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第一部分TOMO、VMAT、IMRT放疗技术在局部晚期肺癌中剂量对比研究目的:对比TOMO、VMAT、IMRT三种不同现代调强放疗技术在局部晚期非小细胞肺癌根治性放疗计划靶区及危及器官的剂量参数。方法:随机选择30例经病理证实为非小细胞肺癌(NSCLC)患者,为每一位患者设计了三套不同调强放疗计划,即螺旋断层放射治疗(TOMO)、容积旋转调强放射治疗(VMAT)和固定野调强放射治疗(IMRT)。所有患者的所有放疗计划均以计划靶区体积(PTV)统一给予处方剂量,6MVX线,200c Gy/次,每日一次,每周照射5次,DT:6000c Gy/30F。记录每份放疗计划靶体积的适形指数(CI)、异质性指数(HI)、D1、D2、D50、D95、D98、D99和V95、V100、V105。同时记录全肺和心脏的平均剂量、V5、V10、V20、V30、V40和V50,以及脊髓和食管的最大剂量(Dmax)。结果:与TOMO及IMRT技术相比,VMAT显示了更高的CI和更低的HI,VMAT在平均CI上均显著优于TOMO或IMRT(P=0.013,0.001)。VAMT和IMRT在平均HI上也显著好于TOMO(P=0.002,0.003)。VMAT技术在PTV的平均剂量为62.41Gy,与TOMO(63.37Gy,P<0.001)和IMRT62.68Gy(P=0.047)相比,显著降低。三种照射技术下全肺的MLD、V5、V10、V40和V50均相似,无显著统计学差异。与IMRT计划相比,TOMO计划的双肺平均V20和V30明显减少(V20:21.80%vs.24.24%,P=0.019;V30:15.14%vs.16.71%,P=0.029)。与TOMO计划相比,IMRT计划在MHD、V5、V10和V20等参数上占用优势(P<0.05)。三套计划在食管平均剂量、脊髓、食管最高剂量方面接近,无显著统计学差异(P>0.05)。亚组分析显示,中央型肺癌VMAT在CI和HI上明显优于TOMO和IMRT。与IMRT相比,TOMO肺的平均V20明显减少(21.06%vs.23.38%,P=0.002),但V5却明显增加(43.41%vs.39.12%,P=0.002)。周围型肺癌三套放疗计划在正常肺、心脏、脊髓和食管的剂量参数均没有显著统计学差异。在大靶区亚组中,VMAT在CI上好于IMRT(P=0.002),在HI上好于TOMO(P=0.034)。同时,与TOMO相比,VMAT在MHD、心脏V5、V10、V20上占有优势(P<0.05)。在小靶区亚组,三套计划的CI基本接近。结论:VMAT计划在靶区适形度和剂量均匀性方面优于TOMO和IMRT。TOMO计划在减少正常肺组织(主要在V20和V30)中表现出了微弱的优势,但肺低剂量区及心脏受照射剂量较VMAT和IMRT高。从物理学参数看VMAT似乎是三种调强计划中最适合肺癌放疗的照射计划,尤其是在中央型、大靶区和右侧肺癌。第二部分TOMO、VMAT、IMRT放疗技术在食管癌中剂量对比研究目的:对比TOMO、VMAT、IMRT三种不同现代调强放疗技术在食管癌根治性放疗计划靶区及危及器官的剂量参数。方法:随机选择25例经病理证实为食管鳞癌患者,为每一位患者设计了三套不同调强放疗计划,即螺旋断层放射治疗(TOMO)、容积旋转调强放射治疗(VMAT)和固定野调强放射治疗(IMRT)。所有患者的所有放疗计划均以计划靶区体积(PTV)统一给予处方剂量,6MVX线,200c Gy/次,每日一次,每周照射5次,DT:6000c Gy/30F。记录每份放疗计划靶体积的适形指数(CI)、异质性指数(HI)、D1、D2、D50、D95、D98、D99和V95、V100、V105。同时记录全肺和心脏的平均剂量、V5、V10、V20、V30、V40和V50,以及脊髓的最大剂量(Dmax)。结果:与TOMO及IMRT相比,VMAT在绝对值上显示了更高的CI和更低的HI,IMRT在CI上差于TOMO(P=0.016)及VMAT(P=0.010),HI三种放疗技术间无明显差异。TOMO在正常肺组织受量上各剂量学参数明显优于VMAT和IMRT计划,尤其是在V20、V30。但与VMAT相比,TOMO计划在心脏低剂量区(V5、V10和V20)处于劣势(P<0.05)。TOMO脊髓最高剂量(38.24±3.72)最低,显著优于VMAT计划(39.88±3.27,P=0.004)和IMRT计划(41.09±3.18,P=0.000)。亚组分析发现,颈段、胸上段VMAT在CI和HI上优于TOMO和IMRT计划,尤其是HI显著好于TOMO(P=0.029)和IMRT(P=0.013)。TOMO和VMAT计划在肺MLD、V20、V30上显著优于IMRT计划(P<0.05)。TOMO在脊髓最高剂量上明显优于VMAT(P=0.043)和IMRT(P=0.027)。胸中下段患者TOMO、VMAT和IMRT在CI和HI上互相无显著统计学差异。IMRT计划在肺MLD、V10、V20、V30上劣于TOMO和VMAT计划(P<0.05),而TOMO在心脏低剂量区受量稍高于VMAT和IMRT计划。TOMO在脊髓最高剂量上明显优于VMAT(P=0.004)和IMRT(P=0.000)。在小肿瘤(≤4cm)亚组中,TOMO、VMAT和IMRT在CI、HI和心脏受量上互相间无显著统计学差异(P>0.05)。IMRT计划在肺MLD、V10、V20、V30和脊髓最高剂量上劣于TOMO和VMAT计划(P<0.05)。在大肿瘤(>4cm)亚组中,TOMO、VMAT和IMRT在CI、HI和心脏受量上互相间同样无显著统计学差异(P>0.05)。IMRT计划在肺MLD、V20、V30和脊髓最高剂量上劣于TOMO和VMAT计划(P<0.05)。在偏早期(IIa、IIb期)亚组,TOMO、VMAT和IMRT在CI、HI和心脏受量上互相间无显著统计学差异(P>0.05)。IMRT计划在肺V20、V30和脊髓最高剂量上劣于TOMO和VMAT计划(P<0.05)。而在偏晚期(III、IVa期)亚组中,IMRT计划在CI上显著差于TOMO(P=0.009)和VMAT(P=0.012),而VMAT在HI上显著优于TOMO(P=0.011)和IMRT(P=0.001)。TOMO在肺MLD、V5、V20、V30和脊髓最高剂量上显著优于VMAT和IMRT(P<0.05)。三种调强计划在心脏正常受量上无明显统计学差异。结论:VMAT计划在靶区适形度和剂量均匀性方面稍优于TOMO和IMRT。TOMO计划在减少正常肺组织(主要在V20和V30)和脊髓最高剂量上显著好于VMAT和IMRT。从物理学剂量参数看IMRT在保护正常组织受量方面差于TOMO和VMAT。TOMO在偏晚期食管癌中肺MLD、V5、V20、V30和脊髓最高剂量显著优于VMAT和IMRT。第三部分食管癌根治性放疗不同照射剂量的前瞻性、随机、多中心、III期临床研究目的:确立同步放化疗治疗不可手术食管鳞癌最佳的放疗剂量。方法:选择病理确诊为食管鳞癌、AJCC 02版临床分期IIA-IVA期、18-70岁、KPS评分≥70,经外科医生评估不可切除或拒绝手术患者,经数字随机分为高剂量组(60Gy/30次/6周)和低剂量组(50Gy/25次/5周),采用调强放疗技术,两组放疗同步行多西紫杉醇25mg/m2+顺铂25mg/m2每周化疗,共5周。同步放化疗结束后休息3-4周行巩固化疗2周期:多西紫杉醇75mg/m2,d1+顺铂25mg/m2,d1-3。首要研究终点为局部/区域疾病无进展生存。Clinical Trials注册号:NCT01937208。结果:2013年4月至2017年5月,共随机入组305例患者(高剂量组152例、低剂量组153例)。两组间患者性别、年龄、KPS评分、临床分期、原发灶部位及长度、病理分级等临床因素均无统计学差异(P>0.05)。肿瘤周边危及器官受量除双肺V30(11.67±3.77Gy;10.64±3.95Gy,P=0.025)和脊髓最高剂量(41.60±6.48Gy;39.77±6.63Gy,P=0.007)外两组无显著差异。高、低剂量组放疗剂量完成率分别为88.2%(134/152)、96.7%(148/153)(P=0.005);完成5周、4周、3周及以下同期化疗分别为61.2%(93/152)、66.7%(102/153);21.1%(32/152)、20.9%(32/153);17.8%(27/152)、12.4%(19/153)(P=0.406)。巩固化疗完成2周期、1周期及未行巩固化疗分别为:48.0%(73/152)、58.2%(89/153);19.7%(30/152)、15.7%(24/153);32.2%(49/152)、26.1%(40/153)(P=0.207)。近期疗效可评价291例,两组CR,PR,SD及PD率分别为27.0%(38/141)、26.7%(40/150);62.4%(88/141)、66.0%(99/150);7.8%(11/141)、7.3%(11/150);2.8%(4/141)、0.0%(0/150)(P=0.219)。末次随访时间截止2017年8月,中位随访14.4个月(1.3-51.4月),两组1、2年LRPFS率分别为85.8%、74.4%和85.1%、78.4%(HR:1.27,95%CI:0.62-2.60,P=0.676)。1、2年PFS率分别为78.6%、67.6%和76.9%、67.7%(HR:0.95、95%CI:0.55-1.65、P=0.895)。两组间1、2年OS率分别84.6%、67.3%和86.4%、72.2%(HR:1.24,95%CI:0.64-2.38,P=0.981)。3级以上治疗相关毒副反应主要包括:白细胞降低、中性粒细胞降低、放射性食管炎,两组间均无统计学差异。结论:同步放化疗治疗食管鳞癌时50Gy组在LRPFS、PFS、OS及毒副反应方面均不劣于60Gy组,推荐50Gy作为中国不可手术食管鳞癌同步放化疗常规放疗剂量。