中上段食管癌IMRT中肺和心脏吸收剂量相关因素食管癌在世界常见癌症中排名第8，癌症致死率中排名第6[1]尽管治疗方法不断进步，但其5年生存率仍只有10%～20%[2,3,4,5]由于食管的自身结构与特点，40%～60%的患者就诊时已属于晚期，因而放射治疗成为了中晚期患者的主要治疗方法[6,7]随着放疗技术的发展，调强放疗已经广泛应用于食管癌放疗中，而肺与心脏的损伤是食管癌放疗的主要毒副作用本研究分析中上段食管癌患者的IMRT计划，寻找出与肺和心脏吸收剂量的相关因素，并建立数学模型，在制作调强计划前通过数学模型预测出中上段食管癌IMRT中肺与心脏的吸收剂量，对IMRT计划质量进行控制1、对象与方法1.1病例选择及一般资料收集2013-07-01-2017-12-30西南医科大学附属医院肿瘤科收治的50例中上段食管癌IMRT患者资料其中，男38例，女12例，年龄38～72岁，中位年龄为45.4岁纳入标准：（1）食管癌原发灶经食管镜检病理证实；（2）之前未接受任何放射治疗；（3）无其他同时性第二原发肿瘤按照国际抗癌联盟/美国癌症联合会2017年第8版食管癌TNM分期标准[8]分为T2N0M0期9例、T2N1M0期7例、T2N2M0期4例，T2N3M0期1例、T3N1M0期4例、T3N2M0期6例、T3N3M0期5例、T3N4M0期4例。
T4N1M0期1例、T4N2M0期3例、T4N3M0期4例、T4N4M0期2例1.2靶区勾画肿瘤靶区为食管癌肿瘤原发病灶，以影像学和内镜可见的肿瘤长度，CT片在纵隔窗和肺窗显示的食管原发肿瘤大小；淋巴结大体肿瘤区为肿大、转移的淋巴结；临床靶区为GTV+GTVnd+淋巴引流区，并在GTV、GTVnd前后左右均外放0.8～1.0cm（平面），并按解剖屏障调整在GTV上下方向外放3～5cm或者在淋巴结肿大转移的CT层面上下各外放1.5～2cm胸上段CTV：上界至环甲膜水平，下界至隆突下2～3cm，包括吻合口、食管旁、气管旁、下颈、锁骨上、2、4、5、7区等相应淋巴引流区胸中段CTV：上界为胸1椎体上缘，包括锁骨头水平气管周围的淋巴结，下界为瘤床下缘2～3cm，包括相应纵隔的淋巴引流区（如食管旁、气管旁、下颈、锁骨上、2、4、5、7区等）；计划靶区（planningtargetvolume,PTV）在CTV基础上外放0.5cm50例入组患者均由同一临床医师对靶区及危及器官进行勾画1.3处方剂量与计划评估要求计划肿瘤靶区处方剂量为（60～64)Gy/（27～30）次；PTV处方剂量为（54～60)Gy/（27～30）次。
1）处方剂量定义为95%的PTV所接收的最低吸收剂量；（2）计划评估要求：PTV接受≥110%处方剂量的体积<5%;PTV接受<93%的处方剂量的体积<1%归一化剂量（Dnx)=Dx/D处方1.4危及器官限定剂量肺的正常组织剂量V5≤65%、V20≤30%、平均剂量Dmean≤20Gy，心脏的正常组织剂量V40≤40%，当PTV靠近心脏时，可放宽到V40≤50%1.5治疗计划设计所有患者IMRT计划均采用Pinnacle8.0治疗计划系统进行优化分析每例患者分别采用6MvX射线共面5～8野、直接子野优化的设计方法，射野方向根据具体靶区具体位置与大小情况进行调整1.6统计学方法采用SPSS17.0对数据进行统计学分析，50例食管癌中上段患者IMRT计划中肺与心脏体积与其吸收剂量定量数据经Shapiro-Wilk检验符合正态分布，两两之间相关性采用Pearson相关性分析，检验水准α=0.05（双侧）2、结果2.1肺与心脏吸收剂量相关因素分析通过对50例食管癌中上段患者IMRT计划进行分析表1、表2、图1和图2示，肺体积（V肺）与肺的归一化平均剂量（Dnmean）、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%之间呈负相关性；肺与PTV的归一化相交体积（Vo-肺/V肺）与肺的Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%之间呈正相关性。
心脏与PTV的相交体积（Vo-心脏）与心脏的Dnmean、Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%之间呈正相关性因V心脏与心脏的Dnmean和Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%无相关性，因此未对Vo-心脏进行归一化处理表150例中上段食管癌患者肺与心脏体积剂量相关系数及P值表2拟合公式B1、B2、B3和B4取值图1归一化肺与PTV的相交体积与归一化肺的平均剂量相关性散点图图2心脏与PTV的相交体积与归一化心脏的平均剂量之间相关性散点图2.2拟合公式由于Vo-肺/V肺与肺的Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%、Dn95%以及Vo-心脏与心脏的Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%、Dn95%之间具有相关性，因此通过SPSS17.0软件对归一化PTV与Vo-肺/V肺与肺的Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%进行线性拟合，得出公式（1):y=B1×x+B2，其中y取值为肺Dnmean或Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%;x=Vo-肺/V肺；表2示，对于肺体积得到不同剂量，B1、B2取值不同。
通过SPSS17.0软件对PTV与Vo-心脏与心脏的Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%进行数据拟合，得出公式（2):y=B3×x+B4，其中y取值为心脏的Dnmean或Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%;x=Vo-心脏表2示，对于心脏体积得到不同剂量，B3、B4取值不同公式（1）、（2）的所有拟合P值均<0.0013、讨论中上段食管癌IMRT计划优化过程中，患者靶区与危及器官大小各异会导致不同的Vo-危及器官多项研究通过建立危及器官的剂量体积直方图（dose–volumehistogram,DVH）预测模型，在制作IMRT计划前预测危及器官的DVH，以保证IMRT计划的质量，预测模型主要针对鼻咽癌和前列腺癌等，较少应用于中上段食管癌[9,10,11,12]且上述方法需要提取治疗计划中危及器官每个采样点的剂量信息，数据量大，并为回顾性分析，放疗中心必须购买新的软件模块，在现有设备基础上并不能将该模型应用到实际的IMRT优化计划中[13,14,15,16,17,18,19,20]本研究主要针对中上段食管癌，发现其IMRT计划中肺和心脏与PTV的相交体积Vo-危及器官和Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%、Dn95%之间呈正相关性，并给出了它们之间的相关拟合公式，说明中上段食管癌IMRT中肺和心脏与靶区的相交体积与其吸收剂量之间有规律可循，对肺和心脏本研究采用统一的线性拟合公式进行了数据拟合。
因此，在给定处方条件下通过Vo-危及器官，即可在优化放疗调强计划前预测出Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%，并可将其作为IMRT计划验收的标准，减少放疗计划优化过程中主观因素造成的影响本研究中公式拟合方法简单，从拟合P值上看，其拟合结果较为精确，不同治疗计划系统均可利用该方法建立适合各自系统的Vo-危及器官、Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%之间的相关公式，并不需要购买新的软件模块上述研究并不只局限于中上段食管癌肺与心脏的Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%的预测，对于其他不同病种接受IMRT的患者，也可以通过本研究的方法，得出其Vo-危及器官与Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%之间的相关公式IMRT计划在实际优化过程中仍有许多客观因素会影响其结果，例如为了更好地保护肺与心脏，是否需要降低其与靶区相交体积的剂量，需物理师与医生共同商量得出最终适合个体化的结论进一步研究需要采用多中心合作，收集更大样本数据，更准确拟合出Vo-危及器官与Dnmean、Dn5%、Dn25%、Dn50%、Dn75%和Dn95%的相关公式，消除人为主观因素，建立出相关危及器官吸收剂量的预测模型。
参考文献：[1]郑荣寿,孙可欣,张思维,等.2015年中国恶性肿瘤流行情况分析[J].中华肿瘤杂志,2019,41(1):19-28.[6]田静,张健,王向勃,等.中段食管癌根治性放疗方法剂量学和放射性心脏损伤预测对照分析[J].中华肿瘤防治杂志,2017,24(22):1573-1577.[7]刘博宇,杨筑春,卜明伟,等.正向射野在颈及胸上段食管癌调强放疗中的应用[J].中华肿瘤防治杂志,2017,24(18):1301-1304.唐涛,庞皓文,石翔翔,韩云炜,孙小杨,林盛.中上段食管癌调强放疗肺及心脏体积与吸收剂量数学模型建立与验证[J].中华肿瘤防治杂志,2020,27(07):533-536.。