颈段和胸上段食管癌调强放射治疗计划的参数优化及模板建立

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2017.21.001

目的

探讨基于Monaco计划系统时颈段、胸上段食管癌予调强放射治疗（IMRT）的最佳优化模板。

方法

根据制定的标准选择2012年10月至2014年10月到川北医学院附属医院放疗科行放射治疗的11例患者，所有入组患者在规定条件下行CT模拟定位，修改、确认靶区后由物理师制作射野数目不同的IMRT计划，将不同计划肿瘤靶区、危及器官及正常组织相关评估参数进行统计并比较分析，从而得到更优的放疗计划。

结果

（1）PTV1体积参数中V_95%（%）3野计划明显低于其他放疗计划（P<0.05）。（2）PTV2中各评估参数在各组调强计划中差异无统计学意义（P>0.05）。（3）危及器官中甲状腺、气管及脊髓在不同计划中未见明显区别。（4）肺V₁₀、V₂₀及V₃₀ 3野计划受照体积较其他放射野大（P<0.05）。（5）各放疗计划相比，9野计划的治疗时间最长，治疗效率最低（P<0.05）。（6）Patient中V₂₀、V₃₀、V₄₀及V₅₀照射时3野计划高于其他各组放疗计划（P<0.05），而其余参数无明显差异（P>0.05）。

结论

应用医科达Monaco 3.2调强计划系统，放疗计划子野参数限制条件为最小射野面积为4.000 cm²，最小变化面积3.000 cm²，叶片端面最小宽度为0.60 cm，最小跳数为6 MU，在颈段和胸上段食管癌IMRT中，5野及7野计划比较合适。

关键词: 食管癌, 调强放射治疗, 治疗计划, 照射野

Objective

To optimize the parameters of Monaco planning system based intensity-modulated radiotherapy (IMRT) plan for cervical and upper thoracic esophageal cancer.

Methods

Eleven esophageal cancer patients treated at the Radiotherapy Department of Affiliated Hospital of North Sichuan Medical College were selected and included in this study. Under specified conditions, all the patients underwent CT simulation. The physicists set the optimization parameters, changed the number of radiation fields to establish different IMRT plans, and analyzed the data on tumor target volume, organs at risk, and normal tissue of different plans to obtain the optimal radiotherapy plan.

Results

The three-field radiotherapy plan had significantly lower V_95% (a PTV1 volume parameter) than the other radiotherapy plans (P<0.05). The volume parameters and dose parameters of PTV2 in each IMRT plan had no significant difference (P>0.05). The thyroid gland, trachea, and spinal cord in different irradiation field plans had no significant difference in risk. The irradiated volume of the lungs was the largest in the V₁₀, V₂₀, and V₃₀ three-field plan, and smaller in the five-, seven-, and nine-field plans (P<0.05). Among the IMRT plans, the nine-field plan had the longest therapy time and the poorest therapeutic effect (P>0.05). The undefined normal tissue was larger in the V₂₀, V₃₀, V₄₀, and V₅₀ three-field plan than in the other plans (P<0.05), and there was no significant difference between the plan at V₅, V₁₀, and V_60, (P>0.05).

Conclusion

Using the Elekta Monaco 3.2 IMRT radiotherapy planning system and selecting the size of 4.000 cm² as the minimum field, the area of 3.000 cm² as the minimum change, 0.60 cm as the minimum width of leaf, and 6 MU as the minimum hop number, the five-field and seven-field plans are more suitable than the others in cervical and upper thoracic esophageal cancer.

Key words: Esophageal cancer, IMRT, Radiotherapy plan, Radiation fields

表1 11例食管鳞癌基本资料

病例	年龄（岁）	性别	治疗史	病变部位	距门齿距离（cm）	病理类型	临床分期	病变长度（cm）	大体肿瘤区体积（cm³）	计划靶区1体积（cm³）	计划靶区2体积（cm³）	有无淋巴结	有无受侵
1	70	男	无	T2-T3椎体平面	18	鳞癌	Ⅲ期（T4N0M0）	6.00	22.411	456.664	158.520	/	有
2	66	女	无	T4椎体平面	19	鳞癌	Ⅰ期（T1N0M0）	3.50	5.677	388.376	101.576	/	/
3	56	女	无	T3-T5椎体平面	20	鳞癌	Ⅱ期（T2N1M0）	4.50	26.472	427.872	170.960	有	/
4	64	女	无	T1-T2椎体平面	16	鳞癌	Ⅰ期（T2N0M0）	6.00	14.275	436.336	121.776	/	/
5	67	女	无	主动脉弓上平面	20	鳞癌	Ⅰ期（T1N0M0）	5.00	7.450	379.040	96.720	/	/
6	69	男	无	T1-T2椎体平面	17	鳞癌	Ⅱ期（T2N1M0）	6.00	11.600	448.840	121.643	有	/
7	50	女	无	T3-T4椎体平面	20	鳞癌	Ⅰ期（T2N0M0）	3.50	9.423	376.992	86.680	/	/
8	52	男	无	T2-T3椎体平面	20	鳞癌	Ⅱ期（T2N1M0）	4.00	7.785	512.632	109.208	有	/
9	57	男	无	T3椎体平面	20	鳞癌	Ⅱ期（T2N1M0）	6.50	12.690	280.984	217.392	有	/
10	59	男	无	C7-T1椎体平面	15	鳞癌	Ⅰ期（T2N0M0）	5.00	10.027	401.376	100.072	/	/
11	56	女	无	右肺动脉层面	20	鳞癌	Ⅰ期（T1N0M0）	2.00	3.260	409.960	71.920	/	/

表1 11例食管鳞癌基本资料

病例	年龄（岁）	性别	治疗史	病变部位	距门齿距离（cm）	病理类型	临床分期	病变长度（cm）	大体肿瘤区体积（cm³）	计划靶区1体积（cm³）	计划靶区2体积（cm³）	有无淋巴结	有无受侵
1	70	男	无	T2-T3椎体平面	18	鳞癌	Ⅲ期（T4N0M0）	6.00	22.411	456.664	158.520	/	有
2	66	女	无	T4椎体平面	19	鳞癌	Ⅰ期（T1N0M0）	3.50	5.677	388.376	101.576	/	/
3	56	女	无	T3-T5椎体平面	20	鳞癌	Ⅱ期（T2N1M0）	4.50	26.472	427.872	170.960	有	/
4	64	女	无	T1-T2椎体平面	16	鳞癌	Ⅰ期（T2N0M0）	6.00	14.275	436.336	121.776	/	/
5	67	女	无	主动脉弓上平面	20	鳞癌	Ⅰ期（T1N0M0）	5.00	7.450	379.040	96.720	/	/
6	69	男	无	T1-T2椎体平面	17	鳞癌	Ⅱ期（T2N1M0）	6.00	11.600	448.840	121.643	有	/
7	50	女	无	T3-T4椎体平面	20	鳞癌	Ⅰ期（T2N0M0）	3.50	9.423	376.992	86.680	/	/
8	52	男	无	T2-T3椎体平面	20	鳞癌	Ⅱ期（T2N1M0）	4.00	7.785	512.632	109.208	有	/
9	57	男	无	T3椎体平面	20	鳞癌	Ⅱ期（T2N1M0）	6.50	12.690	280.984	217.392	有	/
10	59	男	无	C7-T1椎体平面	15	鳞癌	Ⅰ期（T2N0M0）	5.00	10.027	401.376	100.072	/	/
11	56	女	无	右肺动脉层面	20	鳞癌	Ⅰ期（T1N0M0）	2.00	3.260	409.960	71.920	/	/

表2 不同照射野PTV1各参数比较（±s）

照射野	PTV1体积参数（%）		PTV1剂量参数（cGy）				HI
照射野	V_100%	V_95%	D₁₀₀	D₉₀	D_mean	D_max	HI
3野	95.00±0.22	99.55±0.31	5327.7±134.8	6093.5±9.2	6341.7±24.8	7018.2±86.2	1.11±0.01
5野	95.09±0.15	99.77±0.14^*	5427.8±181.7	6082.7±7.7^*	6324.8±22.0	6850.2±499.3	1.10±0.01^*
7野	95.04±0.09	99.80±0.12^*	5435.1±158.1	6084.0±7.0^*	6321.3±20.8^*	6870.1±484.6	1.10±0.01^*
9野	95.15±0.20	99.80±0.11^*	5461.1±77.7^*	6087.4±9.0	6347.1±26.4^▲#	6932.7±473.1	1.10±0.01^*

表2 不同照射野PTV1各参数比较（±s）

照射野	PTV1体积参数（%）		PTV1剂量参数（cGy）				HI
照射野	V_100%	V_95%	D₁₀₀	D₉₀	D_mean	D_max	HI
3野	95.00±0.22	99.55±0.31	5327.7±134.8	6093.5±9.2	6341.7±24.8	7018.2±86.2	1.11±0.01
5野	95.09±0.15	99.77±0.14^*	5427.8±181.7	6082.7±7.7^*	6324.8±22.0	6850.2±499.3	1.10±0.01^*
7野	95.04±0.09	99.80±0.12^*	5435.1±158.1	6084.0±7.0^*	6321.3±20.8^*	6870.1±484.6	1.10±0.01^*
9野	95.15±0.20	99.80±0.11^*	5461.1±77.7^*	6087.4±9.0	6347.1±26.4^▲#	6932.7±473.1	1.10±0.01^*

表3 不同照射野PTV2各参数比较（±s）

照射野	PTV2体积参数（%）		PTV2剂量参数（cGy）				HI
照射野	V_100%	V_95%	D₁₀₀	D₉₀	D_mean	D_max	HI
3野	95.15±0.22	98.76±0.44	4035.0±294.4	5249.1±31.7	5802.6±64.3	7010.7±102.7	1.28±0.01
5野	95.13±0.25	98.92±0.64	4129.6±268.7	5240.1±37.4	5767.9±61.6	6992.7±140.3	1.27±0.02^*
7野	95.21±0.37	99.08±0.45	4103.2±260.7	5233.5±27.2	5776.5±76.5	7002.7±109.4	1.27±0.01
9野	95.25±0.40	98.94±0.33	4086.0±217.9	5240.5±22.9	5780.9±50.3	7068.2±79.3	1.28±0.01

表3 不同照射野PTV2各参数比较（±s）

照射野	PTV2体积参数（%）		PTV2剂量参数（cGy）				HI
照射野	V_100%	V_95%	D₁₀₀	D₉₀	D_mean	D_max	HI
3野	95.15±0.22	98.76±0.44	4035.0±294.4	5249.1±31.7	5802.6±64.3	7010.7±102.7	1.28±0.01
5野	95.13±0.25	98.92±0.64	4129.6±268.7	5240.1±37.4	5767.9±61.6	6992.7±140.3	1.27±0.02^*
7野	95.21±0.37	99.08±0.45	4103.2±260.7	5233.5±27.2	5776.5±76.5	7002.7±109.4	1.27±0.01
9野	95.25±0.40	98.94±0.33	4086.0±217.9	5240.5±22.9	5780.9±50.3	7068.2±79.3	1.28±0.01

图1 甲状腺剂量体积直方图

表4 不同照射野各危及器官比较（±s）

照射野	甲状腺			气管	肺	脊髓
照射野	V₄₀	V₅₀	V₆₀	D_max（cGy）	V₅（%）	D_1cc（cGy）
3野	97.57±4.22	83.06±15.39	21.47±25.42	6867.2±117.0	54.06±6.14	4060.5±73.0
5野	96.94±4.18	78.55±14.35	19.19±20.17	6794.5±107.2	49.22±9.12	4069.4±115.6
7野	96.75±4.17	78.46±14.68	19.22±20.27	6727.8±319.5	47.28±12.09	4101.1±130.9
9野	95.97±4.33	77.92±15.45	22.52±22.94	6846.2±96.5	46.13±12.11	4101.7±82.7

表4 不同照射野各危及器官比较（±s）

照射野	甲状腺			气管	肺	脊髓
照射野	V₄₀	V₅₀	V₆₀	D_max（cGy）	V₅（%）	D_1cc（cGy）
3野	97.57±4.22	83.06±15.39	21.47±25.42	6867.2±117.0	54.06±6.14	4060.5±73.0
5野	96.94±4.18	78.55±14.35	19.19±20.17	6794.5±107.2	49.22±9.12	4069.4±115.6
7野	96.75±4.17	78.46±14.68	19.22±20.27	6727.8±319.5	47.28±12.09	4101.1±130.9
9野	95.97±4.33	77.92±15.45	22.52±22.94	6846.2±96.5	46.13±12.11	4101.7±82.7

图2 脊髓剂量体积直方图

图3 不同照射野肺比较

图4 肺剂量体积直方图

图5 不同照射野肺的平均剂量比较

图6 不同照射野子野数比较

图7 不同照射野总机器跳数比较

表5 不同照射野未定义正常组织比较（%，±s）

照射野	V₅	V₁₀	V₆₀
3野	36.43±4.06	30.26±3.24	0.05±0.09
5野	39.83±5.57	27.11±3.65	0.02±0.03
7野	40.31±5.43	29.83±3.95	0.03±0.07
9野	39.66±5.56	30.15±3.93	0.02±0.05

表5 不同照射野未定义正常组织比较（%，±s）

照射野	V₅	V₁₀	V₆₀
3野	36.43±4.06	30.26±3.24	0.05±0.09
5野	39.83±5.57	27.11±3.65	0.02±0.03
7野	40.31±5.43	29.83±3.95	0.03±0.07
9野	39.66±5.56	30.15±3.93	0.02±0.05

图8 不同照射野未定义正常组织比较

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