调强放疗是前列腺癌的常用治疗手段，可在保证靶区达到处方剂量的同时降低危及器官受照剂量^[1]。研究表明，前列腺癌患者放疗时膀胱适当充盈且保持一致，有利于治疗的实施及对膀胱和直肠的保护^[2]。但放射治疗疗程较长，即使采取干预措施，由于患者依从性、个人生理因素(如饮食、饮水、年龄等)的差异，仍会造成疗程中膀胱充盈程度变化^[3-4]，从而可能会引起靶区及危及器官的剂量学参数变化^[5]。本研究拟对42例前列腺癌患者相关数据进行分析以获得定位与治疗时膀胱体积变化情况及其对靶区、危及器官的剂量学参数的影响。

1.患者资料：收集2014年1月至2016年12月南通市第一人民医院放疗科行调强放疗的前列腺癌患者42例，年龄58~91岁，中位年龄75岁。

2.定位CT图像采集及定位CT计划：患者膀胱排空后喝水300 ml，0.5 h后患者取仰卧位，使用真空垫进行体位固定，双手抱肘置于额前，用定位CT(荷兰飞利浦公司Brilliance CT Bigbore)进行平静呼吸状态，扫描层厚3 mm。将图像导入治疗计划系统(美国瓦里安公司Eclipse 8.6版本)进行重建，由放疗医师进行靶区及危及器官勾画。其中，临床靶区(CTV)包括前列腺及精囊，计划靶区(PTV)由CTV外放获得(直肠方向外放5 mm，其余方向均匀外放8 mm)，处方剂量为6 4~75 Gy，分次数为32~35。然后根据剂量限定条件，由物理师采用7野均分进行设计以获得定位CT计划并进行剂量计算。

3.锥形束CT(CBCT)图像采集及CBCT计划：患者膀胱排空后喝水300 ml，0.5 h后进行治疗摆位，采用美国瓦里安公司ix型加速器CBCT进行扫描，层厚1.5 mm。应用OBI Application1.5软件，由放疗医师根据解剖结构对CBCT图像与定位CT图像进行配准，获取一组配对CBCT图像并导入计划系统，将定位CT计划中的靶区拷贝到该组图像上，勾画危及器官，然后采用与定位CT计划相同的设计生成CBCT计划并进行剂量计算。

4.结果评估指标：患者按膀胱体积不同分成两组，其中治疗与定位时相比较膀胱体积缩小的为体积缩小组(27例)，增大的为体积增大组(15例)。分别比较两组患者CBCT计划及定位CT计划获得的靶区及危及器官剂量学参数差异。比较指标包括PTV平均剂量、均匀性指数(HI)[HI=(D₂-D₉₈)/D₅₀，其中D_X表示占其自身总体积的百分比X的吸收剂量]、适形指数(CI) [CI=(V_t.ref/V_t)×(V_t.ref/V_ref)，V_t.ref为PTV处方剂量95%所包围的实际PTV体积，V_t为PTV体积，V_ref为PTV处方剂量95%所包围的实际体积]，膀胱及直肠的平均剂量、V₃₀、V₄₀、V₅₀、V₆₀及V₆₅，其中V_X表示吸收剂量为X(Gy)的组织体积占其自身总体积的百分比。

5.统计学处理：采用SPSS 21.0软件进行数据处理。计量资料以x±s表示，所有数据符合正态分布，对定位CT计划和CBCT计划的靶区和危及器官剂量学参数进行配对t检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

1.膀胱和直肠体积比较:42例患者定位CT及CBCT获得的患者膀胱体积分别为(136±71)和(116±64) cm³, 直肠体积为(44±19)和(48±25) cm³，其中膀胱体积变化幅度[(定位CT获得的体积-CBCT获得的体积) /定位CT获得的体积]为-4.48~0.74。膀胱体积缩小组有27例, 膀胱体积增大组有15例, 定位和首次治疗时比较, 两组患者膀胱体积差异均有统计学意义(t=6.838、-4.372, P < 0.05), 而直肠体积差异无统计学意义(P>0.05)，见表 1。

表 1(Table 1)

表 1 各组前列腺癌患者定位CT及首次治疗CBCT获得的膀胱和直肠体积(cm3, x±s) Table 1 Bladder and rectal volumes obtained from simulation CT and CBCT of the first fraction (cm3, x±s) 组别 例数 膀胱体积 直肠体积 定位CT CTCB 定位CT CTCB 膀胱体积缩小组 27 162±69 98±56a 40±16 46±22 膀胱体积增大组 15 88±46 148±67a 53±23 53±30 注：CBCT.锥形束CT；a与定位CT计划比较，t=6.838、-4.372，P＜0.05

表 1 各组前列腺癌患者定位CT及首次治疗CBCT获得的膀胱和直肠体积(cm3, x±s) Table 1 Bladder and rectal volumes obtained from simulation CT and CBCT of the first fraction (cm3, x±s)

2.PTV剂量学参数比较：两组患者中，定位CT计划及CBCT计划获得的PTV的HI、CI差异均有统计学意义(t=-3.553、-3.462、6.380、5.037，P＜0.05)，而平均剂量差异无统计学意义(P>0.05)，见表 2。因此，定位和治疗时膀胱充盈程度不一致会导致两种计划获得的PTV剂量分布的均匀性和适形性差异。

表 2(Table 2)

表 2 各组前列腺癌患者定位CT及首次治疗CBCT计划获得的PTV剂量学参数比较(x±s) Table 2 Dosimetric comparison of PTV parameters obtained from simulation CT and CBCT of the first fraction(x±s) 组别 例数 平均剂量(Gy) HI CI 定位CT CBCT 定位CT CBCT 定位CT CBCT 膀胱体积缩小组 27 71.58±2.84 71.77±2.75 0.063±0.030 0.156±0.137a 0.767±0.064 0.685±0.094a 膀胱体积增大组 15 70.55±3.87 70.09±4.62 0.066±0.037 0.228±0.199a 0.777±0.044 0.649±0.094a 注：CBCT.锥形束CT；HI:均匀性指数；CI.适形指数；a 与同指标定位CT计划比较，t=-3.553、-3.462、6.380、5.037，P＜0.05

表 2 各组前列腺癌患者定位CT及首次治疗CBCT计划获得的PTV剂量学参数比较(x±s) Table 2 Dosimetric comparison of PTV parameters obtained from simulation CT and CBCT of the first fraction(x±s)

3.膀胱和直肠剂量学参数比较：定位CT及CBCT计划结果比较显示，膀胱体积缩小组患者实际治疗时膀胱V₃₀、V₄₀、V₅₀、V₆₀、V₆₅明显增大且差异有统计学意义(t=-5.004、-4.092、-3.124、-2.707、-2.489，P＜0.05)，而膀胱体积增大组患者膀胱V₃₀、V₄₀、V₅₀及平均剂量则相对减少且部分结果差异有统计学意义(t=5.107、4.204、3.777、4.155，P＜0.05)。说明膀胱体积缩小组患者的膀胱实际受照剂量大于计划设计的估值，而膀胱体积增大组患者膀胱实际受照剂量则会低于计划设计的估值。两组患者中膀胱体积变化均引起了直肠受照剂量数值变化，但仅膀胱体积缩小组患者中两种计划获得的V₄₀、V₅₀、V₆₀、V₆₅及平均剂量差异(V₃₀除外)有统计学意义(t=-2.946、-2.643、-2.426、-3.127、-2.530，P＜0.05)，而膀胱体积缩小组患者中各参数的差异无统计学意义(P＞0.05)，见表 3。说明膀胱体积缩小组患者的直肠实际受照剂量会比计划设计估值增加。

表 3(Table 3)

表 3 各组前列腺癌患者定位CT及首次治疗CBCT计划获得的膀胱和直肠剂量学参数(%，x±s) Table 3 Dosimetric comparison of bladder and rectal parameters obtained from simulation CT and CBCT of the first fraction(%, x±s) 组别 例数 膀胱 直肠 V30 V40 V50 V60 V65 平均剂量(Gy) V30 V40 V50 V60 V65 平均剂量(Gy) 膀胱体积缩小组 27   定位CT 64.72±19.89 46.03±17.55 27.00±13.51 13.97±9.04 8.03±6.24 36.95±8.45 79.96±15.16 51.93±12.26 28.97±8.95 13.62±7.26 6.83±5.37 40.81±4.95   CBCT 78.24±18.14a 58.28±20.57a 37.04±19.21a 20.31±13.48a 12.56±11.22a 40.55±13.38 82.28±15.44 58.96±17.08b 35.13±13.74b 18.05±11.02b 11.32±8.98b 43.24±7.07b 膀胱体积增大组 15   定位CT 73.65±21.67 57.67±23.42 29.65±11.11 13.06±8.19 6.18±5.62 40.16±7.83 72.73±16.20 53.05±16.19 28.85±8.98 12.61±6.57 6.54±5.37 38.30±6.96   CBCT 57.67±23.42a 52.85±18.30a 20.12±11.58a 9.03±7.03 5.55±6.41 32.82±10.16a 73.39±17.18 57.52±20.75 37.08±20.62 21.07±19.20 12.73±18.61 41.32±10.51 注：a与同组同体积定位CT计划比较，t=-5.004、5.107、-4.092、4.204、-3.124、3.777、-2.707、-2.489、4.155, bt=-2.946、-2.643、-2.426、-3.127、-2.530，P＜0.05

表 3 各组前列腺癌患者定位CT及首次治疗CBCT计划获得的膀胱和直肠剂量学参数(%，x±s) Table 3 Dosimetric comparison of bladder and rectal parameters obtained from simulation CT and CBCT of the first fraction(%, x±s)

CT图像用于调强放疗剂量计算是基于CT值-电子密度曲线，虽然CBCT相较于放疗专用定位CT图像质量略差，但研究表明，经过校准修正可用于放疗计划剂量计算^[6]。为保证本研究结果的准确性，笔者用美国Phantom Laboratory公司catphan540模体进行了CBCT与定位CT的CT值-电子密度曲线校正，结果表明两者有较高的一致性。

关于膀胱充盈程度变化对靶区剂量学参数的影响，张亮等^[2]对10例前列腺癌IMRT患者3种不同膀胱充盈状态(排空、150 ml及300 ml)的计划分析表明，3种状态下PTV的平均剂量差异在2%以内，而HI和CI差异显著，与本研究结果相符。

治疗与定位时膀胱充盈程度不同可能也会导致直肠剂量学参数的变化。Frizzell等^[7]对总计32例患者的分析表明，膀胱充盈时直肠平均剂量要明显低于排空状态下的数值。Hatton等^[8]对12例前列腺癌IMRT患者的分析表明，CBCT计划获得的直肠V₄₀、V₆₀、V₆₅要比初始计划获得的数值高，与本研究结果相似，即定位与治疗时膀胱充盈程度不一致有使直肠受照剂量增加的趋势，而且在膀胱体积缩小组中的差异有统计学意义。通过分析直肠受照剂量变化较大的患者CT图像，笔者发现其剂量变化可能是由于直肠的位置变化引起的。

治疗与定位时膀胱充盈程度不同对其本身剂量分布肯定存在影响。Chen等^[3]的研究表明，膀胱体积和平均剂量有线性关系，体积增加10%则平均剂量会降低5.6%。张亮等^[2]的研究也表明，充盈和排空状态相比，膀胱的平均剂量相差达72%，而V₃₀及V₄₀则分别相差41.8%及31.6%。本研究结果也显示，膀胱体积缩小组患者的膀胱及直肠的受照剂量会大于计划设计时的估值，从而可能会造成计划评估及疗效评估的误差。因此，在实际放疗中应采取一定的干预措施以避免此情况的发生。如让患者在放疗前适当增加喝水量或者延长等待时间，以保证膀胱充盈达到一定体积；或者利用膀胱和直肠监测和控制设备，如直肠充气气囊^[9]和超声膀胱测容仪^[4]等精确测定及控制膀胱直肠体积。

本研究中对患者采取的干预措施为限定患者膀胱排空后喝水300 ml，这是源于文献报道及日常工作经验。因为Nakamura等^[10]对246例前列腺癌患者最优计划分析后认为膀胱体积超过150 cm³对剂量约束条件没有明显优势，而Fujioka等^[11]对122例前列腺癌患者分析后，认为膀胱体积在100~250 cm³较好。另外，虽然本研究只分析了定位与首次治疗时的情况(疗程中多做几次CBCT可能分析结果更为准确)，但结果表明定位和治疗时的膀胱体积差异依然存在，虽然绝对体积变化不大，但变化幅度较大，因此前列腺癌患者调强放疗中需要关注膀胱充盈程度的变化。

综上所述，前列腺癌IMRT患者定位和治疗时膀胱充盈程度不一致，会导致靶区及危及器官实际剂量学参数与治疗计划计算结果存在差异。因此，需要密切关注疗程中膀胱充盈程度的一致性问题，以保证患者治疗计划实施的准确性。