肺癌放疗中多壳层同步整合推量VMAT技术的剂量学评估：实现安全有效剂量递增的新策略

《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》：Dosimetric evaluation of the multi-shell simultaneous integrated boost volumetric modulated arc therapy for safe and effective dose escalation in lung cancer radiotherapy treatment

本文推荐一项针对肺癌放疗剂量递增难题的研究。研究人员通过多壳层同步整合推量容积旋转调强放疗（Multi-Shell SIB-VMAT）技术，对20例局部晚期肺癌患者进行剂量学分析。结果显示，该技术能在将肿瘤内靶区（iGTV）剂量成功提升至72 Gy的同时，保持计划靶区（PTV）60 Gy的常规剂量，且关键器官如肺、心脏、脊髓和食道的受照剂量均在安全范围内。这项研究为肺癌精准放疗提供了新的技术思路，有望在提升肿瘤控制率的同时降低正常组织损伤风险。

　　

在当今医学领域，癌症仍然是人类健康面临的最严峻挑战之一，其中肺癌的发病率和死亡率始终居高不下。非小细胞肺癌（NSCLC）占所有肺癌病例的绝大部分，而放射治疗（RT）在其各个阶段的治疗中都扮演着至关重要的角色。然而，放疗的疗效始终受限于一个核心难题：如何在给予肿瘤足够高的致死剂量以彻底清除癌细胞的同时，最大限度地减少对周围健康组织的损伤。对于肺癌而言，这一挑战尤为突出，因为肿瘤常常紧邻心脏、食管、脊髓和健康肺组织等关键器官。局部复发是NSCLC治疗失败的主要原因之一，提高放射剂量被认为有望增强肿瘤局部控制，从而改善患者预后。传统放疗技术在进行剂量递增时，往往会显著增加对周围正常组织的毒性风险，这限制了其在临床中的广泛应用。

为了突破这一瓶颈，来自土耳其萨卡里亚培训与研究医院的Hatice Halis、Sedef G?khan A??kg?z和Berat Tugrul Ugurlu研究团队在《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》上发表了一项研究，探讨了一种创新的放疗技术——多壳层同步整合推量容积旋转调强放疗（Multi-Shell Simultaneous Integrated Boost Volumetric Modulated Arc Therapy, Multi-Shell SIB-VMAT）在肺癌治疗中实现安全剂量递增的可行性。这项研究旨在通过更为精准的剂量雕刻技术，为局部晚期肺癌患者提供更有效且更安全的治疗选择。

研究人员主要采用了回顾性研究设计，选取了20例先前接受过放疗的局部晚期肺癌患者。研究的关键技术方法包括：基于CT模拟图像进行靶区勾画，定义内 gross 肿瘤体积（iGTV）和计划靶体积（PTV）；围绕iGTV创建四个同心环状壳层结构用于剂量梯度设计；利用Monaco治疗计划系统（TPS）为每位患者生成三种不同的VMAT计划（VMAT60、VMAT66和VMAT72）；最后通过剂量体积直方图（DVH）、均匀性指数（HI）和适形指数（CI）等指标对计划质量进行系统评估。

研究结果

靶区剂量学参数比较

所有三种VMAT计划均实现了PTV的充分覆盖，D₉₅%值均超过60 Gy。同步整合推量（SIB）计划（VMAT66和VMAT72）成功实现了对iGTV的剂量递增。VMAT66计划的iGTV D₉₅%平均值为64.2 Gy，VMAT72计划则进一步提升至67.7 Gy，显著高于常规VMAT60计划的61.0 Gy。均匀性指数（HI）在所有计划中均处于可接受范围内，但SIB计划的HI值略高于常规计划。适形指数（CI）随着剂量递增而略有下降，其中VMAT60与VMAT72之间以及VMAT66与VMAT72之间的差异具有统计学意义。

危及器官（OARs）剂量学评估

在肺部剂量学方面，三种计划的V₂₀、平均肺剂量（MLD）和V₅参数均无显著差异。然而，VMAT66计划的肺V₁₀显著高于VMAT60计划，提示小幅增加了中等剂量肺组织的照射体积。在心脏保护方面，VMAT66计划的平均心脏剂量显著高于VMAT60计划，但心脏V₂₅和V₄₅在所有计划间均无显著差异。脊髓最大剂量在计划间无显著变化，而VMAT66计划的平均食管剂量显著高于VMAT60计划，但食管最大剂量未见显著差异。

讨论与结论

本研究通过详细的剂量学分析，证实了多壳层SIB-VMAT技术在肺癌放疗剂量递增中的应用潜力。研究结果表明，该技术能够在不显著牺牲计划质量的前提下，成功将肿瘤核心区域的剂量提升至72 Gy，同时对关键器官的保护控制在可接受范围内。尽管VMAT66计划在平均心脏剂量和平均食管剂量上显示出一定增加，但高剂量区域（如心脏V₂₅/V₄₅）并未受到显著影响，这表明剂量递增带来的潜在风险可能主要集中在低至中等剂量水平，而非高剂量区域。

然而，研究者也指出了本研究的若干局限性，包括样本量较小、缺乏生物学或毒性终点数据、呼吸运动管理策略描述不够详尽以及回顾性研究设计的固有局限。这些因素限制了研究结果的普遍适用性和临床直接转化能力。

综上所述，多壳层SIB-VMAT策略为肺癌放疗的剂量递增提供了一条富有前景的技术路径。它通过精准的剂量雕刻，实现了对肿瘤区域的强化打击与对正常组织的有效保护之间的平衡。未来的研究方向应包括开展大规模前瞻性临床 trials，纳入患者报告的结局指标和毒性数据，并结合先进的影像组学和生物标志物，进一步优化患者选择和治疗策略，最终推动肺癌精准放疗迈向新的台阶。这项研究为临床医生在权衡剂量递增的疗效增益与潜在毒性风险时提供了重要的剂量学依据，对优化肺癌放疗实践具有积极的指导意义。