危及器官邊界在估計心臟亞結構照射劑量中的作用*

黎艷萍 王曉紅 李 瑩 李俊玉 譚文勇 胡德勝

危及器官邊界在估計心臟亞結構照射劑量中的作用*

黎艷萍 王曉紅 李 瑩 李俊玉 譚文勇 胡德勝

目的：探討心臟亞結構（CS）的計劃危及體積（PRV）在左乳癌調強放療（IMRT）中估計CS照射劑量的作用。方法：勾畫23例左乳腺癌保乳后IMRT患者的CS，以CS的平均運動幅度為外放邊界建立PRV。設計2個不同的IMRT計劃并計算CS及PRV的體積、平均劑量、最大劑量（D2%）和標準差，并計算CS和其PRV的平均劑量、D2%的差別。結果：與CS本身相比，心臟和左心室PRV體積增加50%～80%，冠狀動脈主干及主要分支PRV體積增加18.7～42.6倍。在兩個不同IMRT計劃中，心臟、心臟前壁區(qū)域（AMT）、前降支及相應的PRV的平均劑量分別為9.4～11.4 Gy、11.0～17.5 Gy、22.6～27.8 Gy，其D2%分別為24.5～36.2 Gy、28.2～38.8 Gy、36～45 Gy。冠狀動脈左右主干、右緣支和左旋支的平均劑量為8.6～14.9 Gy，D2%為12.5～23.7 Gy。與CS的劑量相比，相應的PRV的平均劑量差別為-2.5%～12.5%，D2%增加了8.0%～43.1%。多數CS的PRV劑量的標準差明顯增大。結論：在左乳癌保乳后IMRT中CS和相應PRV的平均劑量差別＜12%。

乳腺癌 放射療法 調強放療 器官運動 心臟病

可治愈的惡性腫瘤如乳腺癌和霍奇金淋巴瘤在接受胸部放療后，放射相關性心臟病越來越多的得到關注［1-3］，其發(fā)生可能與心臟照射的體積和/或劑量相關［2］。實際上，胸部放療時心臟所接受的照射劑量并不均勻，如乳腺癌術后放療時心臟的前部接受的劑量高于其他部位。為此在Tan等［4-6］以前的一系列研究中，提出了心臟前壁區(qū)域（anterior myocardial territory，AMT）的概念，并推薦在左側乳腺癌保乳術后的調強放療（intensity-modulated radiotherapy，IMRT）中，用AMT取代心臟作為一個獨立的危及器官（or-gan at risk，OAR）可更好的保護心臟。在Tan等［4-5］研究中AMT包括多個心臟亞結構（cardiac substructure，CS）如左右冠狀動脈主干和分布在心臟前表面的冠狀動脈，及大的分支如前降支、右緣支、左旋支。此外Tan等［6］也報道了CS由于心臟搏動所致的器官運動范圍為3～8 mm。本研究的目的是探討CS危及計劃體積（planning risk volume，PRV）及估計左側乳腺癌IMRT時CS的照射劑量的作用，為今后準確估計心臟劑量、評估放療相關的心臟并發(fā)癥風險提供參考。

1 材料與方法

1.1 IMRT計劃

23例左側乳腺癌接受保乳手術后放療入組研究，采用左半胸的5野逆向動態(tài)調強技術，其處方劑量為50 Gy，25次。詳細的靶區(qū)定義，IMRT計劃的照射野、劑量體積限制參數等在Tan等［4-5］的研究中已有詳細的描述。

1.2 心臟亞結構的定義

心臟包括所有的心肌，排除大血管；左心室包括左心室的心肌及室間隔；AMT為心臟的前表面及其后1 cm后的心肌組織，同時也包括冠狀動脈主干及心臟前表面的主要分支如前降支、右緣支、左旋支。這些冠狀動脈的分支均起始于各自從冠狀動脈主干分支處到左心室的心室內面的最下的層面為止［6］。CS的詳細定義見以前的研究［4-6］。在勾畫冠狀動脈及分支時，主要根據影像解剖判斷，對于部分層面難于確定，在這些層面上不直接勾畫，采用通過上下層面自動插置的方法以減少勾畫的不確定性。

1.3 心臟亞結構的劑量體積參數

所有的IMRT計劃中OAR包括左右肺、右側乳腺、心臟或AMT。每個患者的計劃選擇2個IMRT計劃：將包括心臟 的IMRT計劃，稱為IMRT（H）計劃（目前的標準方法）；將包括AMT的IMRT計劃稱為IMRT（AMT）計劃（本研究所推薦的方法）。在完成CS的勾畫后，并根據以前的所測的CS運動幅度［6］作為外放邊界建立相應的PRV。在IMRT（H）計劃和IMRT（AMT）計劃中分別計算CS及其PRV的體積、平均劑量和D2%（最大劑量，2%的CS或PRV體積接受的照射劑量），CS或PRV照射劑量的標準差（standard deviation，SD）為劑量均勻性的替代指標［7］。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用配對t檢驗比較同一個IMRT計劃中的CS和其PRV的照射劑量、SD的差別，同樣采用t檢驗比較IMRT（H）計劃和IMRT（AMT）計劃中CS和PRV的劑量差別。所有的檢驗以P＜0.05作為有統(tǒng)計學意義，所有的統(tǒng)計學分析通過SPSS 20.0軟件包完成。

2 結果

2.1 CS的體積

通過外放一定的邊界得到PRV后，心臟和左心室的體積增加50%～80%，AMT的體積增加5.2倍，而冠狀動脈主干及主要分支的體積均在0.5 cm3以下，而其相應的PRV體積達到4.8～9.9 cm3，增加了18.7～42.6倍（表1）。

2.2 IMRT（H）計劃中CS的照射劑量

在IMRT（H）中心臟和PRV的平均劑量分別為11.0 Gy和11.4 Gy，D2%為33.5 Gy和36.2 Gy，與心臟本身的劑量相比，心臟PRV的平均劑量和D2%分別增加5.5%和12.1%（表2）。AMT和其PRV的平均劑量分別17.5 Gy和16.0 Gy，其D2%分別為35.9 Gy和38.8 Gy，與AMT本身的劑量相比，其PRV的平均劑量下降了8.4%，而D2%增加了9.4%均具有統(tǒng)計學意義。左心室PRV的平均劑量和D2%均較左心室本身的劑量有不同程度的增加。在冠狀動脈及其分支中，前降支及PRV的平均劑量分別為27.8 Gy和26.2 Gy，D2%分別為41.5 Gy和45.8 Gy，高于其他動冠狀動脈分支。其他的冠狀動脈及分支包括左右主干、左旋支、右緣支的平均劑量為（9.4～14.2）Gy，D2%為（12.5～19.5）Gy；外放PRV邊界后，PRV的平均劑量變化明顯，所有冠狀動脈的D2%均增加（12.1～33.2）%，有明顯統(tǒng)計學意義（表2）。

2.3 IMRT（AMT）中CS的照射劑量

在IMRT（AMT）中心臟和PRV的平均劑量分別9.4 Gy和9.9Gy，D2%為24.5 Gy和32.2 Gy，與心臟本身的劑量相比，心臟PRV的平均劑量和D2%分別增加5.8%和33.6%，有明顯統(tǒng)計學意義（表3）。AMT和其PRV的平均劑量分別為11.0 Gy和11.3 Gy，D2%分別為28.2 Gy和31.8 Gy；與AMT本身的劑量相比，其PRV的平均劑量和D2%分別增加了2.0%和21.9%。與左心室本身的劑量相比，其PRV的平均劑量和D2%均分別增加8.3%和43.1%。在冠狀動脈及其分支中，前降支及PRV的平均劑量分別為22.6 Gy和23.7 Gy，D2%分別為35.7 Gy和44.3 Gy，明顯高于其他動脈。其它的冠狀動脈及分支包括左右主干、左旋支、右緣支的平均劑量為（8.6～14.9）Gy，D2%為（13.7～23.7）Gy；在CS外放建立PRV后，PRV的平均劑量變化明顯，前降支和左旋支的D2%升高有顯著統(tǒng)計學意義（表3）。

與IMRT（H）計劃相比，IMRT（AMT）計劃中的心臟、AMT和左心室的平均劑量和D2%均明顯降低（表3）；前降支的平均劑量和D2%分別降低（15.0±10.7）%（95%CI：0.5%，30.6%）和（15.0±13.8）%（95%CI：2.2%，30.6%），其PRV的平均劑量和D2%分別降低（14.0±10.4）%（95%CI：0.5%，29.3%）和（3.4±5.1）%（95%CI：1.6%，11.6%），均有明顯的統(tǒng)計學意義（表3）。

2.4 其PRV劑量體積參數的標準差

心臟、左心室、右冠狀動脈主干、前降支和右緣支的PRV劑量的SD在兩個IMRT計劃中都明顯增加（表4）。AMT的SD在IMRT（AMT）計劃中明顯增加，而左冠狀動脈主干在的SD在IMRT（H）計劃中明顯增加。

表1 各個心臟亞結構及相應的危及計劃體積 （±s）Table 1 Volume of cardiac substructure and its planning risk volume （±s）

表1 各個心臟亞結構及相應的危及計劃體積 （±s）Table 1 Volume of cardiac substructure and its planning risk volume （±s）

Abreaviations：SD：standard deviation；VROIand VPRVwere the volume of cardiac substructure and its planning risk volume；AMT：anterior myocardial territory;LCMA=left coronary artery;RCMA=right coronary artery;LAD=left anterior descending artery;LCxA=left circumflex artery;RMA=right marginal artery.95%confidence interval was shown in the brackets

Cardiac substructure The heart AMT Left ventricle LCMA RCMA LAD LCxA RMA VROI（cm3）369.3±59.2（238.2，454.6）66.3±15.4（42.9，94.1）137.3±34.0（80.7，212.3）0.3±0.1（0.1，0.4）0.4±0.1（0.2，0.6）0.4±0.2（0.1，0.8）0.3±0.2（0.1，0.9）0.3±0.2（0.1，0.6）VPRV（cm3）554.7±83.1（377.8，673.2）193.3±40.0（124.0，262.1）240.1±48.8（154.0，347.0）4.8±1.6（1.7，7.7）7.1±2.2（4.8，12.7）13.5±3.4（7.7，18.0）7.0±2.3（2.3，9.9）9.9±2.3（5.9，13.9）Increase 0.51±0.08（0.36，0.60）5.16±3.27（2.08，11.47）0.77±0.10（0.60，0.90）19.81±9.85（11.80，37.10）18.71±6.46（11.70，31.05）42.59±14.79（26.70，64.80）30.50±17.15（11.60，57.90）38.73±21.42（16.52，71.60）

表2 IMRT（H）計劃的劑量體積參數 （±s）Table 2 Dose-volume parameters in IMRT（H）planning （±s）

表2 IMRT（H）計劃的劑量體積參數 （±s）Table 2 Dose-volume parameters in IMRT（H）planning （±s）

Abreaviations：SD：standard deviation；Dmean：the mean dose；DROIand DPRVwere the planned radiation dose of cardiac substructure and its planning risk volume；AMT：anterior myocardial territory；LCMA=left coronary artery；RCMA=right coronary artery；LAD=left anterior descending artery；LCxA=left circumflex artery；RMA=right marginal artery

Cardiac substructure The heart Dmean AMT Left ventricle LCMA RCMA LAD LCxA RMA DROI（Gy）11.0±4.0（4.8，20.5）17.5±6.7（8.7，31.5）12.8±4.6（6.7，22.8）10.3±3.0（5.5，14.9）14.2±5.3（8.0，27.8）27.8±11.3（13.6，42.6）9.6±2.8（4.8，14.5）11.7±2.8（8.6，17.4）DPRV（Gy）11.4±3.9（6.1，20.2）16.0±6.0（7.8，29.0）13.0±4.4（6.6，22.5）10.5±3.2（5.0，15.4）14.2±4.9（8.1，26.8）26.2±7.9（7.9，16.1）9.4±2.5（5.0，13.7）12.9±4.2（5.9，20.8）Difference（%）5.5±8.0（-3.1，16.8）-8.4±5.1（-16.5，-2.5）1.9±3.8（-3.1，8.1）1.6±4.6（-6.1，7.6）0.6±4.9（-5.6，9.1）-1.1±14.3（-17.5，19.6）-1.1±6.1（-9.1，8.9）12.5±39.7（-18.6，69.6）D2%P DROI（Gy）33.5±12.1（12.2，49.6）35.9±11.8（12.0，51.4）32.7±12.1（9.8，50.5）12.4±3.7（6.4，18.6）16.8±7.4（8.9，38.5）41.5±9.9（26.8，53.9）12.5±4.9（5.2，25.2）15.1±4.4（6.9，21.0）DPRV（Gy）36.2±11.2（15.3，51.5）38.8±11.5（14.5，52.3）37.3±11.7（12.7，51.8）14.5±4.5（6.8，20.2）19.5±7.7（10.4，40.9）45.8±8.5（25.2，54.0）14.3±4.6（8.8，26.7）16.2±3.8（9.0，21.2）difference（%）12.1±19.7（-20.6，35.7）9.4±7.9（1.5，23.5）16.6±11.5（2.2，34.7）19.7±31.2（-6.3，68.1）17.7±9.7（6.3，33.4）12.1±13.3（-2.4，34.7）24.5±55.7（1.0，110.5）33.2±34.6（-17.1，73.7）P 0.012 0 0.185 0.188 0 0 0.0920.016 0.8690 0.1640.002 0.3200.039 0.2290.050

表3 IMRT（AMT）計劃的劑量體積參數 （±s）Table 3 Dose-volume parameters in IMRT（AMT）planning （±s）

表3 IMRT（AMT）計劃的劑量體積參數 （±s）Table 3 Dose-volume parameters in IMRT（AMT）planning （±s）

Abreaviations：SD：standard deviation；Dmean：the mean dose；DROIand DPRVwere the planned radiation dose of cardiac substructure and its planning risk volume；AMT：anterior myocardial territory；LCMA=left coronary artery；RCMA=right coronary artery；LAD=left anterior descending artery；LCxA=left circumflex artery；RMA=right marginal artery.*：The dose-volume parameter between IMRT（H）and IMRT（AMT）plan was statistically different with the P＜0.05.95%confidence interval was shown in the brackets

Cardiac substructure The heart Dmean AMT Left ventricle LCMA RCMA LAD LCxA RMA DROI（Gy）9.4±4.0（4.6，18.6）*11.0±2.7（6.1，14.1）*9.7±3.8（5.1，20.3）*10.5±3.6（5.1，15.8）14.9±6.1（6.3，26.9）23.7±10.4（11.4，40.2）*9.1±3.9（3.9，20.5）10.8±4.4（3.4，17.5）DPRV（Gy）9.9±3.9（5.0，18.4）*11.3±2.9（5.9，14.8）*10.5±4.0（5.0，20.2）*10.5±3.6（4.1，16.0）14.0±5.5（6.6，26.2）22.6±7.7（12.6，37.0）*8.6±2.1（4.1，12.4）*11.1±4.1（4.4，17.7）Difference（%）5.8±6.3（-4.5，13.3）2.0±6.3（-6.3，10.4）8.3±15.6（-2.8，31.1）-0.9±6.9（-12.2，6.2）-2.8±13.7（-22.2，8.6）0.1±13.9（-16.8，18.2）-0.8±12.2（-17.6，7.4）5.6±12.4（-9.7，24.1）D2%P P 0.0180.001 0.2800.097 0.1020 0.6730.341 0.3170.768 0.2510 0.4780.002 0.423 DROI（Gy）24.5±11.9（11.2，47.8）*28.2±14.5（12.0，50.9）*22.2±11.3（9.8，50.4）*13.8±5.2（6.4，22.6）18.8±9.7（7.8，38.5）35.7±11.1（16.8，49.2）*13.7±10.9（5.2，49.0）15.8±4.0（6.9，21.0）DPRV（Gy）32.2±13.3（12.0，50.9）*31.8±11.9（14.4，50.8）*30.5±12.1（12.7，52.2）*14.3±4.9（6.8，22.6）23.7±10.4（11.4，40.2）44.3±8.6（25.2，54.8）*14.7±11.1（5.0，50.2）17.8±6.6（8.1，34.8）Difference（%）33.6±28.5（-4.7，80.9）21.9±25.4（-14.4，51.1）43.1±26.8（12.3，82.4）5.7±11.5（-11.9，16.7）8.3±21.4（-31.8，31.6）29.9±23.7（5.9，71.9）8.0±8.3（-0.9，21.2）12.2±20.0（-8.9，39.0）0.080

表4 兩個調強計劃中各心臟亞結構及其危及計劃體積劑量的標準差 （±s）Table 4 Standard deviation of radiation dose to cardiac substructure and its planning risk volume in IMRT（H）and IMRT（AMT）plan （±s）

表4 兩個調強計劃中各心臟亞結構及其危及計劃體積劑量的標準差 （±s）Table 4 Standard deviation of radiation dose to cardiac substructure and its planning risk volume in IMRT（H）and IMRT（AMT）plan （±s）

Abreaviations：SD：standard deviation；Dmean：the mean dose；DROIand DPRVwere the planned radiation dose of cardiac substructure and its planning risk volume；AMT：anterior myocardial territory；LCMA=left coronary artery；RCMA=right coronary artery；LAD=left anterior descending artery；LCxA=left circumflex artery；RMA=right marginal artery.#：Standard deviation is a surrogate to estimate the dose homogeniety of cardiac substructure and its planning risk volume.*：The dose-volume parameter between IMRT（H）and IMRT（AMT）plan was statistically different with the P＜0.05.95%confidence interval was shown in the brackets

Cardiac substructure The heart IMRT（H）plan AMT left ventricle LCMA RCMA LAD LCxA RMA DROI（Gy）6.6±2.4（3.3，11.4）7.6±3.7（0.5，13.4）6.6±2.7（3.5，11.6）1.1±0.6（0.4，2.1）1.5±1.9（0.5，7.7）8.8±3.3（4.1，14.1）2.0±2.4（0.2，8.5）1.8±1.2（0.5，4.7）DPRV（Gy）7.9±2.4（3.8，12.4）8.3±3.2（3.3，13.4）7.9±2.7（4.2，12.5）1.8±0.5（1.1，2.8）3.0±2.4（1.2，9.1）10.6±4.2（0.1，16.1）2.0±2.1（0.4，8.6）2.8±1.5（1.2，6.9）IMRT（AMT）plan P 0 0.230 0 0 0 P 0 0 0 0.850 0.020 0.0500 0.9500.340 0.040 DROI（Gy）4.9±2.4*（2.3，10.2）4.2±1.6*（2.1，6.8）3.8±2.3*（1.9，10.5）1.9±2.7（0.6，10.5）1.6±1.8（0.6，7.4）7.1±3.7*（2.2，12.4）1.7±2.6（0.5，10.2）2.0±1.0（0.8，4.1）DPRV（Gy）6.5±2.6（2.9，11.5）5.5±1.6*（2.2，8.0）5.7±3.0*（2.9，15.0）1.7±0.7（1.1，3.3）3.5±3.1（1.2，11.1）10.3±3.4（5.3，15.0）1.9±1.9（0.7，8.2）3.1±1.6（1.6，7.6）0

3 討論

本研究表明通過對心臟亞結構外放一定的邊界建立其相應的PRV，PRV體積較CS的體積增加了0.5～42倍。在左側保乳術后IMRT中，多數CS的PRV平均劑量和所有CS的最大劑量均較CS本身的劑量增加；CS和其相應PRV的平均劑量差別＜12%，但最大劑量的差別更為大，提示在CS的PRV接受更加不均勻的照射劑量。

近十多年來，放射相關性心臟病越來越受到關注。牛津大學研究組［8-10］的一系列研究結果表明乳腺癌放療后心臟病的死亡風險增加；最近該研究組分析了瑞典和丹麥34 825例乳腺癌患者的放療后心臟病死亡率和發(fā)生率，左右側乳腺癌放療后心臟病的死亡率沒有明顯差別；但是左側乳腺癌的心肌梗死、心絞痛、心包炎和心臟瓣膜病的發(fā)生風險分別增加22%、25%、61%和54%［10］。左側和右側乳腺癌的術后放療相關性心臟病中，缺血性心臟病占所有的心臟事件占38.6%和35.3%，高血壓分別占9.2%和9.0%，心包炎、心臟瓣膜病分別占2.6%和1.8%、4.1%和3.0%。隨著放療技術的提高，心臟的照射劑量越來越低，乳腺癌放療相關的心臟病死亡率也在逐漸降低。但是筆者認為在進行乳腺癌（特別是左側乳腺癌）放療時不能忽略放療后心臟病并發(fā)癥如缺血性心臟病的風險；也需特別關注放療相關的亞臨床心臟病如局部心肌缺血等。

關于放射相關性心臟病與心臟劑量體積參數目前沒有完全一致的意見，可能根據患者基礎疾病、腫瘤可治愈性、心臟與靶區(qū)的解剖關系等多方面考慮更為合適，在不犧牲靶區(qū)劑量分布的前提下盡可能降低心臟的照射劑量和/或體積是明智之舉。Gagliardi等［2］推薦在乳腺癌放療時心臟的劑量限制為V25 Gy＜10%。Taylor等［11-12］分析了近半個世紀來瑞典和丹麥乳腺癌放療時心臟及冠狀動脈的照射劑量的情況。在瑞典乳腺癌照射方案中，心臟的劑量為＜0.1 Gy到23.6 Gy，前降支、右冠狀動脈、左旋支的生物有效劑量范圍分別為＜0.1 Gy到46.3 Gy、＜0.1 Gy到25.1 Gy、＜0.1 Gy到17.2 Gy。在丹麥乳腺癌的照射方案中，左側和右側乳腺癌的心臟的劑量大約為（3～5）Gy和（2～3）Gy；前降支劑量為6～29.1 Gy；且其他的冠狀動脈如右主干、左旋支的劑量明顯低于前降支［12］。最近，Darby等［13］長期隨訪分析結果表明放療相關缺血性心臟病所致的主要冠狀動脈事件（心肌梗死、冠狀動脈狹窄、冠心病死亡）與心臟的平均劑量相關，心臟平均劑量每增加1 Gy時主要冠狀動脈事件風險增加7.4%，提示心臟的照射劑量越低越安全。但是這些數據均來自于相對比較舊的照射技術，最近三維適形或調強技術廣泛用于乳腺癌的放療，研究結果提示心臟的平均照射劑量＜10 Gy［13］。本研究CS的照射劑量與目前文獻報道［8-14］中CS的劑量基本一致。

放射相關心臟病的本質是一種包括微血管和大血管損傷所致的血管性疾病，微血管病變的特征是毛細血管密度降低從而導致心肌慢性缺血、纖維化；大血管病變主要是通過多種機制加速年齡相關的動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展［1］。發(fā)生這些病變相關的劑量體積效應關系尚不明確，可以推測降低這些亞結構的照射劑量可能降低微血管病變的發(fā)生率或減慢大血管病變的發(fā)展速度?；谝陨峡紤]，Tan等［4-6］在以前的研究中提出了在左側乳腺癌的放療是需要特別保護心臟的前部，因為這個部位不僅是在心臟中接受照射劑量最高的部分，也是多條冠狀動脈及分支的解剖分布區(qū)域；即使在自然人群中發(fā)生心肌缺血最常見的部位是前降支供血區(qū)域，且90%以上冠狀動脈粥樣硬化約發(fā)生在左右主干、前降支、右緣支和左旋支［15-17］。因此心臟前壁區(qū)域的概念從多個方面來講具有其合理性［4-6］。在本研究中通過外放一定的邊界來模擬心臟運動所導致的劑量不確定性，結果發(fā)現對于CS與其相應PRV的平均劑量的差別小于12%，有助于準確估計心臟放療相關并發(fā)癥的劑量-體積-效應關系。

本研究也存在一些不足，如缺乏CS的勾畫統(tǒng)一規(guī)范，存在不確定性；胸部放療時計劃劑量與實際接受的劑量存在一定差別，主要由系統(tǒng)誤差、器官運動和擺位誤差等引起，本研究僅納入器官運動研究其對CS的影響；在本研究中以心臟亞結構的在三維方向上平均運動幅度作為PRV的邊界并非完全合理。盡管存在上述不足，這并不影響本研究的結論及其臨床意義，為今后研究心臟亞結構的真正耐受劑量提供依據。

總之，如考慮心臟運動估計CS和其計劃危及體積的平均照射劑量差別＜12%，其最大劑量的差別更大，CS外放邊界建立其PRV增加其劑量不均勻性。在左側乳腺癌IMRT時以心臟前壁區(qū)域作為危及器官并給予適當劑量體積參數限制條件，可更進一步降低心臟、心臟前部區(qū)域、左心室和冠狀動脈前降支的照射劑量，可能有助于降低放射相關心血管損傷的風險。今后需更深入研究心臟亞結構照射劑量-體積-效應關系。

1 Darby SC,Cutter DJ,Boerma M,et al.Radiation-related heart disease：current knowledge and future prospects[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2010,76(3)：656-665.

2 Gagliardi G,Constine LS,Moiseenko V,et al.Radiation dose-volume effects in the heart[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2010,76(3 Suppl)：S77-S85.

3 Sardaro A,Petruzzelli MF,D'Errico MP,et al.Radiation-induced cardiac damage in early left breast cancer patients：Risk factors,biological mechanisms,radiobiology,and dosimetric constraints[J].Radiother Oncol,2012,103(2)：133-142.

4 Tan W,Wang X,Qiu D,et al.Dosimetric comparison of intensity-modulated radiotherapy plans,with or without anterior myocardial territory and left ventricle as organs at risk,in early-stage left-sided breast cancer patients[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2011,81(5)：1544-1551.

5 Tan W,Liu D,Xue C,et al.Anterior myocardial territory may replace the heart as organ at risk in intensity-modulated radiotherapy for left-sided breast cancer[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2012,82(5)：1689-1697.

6 Tan W,Xu L,Wang X,et al.Estimation of the displacement of cardiac substructures and the motion of the coronary arteries using electrocardiographic gating[J].Oncol Targets Ther,2013,6：1325-1332.

7 Hodapp N.ICRU Report 83：prescribing,recording and reporting photon beam intensity-modulated radiation therapy(IMRT)[J].J ICRU,2010,10：97-99.

8 Early Breast Cancer Trialists'Collaborative Group.Effects of radiotherapy and surgery in early breast cancer.An overview of the randomized trials[J].N Engl J Med,1995,333(22)：1444-1455.

9 Darby SC,McGale P,Taylor CW,et al.Long-term mortality from heart disease and lung cancer after radiotherapy for early breast cancer：prospective cohort study of about 300,000 women in US SEER cancer registries[J].Lancet Oncol,2005,6(8)：557-565.

10 McGale P,Darby SC,Hall P,et al.Incidence of heart disease in 35,000 women treated with radiotherapy for breast cancer in Denmark and Sweden[J].Radiother Oncol,2011,100(2)：167-175.

11 Taylor CW,Nisbet A,McGale P,et al.Cardiac doses from Swedish breast cancer radiotherapy since the 1950s[J].Radiother Oncol,2009,90(1)：127-135.

12 Taylor CW,Br?nnum D,Darby SC,et al.Cardiac dose estimates from Danish and Swedish breast cancer radiotherapy during 1977-2001[J].Radiother Oncol,2011,100(2)：176-183.

13 Darby SC,Ewertz M,McGale P,et al.Risk of ischemic heart disease in women after radiotherapy for breast cancer[J].N Engl J Med,2013,368(11)：987-998.

14 Rudat V,Alaradi AA,Mohamed A,et al.Tangential beam IMRT versus tangential beam 3D-CRT of the chest wall in postmastectomy breast cancer patients：a dosimetric comparison[J].Radiat Oncol,2011,6：26.

15 Schoen FJ.Robbins&Cotran.Pathologic basis of disease[M].7th ed.Philadelphia：WB Saunders,2005：571－587.

16 Al Badarin FJ,Spertus JA,Gosch KL,et al.Initiation of statin therapy after acute myocardial infarction is not associated with worsening depressive symptoms：insights from the Prospective Registry Evaluating Outcomes After Myocardial Infarctions：Events and Recovery(PREMIER)and Translational Research Investigating Underlying Disparities in Acute Myocardial Infarction Patients'Health Status(TRIUMPH)registries[J].Am Heart J,2013,166(5)：879-886.

17 Penela D,Van Huls Vans Taxis C,Aquinaqa L,et al.Neurohormonal,structural,and functional recovery pattern after premature ventricular complex ablation is independent of structural heart disease status in patients with depressed left ventricular ejection fraction：a prospective multicenter study[J].J Am Coll Cardiol,2013,62(13)：1195-1202.

（2013-08-23收稿）

（2013-10-26修回）

Estimated radiation dose to cardiac substructures and their corresponding planning risk volumes

Yanping LI,Xiaohong WANG,Ying LI,Junyu LI,Wenyong TAN,Desheng HU

Wenyong TAN;E-mail:tanwyym@hotmail.com
Department of Radiation Oncology,Hubei Cancer Hospital,Wuhan 430079,China.

Objective:To investigate the role of planning risk volume(PRV)in estimating the radiation dose for various cardiac substructures(CS).Methods:The CS of 23 patients with left-sided breast cancer who underwent postoperative intensity-modulated radiotherapy(IMRT)was delineated.PRV was expanded from CS with an additional margin determined by the mean amplitude of cardiac motion.Two IMRT plans were designed.The volume,mean dose,maximal dose(D2%),and standard deviation of CS and its PRV were calculated.Results:In comparison to the volume of CS,the PRV of the heart,specifically the left ventricle,increased by 50%to 80%,whereas the PRV of the main coronary arteries and sub-branches increased by 18.7 times to 42.6 times.In the two IMRT plans,the mean dose to the heart,anterior myocardial territory,anterior descending artery,and their corresponding PRVs ranged from 9.4 Gy to 11.4 Gy,11.0 Gy to 17.5 Gy,and 22.6 Gy to 27.8 Gy,respectively.The D2%to CS and its PRV was 24.5 Gy to 36.2 Gy,28.2 Gy to 38.8Gy,and 36 Gy to 45 Gy.The mean dose and D2%to the coronary arteries,including both left and right main coronary arteries,right marginal artery,and left circumflex artery,were 8.6 Gy to 14.9 Gy and 12.5 Gy to 23.7 Gy,respectively.The difference of the mean dose and D2%to CS and its corresponding PRVs was 2.5%to 12.5%and 8.0%to 43.1%,respectively.Compared with the standard deviation of the radiation dose to CS,majority of the standard deviation to PRVs increased significantly.Conclusion:The radiation dose difference between CS and its corresponding PRVs is＜12%.

breast cancer,radiotherapy,intensity-modulated radiotherapy,organ motion,heart disease

10.3969/j.issn.1000-8179.20131395

湖北省腫瘤醫(yī)院放療科（武漢市430079）

*本文課題受湖北省自然科學基金項目（編號：2012FFB01702）資助

譚文勇 tanwyym@hotmail.com

This work was supported by the Hubei Provincial Natural Science Foundation(No.2012FFB01702).

（本文編輯：周曉穎）

黎艷萍 副主任醫(yī)師，主要研究方向為腫瘤放射治療的臨床研究。

E-mail：cxc0101@163.com