摘要

背景：颈段食管癌(CEC)患者在放疗过程中，由于肿瘤缩小或体重减轻，可能会造成明显的解剖改变。本研究的目的是评估自适应放疗(ART)技术对CEC患者靶区和危及器官体积和剂量的变化。

方法：分析了7例接受螺旋放射治疗（HT）的CEC患者进行分析。除初始CT（CT1）外，所有患者在第三周（CT2）和第五周（CT3）进行重新CT计划模拟。评估靶区器官和危及器官（OAR）的体积和剂量学变化。

结果：患者平均体重减轻9.03%。计划靶区体积（PTV）、PTV推量、左右腮腺体积的主要变化为4.74%、15.93%、26.82%和26.64%。使用ART软件对第一次计划值（CT1）和CT2-CT3前验证值进行评估。D95相关性降低，Dmax升高具有统计学意义。当评估新CTs的变化值时，初始PTV和适应PTV之间没有显著变化。但在左侧和右侧腮腺的总和计划中观察到显著下降（P<0.05）。左侧和右侧腮腺的平均剂量减少范别为2.48和2.49Gy。

结论：我们的结果表明，对于罕见的CEC患者，使用ART技术有助于确保靶区体积的足够剂量和OARs的安全剂量，以满足需要在RT期间重新计划的患者。

1. 引言

颈段食管癌（CEC）很少见，占所有食管癌的2-10%。CEC的治疗方法和结果与胸腹食管癌不同。放疗是CEC的主要治疗方式。研究表明，在治疗类似于头颈部（HN）癌症的CEC时，应给予高剂。研究表明，在治疗类似于头颈部（HN）癌症CEC时，应给予高剂量放疗。

现代RT技术的使用可以降低CEC患者的毒性。调强放射治疗（IMRT）已成为许多癌症治疗的标准技术。CEC的最佳技术之一通常是IMRT。通过IMRT计划，可以增加危及器官（OAR）的覆盖率、适形性和减少剂量，例如脊髓、脑干、口腔和腮腺。将图像引导RT（IGRT）添加到IMRT方法中时，可以很容易的检测到器官运动的摆位变化。

螺旋断层治疗（HT）有每日兆伏计算机断层扫描（MVCBCT），用于治疗前定位患者，以减少摆位误差并观察解剖变化。但计划剂量和验证剂量之间可能存在差异，这取决于患者在治疗过程中的姿势和解剖变化，可能导致靶区和OARs剂量不足或过量。在治疗过程中，IG-IMRT技术不允许剂量和轮廓有变化。因此，开始使用自适应放射治疗（ART）。根据ART，可以考虑每日解剖变化计算每日剂量，并可以进行计划和验证剂量的比较。ART是一种重要的方法，可以通过简化原始计划量和计划在线或离线来纠正每日肿瘤和OARs的变化。离线ART修改被广泛使用，并基于治疗过程中新的CT提取的原则。这些新的CT图像用于重新勾画轮廓和重新计划。

CEC患者在放疗的6-7周内可能会发生体积和剂量变化，本研究目的是利用ART技术评估CEC患者靶区和OARs的体积和剂量学变化。

2. 材料 & 方法

患者选择

本研究选择了7名在2015年2月至2018年1月期间在HT设备中进行根治性RT治疗CEC患者，由于肿瘤缩小或体重减轻而导致RT射野的体积和剂量发生变化，从而需要重新进行ART计划。我们研究得到了土耳其Erzurum地区临床试验教育和研究医院临床试验伦理委员会的批准(Erzurum BEAH KAEK 2019/04-37)。本研究为回顾性研究，因此未获得受试者的知情同意。

患者特征见表 1。

模拟、勾画和放疗计划

患者采用仰卧位固定，双臂靠两侧，使用覆盖HN和肩部的热塑性IMRT面罩（S型热塑性系统CIVCO，CIVCO Medical Solutions，Kalona，IA，USA）。整个HN和胸部区域层厚均3mm。所有患者在第三周（CT2）和第五周（CT3）的治疗过程中，使用相同的底板和头部支架，使用了新的热塑性面罩进行第二次和第三次CT扫描。在CT1、CT2和CT3之前记录每个患者的体重。CT图像通过医学数字成像和通信（DICOM）传输到勾画工作站。首先在Focal Sim（4.80版）轮廓工作站勾画处OARs结构（大脑、脑干、MS、腮腺和颌下腺、口腔）。根据患者的检查（上消化道内窥镜检查、诊断性断层扫描、PET-CT）的结果勾画肿瘤总靶区（GTV）的轮廓图。临床靶区（CTV）是其外扩3-5cm得到的。CTV还包括双侧颈淋巴区、锁骨上淋巴结和上纵膈淋巴结。外扩5mm得到计划靶区体积（PTV）。所有结构勾画完成后，将CT图像和结构传输到断层治疗计划系统（TPS）（Accuray Inc.，美国麦迪逊）。

在TPS的初始CT（CT1）、第三周和第五周CT（CT2/CT3）中执行了21例IMRT计划。对于所有计划，在优化和剂量计算期间，射野宽度2.5cm，螺距为0.287，调制因子2.0。病例1、3、4、5和7的总剂量为64.78Gy。病例2和6的总剂量为60Gy。总PTV每日剂量为1.8Gy。病例2和6采用同步综合推量（SIB）技术。对于这种情况，计划总剂量为64Gy，PTV和PTV增强的每日剂量分别为1.8和2.11Gy。

重新计算剂量分布的自适应计划和分析

所有患者均在HT中使用每日MV图像知道进行治疗。ART软件模块允许根据MVCT重新计算剂量。每日MVCT图像用于离线ART修改，以确定每日定位和每个部位的解剖变化如何影响靶区覆盖率和OARs剂量差。在该系统中，根据日常解剖学计算剂量并获得DVH。在本研究中，在CT2和CT3前进行了离线ART计划。比较和评估治疗计划的DVH和每日DVH。分析了PTV和OARs的体积和剂量学差异。

统计分析

通过CT1、CT2和CT3之间的体积比较（PTV、PTV推量、右侧腮腺和左侧腮腺）计算百分比差异。在验证CT2和CT3值之前，对CT1和ART之间的PTV，D95，D50和Dmax进行剂量学比较。分析变量为PTV的D95，Dmean，Dmin，Dmax以及OARs的Dmean好Dmax。采用Wilcoxon单样本秩检验比较CT1、CT2和CT3之间的PTV和OAR剂量。P<0.05被认为有显著意义。所有统计数据均使用SPSS18.0统计软件计算。

3. 结果

在我们的临床中，通过MVCT成像和每日ART的DVH分析，确定最能从重新计划中获益最多的患者。治疗期间肿瘤缩小和体重减轻是决定ART的最重要因素。在本研究中，使用ART技术研究了罕见的食管癌CEC的体积和剂量学变化。评估靶区和OARs（腮腺、MS、脑干和口腔）值的体积和剂量学变化[V(cc)，D95%，Dmean，D50，Dmin，Dmax]。

第一个计划和重新计算的计划之间的体积变化

治疗期间患者平均体重减轻9.03%。统计分析显示，PTV、PTV推量、左侧腮腺和右侧腮腺体积值明显下降（P<0.05）。主要体积变化为PTV4.74%，PTV推量15.93%，右腮腺26.82%，左腮腺26.64%。从体积上看，CT1-CT3百分比差异值大于CT1-CT2。体积比较的详细情况看表 2。

病例1治疗过程中照射野的体积变化如图 1 所示。

ART分析

使用ART计划的DVH评估第一次计划PTV值（CT1）和前CT2和CT3的PTV值，如表 3 所示。D95（CT1-CT3）降低，Dmax（CT1-CT2和CT1-CT3）升高，差异有统计学意义。

第一个计划（CT1）和重新计算的计划（CT2和CT3）之间的剂量学变化

评估PTV和OARs（脑干、MS、腮腺和口腔）的解剖变化对计量学结果的影响。表 4 显示了CT1，CT2和CT3之间的PTV和OARs的剂量差异。当评估CT3-CT1的剂量差异时，左腮腺和最大减少量为19.01%，右腮腺的最大减少量为16.04%。左侧和右侧腮腺的平均剂量减少分别为2.48和2.49Gy。两个腮腺的这些减少都是显著的（P<0.05）。PTV的CT1-CT2和CT1-CT3总和计划值（D95，Dmean，Dmin和Dmax）与MS、脑干和口腔的Dmax值之间无显著相关性。

4. 讨论

再次接受放疗并同时接受化疗的患者可能会因吞咽困难、粘膜炎、味觉障碍、恶心、呕吐、腹泻、分解代谢增加和抑郁等症状从而体重减轻。在本研究中，我们发现CEC患者在治疗期间的平均体重减轻率为9.03%。此外，在5-7周的治疗期间，PTV和PTV增强的平均体积分别减少了3.76%和8.19%。在文献中，研究了治疗期间的体积和剂量学变化，尤其是对于HN癌症。在Bando等人的研究中，在治疗的前3周，患者体重减轻了7%，HN-RT的靶区体积减少了28%，HN RT体积减少了11%。在Yip及其同事的研究中，PTV1体积减少了4.7%，PTV2体积减少了11.5%。

靶区和OAR在RT期间会有体重减轻、收缩和变形。几项研究记录了HN癌症放疗期间腮腺的显著体积变化。在Ho等人的研究中，发现治疗过程中体重减轻了6.5 kg。他们发现，同侧和对侧腮腺病变的平均值分别下降了29.7%和28.4%。在Yip等人的研究中，确定单个腮腺体积减少10.4%，总腮腺体积减少12.1%。在另一项研究中，治疗第3周、治疗结束时和治疗后第二个月的平均腮腺体积减少分别为20%、26.9%和27.2%。在一项类似的研究中，腮腺在第5天CT时的平均体积逐渐减少22%，在第25天CT时的平均体积逐渐减少30%。在我们的分析中，我们发现右侧和左侧腮腺体积分别平均减少14.40%和13.80%。

患者身体轮廓的变化会导致靶区和危及器官的剂量分布不同。治疗过程中的解剖变化可能导致OARs的剂量高于预期。我们的研究结果表明，左侧和右侧腮腺的平均剂量减少分别为2.48和2.49 Gy。O'Daniel等人的HN研究表明，45%的患者的腮腺剂量高出5–7 Gy。Robar等人在研究中发现，腮腺的平均剂量变化为2.6%。Schwartz等人指出，采用单次和双次ART计划，对侧腮腺的平均腮腺剂量分别减少3.9%和3.8%，同侧腮腺的平均腮腺剂量分别减少2.8%和9%。在Wang等人的研究中，发现左侧腮腺的平均剂量减少了1%，右侧腮腺的平均剂量减少了1.3%，Ahn等人发现ART后腮腺体积减少了24%，重新计划后腮腺保护增加了22%。Castadot等人报告，在1、2和6周的重新计划后，腮腺的平均剂量分别减少了3%、5%和6%。

在我们的研究中，当我们比较第一个CT计划和重新计划数据时，发现MS、脑干和口腔的CT1-CT2和CT1-CT3总和计划值之间没有显著相关性。Beltran等人的研究也表明，在OAR（口腔、脑干、MS、视交叉、视神经）中未发现明显的剂量变化。

在治疗过程中，危及器官靶区的体积变化需要改变治疗计划。ART包括评估治疗期间的剂量分布，必要时根据患者的解剖变化重新做计划。使用ART，可以观察治疗计划的每日变化。在这项研究中，我们发现在验证值之前，CT1计划值与CT2-CT3 ART之间的靶区剂量发生了显著变化。

本研究的局限性在于患者数量较少，因此需要对更多患者进行进一步研究，以巩固CEC患者ART计划的重要性。

5. 结论

ART技术是可行的，并且应该在CEC患者的RT中考虑，这些患者在治疗过程中由于体重减轻而有发生体积变化的风险，就像任何其他HN癌症患者一样。我们的体积和剂量学结果表明，对于一种罕见的食管癌患者，使用ART技术有助于确保靶区体积的足够剂量和OAR的安全剂量。

来源：物理师家园