放射治疗计划设计相关因素分析

孙光志

孙光志(江苏泰州市人民医院225300)

【中图分类号】R815【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2012）29-0030-02

随着放疗设备和放疗技术的不断发展，CyberKnife、螺旋断层放射治疗（Tomotherapy）、IMRT、IGRT、BIMRT以及容积调强(volumetricmodulatedaretherapy,VMAT)等放疗新设备和新技术得以应用于临床肿瘤治疗，放疗计划设计是现代放疗的重要环节之一，放射治疗计划设计在各版本的肿瘤放射治疗学和肿瘤放射物理学等书籍中均有较为详细介绍，但在实际计划设计过程中仍会面对许多问题，以下是本人对放疗计划设计相关因素的一些认识。

1.靶区勾画及边界外扩

1.1靶区勾画

1.1.1确定靶区（GTV、CTV）范围时，要从计划设计的角度考虑，兼顾保护器官与靶区之间的关系，合理定义治疗靶区范围，分清主次，注重权衡与妥协，在保证重要危及器官剂量限制同时尽可能使高危靶区达到要求剂量的照射，如果靶区过大可能无法得到能满足靶区和保护器官剂量要求的放疗计划时，应适当放弃部分低危临床靶区，使核心靶区能获得理想剂量的照射，防止一味地追求大而全使GTV受照不足及正常组织受照体积大幅增加，使患者的治疗获益降低。当靶区与剂量限定器官有重叠时，放疗医生和物理师相互沟通达成共识。

1.1.2相邻层面靶区连贯性及靶区边缘毛刺

与的毛刺会导致正常组织受量的增加，CT图像上下层剂量梯度太大也会增加正常组织的受量，笔者利用医科达XioVer4.62TPS对10例胸部患者进行设野比较，6MVX线，机架130°，射野5×5，等中心设于隆突分叉水平椎体前缘处，当X1方向（左肺方向）每增加5mm,左肺V20则增加0.5～1.5%左右，由此可见，靶区边缘毛刺（特别是在射野方向）导致野宽增加会显著增加正常组织的受照。

1.2计划靶区的外放

1.2.1靶区及保护器官外放边界定义：临床靶区(clinicaltargetvolume,CTV)到计划靶区(planningtargetvolume,PTV)的边界外放，受摆位误差和器官运动因素决定。胸及上腹器官运动的影响较大，特别是肺、肝脏以及胃等，有研究表明，在平静呼吸时肺的运动幅度左右向平均小于0.7cm，上下方向1.3cm，上肺的运动幅度小于下肺，老年心肺功能差的患者运动幅度显著高于平均值[1]。肿块较大者随呼吸运动的活动度小于肿块小者。所以在放疗过程中要训练患者尽量平静呼吸，综合肺呼吸运动和摆位误差，肺部肿瘤前后左右方向外放1cm，上下1.5cm，同时根据患者心肺功能、肿瘤大小、靶区位于上肺或下肺等因素进行个体化调整外放范围。肝脏肿瘤靶区（GTV）外扩到临床靶区（CTV）的范围，文献报道肿瘤边界外扩4mm即能100%包括外侵范围[2]。对于器官运动较小部位的靶区则更多地考虑系统误差对靶区的影响。

1.2.2设备和摆位误差方面要切合本单位的具体情况，给予适度的外放，避免不确定因素造成保护器官的超剂量照射和靶区逃逸。如果有图像引导及呼吸门控等手段，则可以大幅降低因器官运动、摆位误差等因素的边界外放范围。

2.计划设计

2.1就近设野是计划设计的原则，如靶区与保护器官较贴近时,在二者之间保留适度余量，不能过度紧扣靶区与保护器官，否则可能导致实际治疗中的靶区逃逸和保护器官超量受照，造成事与愿违的结果。

2.2射野方向及设野数选择：设野数以奇数为好，对穿技术尽量不要用于根治性放疗。小靶区，射野数可以用得较多；大靶区，射野数要相应减少[4]。但考虑低剂量射线对正常组织确定和不确定效应的影响，尽量减少正常组织受照体积和剂量是计划设计的难点，也就是说，用最少设野和最小的跳数，产生符合肿瘤放射物理和临床治疗的放疗计划是对计划设计人员的最大挑战。

2.3射线类型的选择：在适形计划设计时应根据各射线的特点选择不同类型和能量的射线，或混合使用不同射线。如浅表靶区选择4、6MV的X线或电子线，腹盆腔内采用高能量射线优于低能量射线。对肺等低密度组织肿瘤射线选择，傅卫华等研究指出[3]，18MV等高能X射线虽然比6MV的X线具有更强的穿透能力，但是由于侧向电子失衡，高剂量收缩，会导致靶区的剂量覆盖率下降，相同布野条件下18MV的X射线的靶区剂量亏损比6MV的X线严重，而危及器官的受量情况基本相同，另外，目前有不少正在使用的治疗计划系统没有提供能够有效修正侧向电子失衡的算法。所以肺部肿瘤最好选用能量较低的X线如6MV等。本人在TPS上用单野对比6MV与15MV射线对肺V20影响，结果与前人所提结论相符合。RTOG91-05建议治疗非小细胞肺癌X线能量选择应在4～12MV。靶区内有较大空腔者要考虑二次建成对剂量分布的影响，选择能量较低的6MVX射线。

2.4不同部位计划设计的特点：由于身体各部位解剖结构的差异，设计照射野的特点有所不同，本人有如下倾向。颅内肿瘤由于前有眼睛，中有脑干、垂体、视神经等，多野非共面，楔形滤板修饰剂量分布，如果靶区复杂，可根据每层靶区与保护器官的关系分野设计。头颈部施照时由于保护器官多，相互关系紧密，可选择不同能量和类型的射线混合使用，如鼻咽癌、下咽癌、甲状腺癌等，靶区范围大，要做到全而不漏，可选择光子线与电子线混合使用，相互补充。肺癌设野以避开脊髓向肺门和纵隔方向斜对穿可能会减少肺受照体积同时可包及肺癌的部分淋巴引流区，且纵隔内大血管和气管对射线耐受性要高于肺（包及心脏除外）。食管癌则要注意食管、椎体和降主动脉之间的区域，调整左后斜野的方向和权重，使剂量分布应包及该区域。腹部则多采用三野或四野盒式照射。盆腔以奇数野设计，降低肠道、膀胱等器官的受量，减少处方剂量包及的非靶区体积。

3.计划评估

在靶区外的剂量分布，要注意受照器官对受照体积和对低剂量射线的耐受量，如脊髓、肺、肝脏、肾脏、消化道、晶体等。在肺及胸部肿瘤放疗时，对肺评估不仅V20，低剂量的受照也不容忽视，如V5等，有资料表明当V5大于42%时，放射性肺炎（RP）的发生率大于38%[5]。NCCN非小细胞肺癌临床实践指南（2010）中对肺受照剂量体积限制为V20小于37%，肺V20的定义是指双肺减去重合的CTV后肺组织中接受放射剂量≥20Gy的部分所占百分比。在上腹部的放疗计划评估中须对肝脏的受照进行评估，NCCN胃癌临床实践指南中对肝脏组织的限量是60%肝脏＜30Gy，上海中山医院曾昭冲认为，当单次剂量大于4Gy就出现肝细胞再增殖能力明显下降，近年多野适形放疗放射性肝炎发病率高，是因为部分正常肝脏受到较多的低剂量照射，导致受辐射的肝细胞失去分裂增殖能力，而受辐射的肝脏需要1年才能恢复，所以在设计放射野时，务必保留一部分（≥1/3）正常肝组织不受照射[2]。本人在计划设计时更倾向于后者观点，同样，对肺及肾脏等器官的受照亦持相近看法，保留足够的未受照体积，以维持其正常的生理功能和代偿需求。

在众多新技术得到不断发展的今天，适形放疗技术也应该从更多的细节方面去进一步地精细化，更新放疗计划设计理念如通过分野、小子野、旋转治疗以及射线混合使用等方法的合理选择，能产生更能适合患者治疗的放疗计划。从而使3D-CRT技术得到进一步完善和发展。

参考文献

[1]陈兴秀,刘广升,李强,等.呼吸动度对适形放疗射野的影响[J].肿瘤防治杂志，2003,10(9);973-974.

[2]曾昭冲,肝细胞肝癌放射治疗现状与展望[J].中华肿瘤防治杂志，2009,16(13);961-965.

[3]傅卫华,胡逸民,戴建荣,等.侧向电子失衡对肺部肿瘤放射治疗计划设计的影响[J].中国生物医学工程学报,2004,23(1);49-54.

[4]胡逸民，肿瘤放射物理学[M].北京;原子能出版社,1999,528-530.

[5]HerandoML,MarksLB,BentelGC,etal.Radiation-inducedpulmonarytoxicity:adose-volumehistogramanalysisin201patientswithlungcancer.IntJRadiatOncolBiolphys,2001,51(3).650-659.