。因此,IC联合IS技术会对剂量分布有着明显改善[9]。乌德勒支施源器开发了可接受插植针植入的特异性卵圆体,以提高这些患者的靶区剂量覆盖率,从而保证OAR受照剂量在临床限制的情况下提高靶区的剂量[10]

对于晚期宫颈肿瘤的治疗剂量,有报道指出总HR-CTV D90达到或>87 Gy能够有效提高肿瘤的局部控制率[11]。另外,对于>4 cm的宫颈肿瘤,总HR-CTV D90的剂量应在85~90 Gy间[12]。有研究显示,在近距离治疗时,施源器的选择对处方剂量有着很大的影响[13-14]。维也纳环形施源器也可以通过自身结构进行IS针植入,根据Kirisits等[15]使用维也纳环形施源器进行IC/IS近距离放射治疗的临床经验报告指出,其与未联合使用IS针的患者相比,可以使患者的总HR-CTV D90提高9 Gy。本研究中,使用乌德勒支施源器联合IS针与单独使用乌德勒支施源器相比,在保证OAR在耐受剂量范围内的同时,显著提高了HR-CTV总D90,且由于IS针的加入,使得靶区的剂量适形度得到明显改善。此外,为解决膀胱充盈程度不一所带来大的剂量偏差,采用了CT扫描后排空尿量并记录,在治疗时再注入相等量的生理盐水来充盈膀胱的方式,以保证剂量的准确性[14]。本研究是一项小样本量的研究,对17名患者重新进行计划设计,共生成了85个治疗计划以进行评估。且相互对比的每两个治疗计划全部是基于同一套影像完成的,因此,对于每个患者每次治疗中肿瘤的大小和OAR位置是相同的。通过病例中的患者观察到,使用IS针增加照射剂量的方式不仅适用于体积较大的肿瘤患者,也适用于较小肿瘤患者,但是IS针对提升剂量覆盖作用,在宫旁穹窿有浸润时尤为明显。因此,在使用乌德勒支施源器进行IGBT治疗时,使用IS针对实现剂量增加是尤为重要的。而对于接受IGBT的宫颈癌患者的宫旁受侵时,选择使用乌德勒支施源器会比常规的三管施源器带来更好的剂量覆盖。

本研究在每次的治疗后,对所有患者都再次进行了二次治疗计划设计,以确定加减IS针数目或改变IS针位置是否可以提高HR-CTV D90的剂量覆盖或减少OAR的受照剂量。对于乌德勒支施源器IS针的使用已有报道证实,由于施源器自身的插植孔位及角度是相对固定的,所以当插植针数达到一定数量时,再继续增加插植针数并不能带来更好的剂量收益[16]。因此,通过二次计划可以为下一次施源器植入的位置和深度提供参考。进行二次治疗计划设计的好处在于,每一次近距离放疗完成后,对不同的针位、深度和数量进行评估,以确定是否会改善下次治疗的剂量水平,此外亦可减少插植植入所带来的组织损伤,这是一个使患者的治疗更受益的过程。由于乌德勒支施源器配备的卵圆体,具有IS针在同一水平线上的特殊结构,因此管道重建无需像环形施源器绕宫腔管似的旋转重建,因此在对乌德勒支施源器的进行二次治疗计划设计上可较为容易的完成重建。

综上所述,在使用乌德勒支施源器进行近距离放疗时,通过IS针的剂量贡献可在保证OAR在耐受剂量范围内的同时,显著提高HR-CTV的剂量覆盖率与剂量适形性。

利益冲突
作者贡献声明 薛涛负责设计研究方案和论文的撰写及修改;孙云川负责指导论文写作和修改;刘光波负责参与论文修改及数据收集分析
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