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宫颈癌三维后装治疗中两种优化方式的剂量及相关性分析

范文

陈戈梁国连郭康文

【摘要】目的观察分析宫颈癌三维（在CT图像引导下）后装治疗中两种优化方式的剂量及相关性。方法 26例宫颈癌患者，随机分为实验组和对照组，每组13例。对照组应用手动优化的后装治疗计划，实验组在原有图像信息基础上利用模拟退火逆向优化重新设计治疗计划。观察比较两组宫颈癌患者靶区剂量参数（D90、D100、V100、膀胱D2 cm3、膀胱D1 cm3、直肠D2 cm3、直肠D1 cm3）、平均治疗时间，分析实验组宫颈癌患者膀胱参考点剂量参数以及相关性。结果两组靶区D90、D100、V100剂量参数等比较，差异无统计学意义（P>0.05）;实验组靶区膀胱D2 cm3、膀胱D1 cm3、直肠D2 cm3、直肠D1 cm3剂量参数分别为（4.15±0.23）、（4.54±0.28）、（3.05±0.52）、（3.52±0.55）Gy，均低于对照组的（4.56±0.39）、（4.97±0.46）、（3.51±0.38）、（3.99±0.42）Gy，差异具有统计学意义（P<0.05）。实验组患者平均治疗时间（322.33±45.20）s显著短于对照组的（364.18±53.02）s，差异具有统计学意义（P<0.05）。实验组宫颈癌患者膀胱参考点剂量为（2.77±0.52）Gy，直肠参考点剂量为（2.96±0.77）Gy，实验组宫颈癌患者膀胱参考点剂量显著低于膀胱D2 cm3剂量，膀胱参考点剂量与膀胱D2 cm3剂量、直肠D2 cm3剂量呈正相关（r=0.265、0.158， P<0.05）。结论模拟退火逆向优化重新设计治疗计划能够提供与手动优化的后装治疗计划相同的靶区覆盖率，但是能够显著降低直肠和膀胱的最大受量。

【关键词】宫颈癌;三维后装治疗;两种优化方式;剂量;相关性

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2020.10.026

在根治性放疗宫颈癌患者过程中，联合腔内照射和腔外照射能够使得肿瘤细胞得到较高照射剂量，与此同时能够保护周围正常组织。目前来看，放疗能够治愈大多数宫颈癌患者，因此受到医患人员的广泛关注[1]。有资料显示，三维后装治疗在减瘤作用过程中显著优于外照射治疗，三维后装治疗能够更好地保护直肠和膀胱等危及器官[2]。随着医疗技术的广泛发展和进步，在CT图像引导下主要计划优化方式有手动优化的后装治疗计划和模拟退火逆向优化重新设计治疗计划。

1 资料与方法

1. 1 一般资料选取本院2018年2月～2019年2月收治的26例宫颈癌患者，随机分为实验组和对照组，每组13例。实验组平均年龄（54.7±5.3）歲，平均肿瘤直径（4.5±3.3）cm;对照组平均年龄（56.3±3.8）岁，平均肿瘤直径（4.7±3.1）cm。两组一般资料比较差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。

1. 2 方法 ①在宫颈癌患者接受相关治疗前排空膀胱，消毒外阴后，插入导尿管（在尿管球囊内注入空气，膀胱内灌注生理盐水）。②在直肠内置入带铅丝导尿管，在阴道内插入施源器，充分暴露直肠和膀胱;③进行CT扫描（扫描范围：L3椎体至外阴口下缘20 mm;层厚：5 mm），重建后传至治疗计划系统中。在治疗计划系统中，逐层勾画出对A点剂量与高危的D 90值、危及器官直肠、乙状结肠和膀胱等。重新勾画施源器，标记出左A点剂量和A点剂量以及膀胱参考点（膀胱中心与施源器连线过膀胱后一点）和直肠参考点（阴道施源器与阴道后壁交点后5 mm）等。对照组应用手动优化的后装治疗计划，在A点给定处方剂量，再在横断面、矢状面和冠状面等面上手动拖动等剂量曲线，继而达到优化目的。实验组在原有图像信息基础上利用模拟退火逆向优化重新设计治疗计划[A点剂量为5.5～6.0 Gy，对A点剂量与高危的D90值≥6.0 Gy，直肠D2 cm3≤4.0 Gy，?小肠D2 cm3≤4.0 Gy，乙状结肠D2 cm3≤4.0 Gy，膀胱D2 cm3≤5.0 Gy]，参照横断面、矢状面和冠状面等剂量曲线分布状况，再根据每例宫颈癌患者的解剖结构调整目标函数，继而达到优化目的。

1. 3 观察指标观察比较两组宫颈癌患者靶区剂量参数（D90、D100、V100、膀胱D2 cm3、膀胱D1 cm3、直肠D2 cm3、直肠D1 cm3）、平均治疗时间，分析实验组宫颈癌患者膀胱参考点剂量参数以及相关性。

1. 4 统计学方法采用SPSS21.0统计学软件处理数据。计量资料以均数±标准差（ x-±s）表示，采用t检验;相关性采用Pearson相关检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2. 1 两组患者靶区剂量参数比较两组靶区D90、D100、V100剂量参数比较，差异无统计学意义（P>0.05）;实验组靶区膀胱D2 cm3、膀胱D1 cm3、直肠D2 cm3、直肠D1 cm3剂量参数分别为（4.15±0.23）、（4.54±0.28）、（3.05±0.52）、（3.52±0.55）Gy，均低于对照组的（4.56±0.39）、（4.97±0.46）、（3.51±0.38）、（3.99±0.42）Gy，差异具有统计学意义（P<0.05）。见表1。

2. 2 两组患者平均治疗时间比较实验组患者平均治疗时间（322.33±45.20）s显著短于对照组的（364.18±53.02）s，差异具有统计学意义（P<0.05）。见表2。

2. 3 实验组患者膀胱参考点剂量参数以及相关性分析

实验组患者膀胱参考点剂量为（2.77±0.52）Gy，直肠参考点剂量为（2.96±0.77）Gy，实验组患者膀胱参考点剂量显著低于膀胱D2 cm3剂量，膀胱参考点剂量与膀胱D2 cm3剂量、直肠D2 cm3剂量呈正相关（r=0.265、0.158， P<0.05）。

3 讨论

宫颈癌是女性生殖系统中较为常见的恶性肿瘤，具有较高发病率和死亡率[3]。研究资料显示，全世界每年约有60万新发宫颈癌[4]。放疗在宫颈癌患者的治疗中具有一定价值，三维（在CT图像引导下）后装治疗已经逐渐被临床所广泛应用[5]。三维（在CT图像引导下）后装治疗相比起传统的二维后装治疗具有以下优势：①准确勾画肿瘤与周围组织靶区;②明确肿瘤靶区的照射剂量;③明确控制危及器官的照射剂量。有学者认为，模拟退火逆向优化重新设计治疗计划能够显著提高靶区覆盖率，从而降低危及器官的照射剂量，与此同时缩短治疗时间[6]。

在CT引导下三维腔内后装计划能够清楚显示肿瘤和危及器官的大小和具体位置等，根据模拟退火逆向优化重新设计治疗计划剂量能够精确统计靶区与危及器官的剂量，继而显著降低并发症发生率。现阶段来看，三维后装治疗计划主要采用基于A点剂量的手动优化的后装治疗计划方式，但是手动优化的后装治疗计划方式依赖于物理师的技巧以及经验等，想要得到满意效果，需要耗费物理师大量的时间和精力。模拟退火逆向优化重新设计治疗计划能够被广泛应用在外照射放疗之中，与此同时能够缩短计划优化时间。

本文研究结果显示：两组靶区在D90、D100、V100剂量参数等比较，差异无统计学意义（P>0.05）;实验组靶区在膀胱D2 cm3、膀胱D1 cm3、直肠D2 cm3、直肠D1 cm3剂量参数均低于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）。上述研究结果与诸多学者在相关研究中的结果保持高度一致[7， 8]。确定A点剂量的相关概念具有合理性，膀胱参考点剂量显著低于膀胱D2 cm3剂量，说明可以利用膀胱粗略推算出传统二维腔放疗膀胱的真实受量。膀胱参考点剂量与与直肠D2 cm3剂量呈正相关说明可以通过控制膀胱体积来控制小肠最大受量，直腸参考点剂量与直肠D2 cm3剂量和乙状结肠D2 cm3剂量呈正相关，且与乙状结肠相关性更大说明高剂量更容易落在乙状结肠。

综上所述，模拟退火逆向优化重新设计治疗计划能够提供与手动优化的后装治疗计划相同的靶区覆盖率，但是能够显著降低直肠和膀胱的最大受量。

参考文献

[1] 周勇，杨勇，燕平，等. 局晚期宫颈癌在CT引导下二维以及三维腔内后装放疗的治疗效果及副作用比较. 中南医学科学杂志， 2017， 45（4）：394-396.

[2] 古力米热·布然江，热孜亚·库尔班，艾力克木·阿不都玩克，等. 三维调强放疗配合CT引导三维插植腔内后装治疗中晚期宫颈癌的临床疗效. 实用癌症杂志， 2019， 34（2）：227-230.

[3] 张汝婷，徐玥靓，周菊英，等. 基于CT引导分析宫颈癌不同后装治疗方案的剂量学差异. 中国血液流变学杂志， 2017， 27（4）：453-456.

[4] 吴爱林，吴爱东，刘云琴，等. 宫颈癌二维近距离后装治疗中危及器官参考点剂量与三维体积剂量的相关性研究. 中华放射医学与防护杂志， 2016， 36（11）：847-851.

[5] 薛涛，孙云川，刘光波，等. 宫颈癌腔内联合组织间插植近距离后装治疗中IPSA和HIPO逆向优化算法的比较分析. 中华放射医学与防护杂志， 2018， 38（10）：767-770.

[6] 唐成琼，佐合拉古丽·木塔力甫，古丽娜·库尔班，等. 超分割三维后装治疗在中晚期宫颈癌的临床应用研究. 新疆医科大学学报， 2017， 40（5）：679-682， 688.

[7] 王静，刘静，曲红卫，等. 消癌平片联合CT引导的三维插植腔内后装放疗同步化疗治疗不可切除的老年局部晚期宫颈癌的临床研究. 天津中医药， 2018， 35（10）：740-743.

[8] 谭华艳，刘志杰，付庆国，等. 模拟退火逆向优化算法在宫腔管联合插植针的宫颈癌三维后装腔内放疗中的应用. 中华放射医学与防护杂志， 2019， 39（6）：428-433.

[收稿日期：2019-09-25]

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