快速旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃在乳腺癌術(shù)后放療中的應(yīng)用價(jià)值

賀春鈺，木克代斯·拜克提亞爾，木妮熱·木沙江（新疆醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院，烏魯木齊830011）

快速旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃在乳腺癌術(shù)后放療中的應(yīng)用價(jià)值

賀春鈺，木克代斯·拜克提亞爾，木妮熱·木沙江
（新疆醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院，烏魯木齊830011）

目的 探討快速旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)（RapidArc）計(jì)劃在乳腺癌術(shù)后放療中的應(yīng)用價(jià)值。方法 選擇20例左側(cè)女性乳腺癌患者定位CT圖像（10例保乳術(shù)后和10例改良根治術(shù)后），統(tǒng)一勾畫靶區(qū)，分別設(shè)計(jì)RapidArc計(jì)劃和5野逆向調(diào)強(qiáng)放療（5F-IMRT）計(jì)劃，根據(jù)劑量-直方圖比較兩種計(jì)劃的靶區(qū)和危及器官體積-劑量關(guān)系、適形度指數(shù)（CI）、均勻性指數(shù)、機(jī)器跳數(shù)及治療時(shí)間。結(jié)果 在兩種不同手術(shù)方式下，RapidArc計(jì)劃的靶區(qū)均勻性指數(shù)數(shù)值均低于5F-IMRT計(jì)劃，且機(jī)器跳數(shù)、治療時(shí)間明顯減少（P均＜0.05）；在改良根治術(shù)后，RapidArc計(jì)劃中的CI、患側(cè)肺的平均劑量、V5、V10、心臟V5均高于5F-IMRT計(jì)劃（P均＜0.05）；保乳術(shù)后，RapidArc計(jì)劃中的患側(cè)肺的V5、心臟V5均高于5F-IMRT計(jì)劃（P均＜0.05）。結(jié)論 乳腺癌術(shù)后RapidArc計(jì)劃能改善靶區(qū)均勻性，減少機(jī)器跳數(shù)，但可增加危及器官低劑量體積，且計(jì)劃制定時(shí)間長(zhǎng)。

乳腺腫瘤；快速旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)；逆向調(diào)強(qiáng)放療；劑量學(xué)

放療是乳腺癌綜合治療中必不可少的治療手段。既往用于乳腺癌術(shù)后的放療多涉及固定野的靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放療，該技術(shù)改善了劑量均勻性，但對(duì)適形度提高較少［1］。近年來(lái)乳腺癌術(shù)后逆向調(diào)強(qiáng)放療（IMRT）研究較多，其目的是進(jìn)一步提高靶區(qū)適形度和劑量均勻性［2］。近來(lái)基于容積調(diào)強(qiáng)（VMAT）的快速旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（RapidArc）技術(shù)是在機(jī)架連續(xù)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，通過(guò)多葉準(zhǔn)直器連續(xù)運(yùn)動(dòng)來(lái)不斷改變?cè)O(shè)野大小和形狀的一種錐形束調(diào)強(qiáng)放療方式，廣泛用于前列腺癌、直腸癌、鼻咽癌等多種腫瘤的治療。而在乳腺癌放射治療中的應(yīng)用價(jià)值尚需臨床驗(yàn)證。2014年，我們?cè)诒Ｈ樾g(shù)后和改良根治術(shù)后的患者中分別制定了RapidArc和5野IMRT（5F-IMRT）計(jì)劃，擬通過(guò)劑量學(xué)指標(biāo)的比較來(lái)探尋符合臨床需求的最優(yōu)方案。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2014年本院有放療指征的左側(cè)乳腺癌保乳術(shù)后和改良根治術(shù)后的女性患者的CT定位圖像各10例，20例患者中位年齡45.5歲，病理檢查結(jié)果均為浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌，分期為pT1-2N0-1M0。由一位副主任醫(yī)師勾畫靶區(qū)及危及器官。保乳患者靶區(qū)包括全乳、胸壁（或）鎖骨上/區(qū)淋巴結(jié)區(qū)。改良根治術(shù)后患者靶區(qū)包括患側(cè)胸壁和（或）鎖骨上/區(qū)淋巴結(jié)區(qū)。胸壁、乳腺及鎖骨上/下區(qū)的淋巴引流區(qū)及危及器官（心臟、同側(cè)肺、對(duì)側(cè)肺及對(duì)側(cè)乳腺）勾畫參考文獻(xiàn)［3，4］。

1.2 計(jì)劃制定 每個(gè)患者均分別制定5F-IMRT、RapidArc計(jì)劃。5F-IMRT計(jì)劃等中心放在整個(gè)靶區(qū)的中心層面，機(jī)架角角度大致設(shè)定為0°、52°、100°、150°、306°，子野的面積≥9 cm2和機(jī)器跳數(shù)＞5 MU，給予一定優(yōu)化條件，由TPS自行優(yōu)化，反復(fù)調(diào)整優(yōu)化參數(shù)最終達(dá)到理想劑量分布。RapidArc計(jì)劃：采用共面和旋轉(zhuǎn)方向相反的兩部分弧方式布野，兩個(gè)弧度范圍大致相同，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)機(jī)架角起始角范圍為130°～145°，終止角度為290°～305°，每個(gè)旋轉(zhuǎn)弧設(shè)置一定的準(zhǔn)直器角度和大小。兩個(gè)計(jì)劃設(shè)置相同的優(yōu)化條件及危及器官、靶區(qū)權(quán)重。靶區(qū)PTV處方劑量為50 Gy/25次，最大劑量不超過(guò)110%的處方劑量，正常組織限量：心臟V15≤30%，V30＜20%，V40＜15%，心臟平均劑量≤20 Gy；患側(cè)肺V20＜25%，平均劑量≤15 Gy，雙側(cè)肺臟V20＜18%；對(duì)側(cè)乳腺最大劑量＜8 Gy。

1.3 評(píng)估指標(biāo) 通過(guò)DVH評(píng)價(jià)兩種治療計(jì)劃的靶區(qū)劑量分布、危及器官受照射的劑量-體積關(guān)系。PTV比較參數(shù)：適形指數(shù)（CI）評(píng)價(jià)靶區(qū)與參考等劑量曲面的適形程度，計(jì)算公式=（VTref/VT）× （VTref/Vref）（其中VTref為參考等劑量線面所包繞的靶區(qū)體積；VT為靶區(qū)體積；Vref為參考等劑量線面所包繞的所有區(qū)域的體積），CI范圍為0～1，值越大，適形度越好；采用均勻指數(shù)（HI）評(píng)價(jià)靶區(qū)內(nèi)劑量分布的均勻性，計(jì)算公式=D2-D98/D處方× 100%，值越小，說(shuō)明均勻性越好；危及器官比較參數(shù)主要為Vx，定義為X%的處方劑量所包繞的器官或靶區(qū)體積。Dmean代表各危及器官的平均劑量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量數(shù)據(jù)用±s表示，兩種計(jì)劃的不同參數(shù)間比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 靶區(qū)劑量學(xué)比較 不同手術(shù)方式下的兩種放療計(jì)劃的靶區(qū)比較結(jié)果見表1、表2。改良根治術(shù)后：RapidArc計(jì)劃的靶區(qū)CI、HI優(yōu)于5F-IMRT計(jì)劃（t分別為5.521、-6.847，P＜均0.05），V95高于5 F-IMRT計(jì)劃（t=7.104，P＜0.05），但RapidArc計(jì)劃在MU和治療時(shí)間上較5F-IMRT計(jì)劃明顯減少（t分別為-9.831、-7.403，P均＜0.05）。保乳術(shù)后：RapidArc計(jì)劃的靶區(qū)HI優(yōu)于5 F-IMRT計(jì)劃（t=-8.045，P＜0.05），V95高于5 F-IMRT計(jì)劃（t=5.16，P＜0.05）；在MU和治療時(shí)間上較5F-IMRT計(jì)劃明顯減少（t分別為-9.725、-8.778，P均＜0.05）。

表1 改良根治術(shù)后兩種計(jì)劃PTV劑量學(xué)比較（±s）

表1 改良根治術(shù)后兩種計(jì)劃PTV劑量學(xué)比較（±s）

放療計(jì)劃CIHI（%）D95V95V100V110跳數(shù)（Mu）時(shí)間（min）2.64±0.63 5F-IMRT0.92±0.011.14±0.014 976.0±51.394.55±0.4495.55±1.462.50±1.01861.40±35.205.40±0.25 t 5.521-6.8470.8647.1040.4380.669-9.831-7.403 P 0.0010.0000.3750.0000.3920.4270.0000.000 RapidArc0.95±0.011.03±0.024 985.7±47.997.36±1.0696.33±0.572.50±1.07651.12±26.25

表2 保乳術(shù)后兩種計(jì)劃PTV劑量學(xué)比較（±s）

表2 保乳術(shù)后兩種計(jì)劃PTV劑量學(xué)比較（±s）

放療計(jì)劃CIHI（%）D95V95V100V110跳數(shù)（Mu）時(shí)間（min）2.84±0.72 5F-IMRT0.98±0.021.10±0.024 876.0±81.397.34±0.5396.75±0.661.80±0.27 1 274.60±35.207.25±1.08 t 0.720-8.0452.5805.1602.1040.890-9.725-8.778 P 0.7260.0000.1370.0000.1500.6410.0000.000 RapidArc0.98±0.031.02±0.014 955.7±47.999.08±1.0197.25±0.481.82±0.21684.26±31.18

2.2 危及器官劑量學(xué)比較 不同手術(shù)方式下的兩種放療計(jì)劃的危及器官比較結(jié)果見表3～6。改良根治術(shù)后RapidArc計(jì)劃中患側(cè)肺的Dmean（Gy）、V5、V10和心臟的V5均高于5F-IMRT計(jì)劃（P均＜0.05），保乳術(shù)后患側(cè)肺臟V5、心臟的Dmean（Gy）、V5均高于5F-IMRT計(jì)劃（P均＜0.05）。

表3 改良根治術(shù)后兩種計(jì)劃患側(cè)肺的劑量學(xué)比較±s）

表3 改良根治術(shù)后兩種計(jì)劃患側(cè)肺的劑量學(xué)比較±s）

放療計(jì)劃Dmean（Gy）V5V10V20V306.46±2.7110.83±1.57 5F-IMRT14.63±2.1951.52±2.8540.83±4.2826.33±2.0811.05±1.44 t 5.17211.9748.9800.8530.980 P RapidArc17.28±2.5455.41±3.2145.39±3.162 0.0000.0000.0000.5720.344

表4 改良根治術(shù)后兩種計(jì)劃心臟的劑量學(xué)比較（±s）

表4 改良根治術(shù)后兩種計(jì)劃心臟的劑量學(xué)比較（±s）

放療計(jì)劃DmeanV5V10V20V304.57±1.622.84±1.06 5F-IMRT15.68±5.1675.17±5.5248.36±6.8115.91±1.212.52±0.47 t 0.6217.5720.3640.8141.101 P RapidArc15.47±6.1080.56±4.9148.27±6.781 0.3470.0000.7360.4450.259

表5 保乳術(shù)后兩種計(jì)劃患側(cè)肺的劑量學(xué)比較±s）

表5 保乳術(shù)后兩種計(jì)劃患側(cè)肺的劑量學(xué)比較±s）

放療計(jì)劃Dmean（Gy）V5V10V20V303.58±2.6015.60±1.67 5F-IMRT15.26±0.4755.15±2.7245.83±4.7232.33±2.0816.16±2.84 t 0.84811.9740.9190.5860.956 P RapidArc15.35±0.4559.07±4.6246.41±4.383 0.4610.0000.3820.5850.334

表6 保乳術(shù)后兩種計(jì)劃心臟的劑量學(xué)比較（±s）

表6 保乳術(shù)后兩種計(jì)劃心臟的劑量學(xué)比較（±s）

放療計(jì)劃DmeanV5V10V20V301.81±0.781.42±0.77 5F-IMRT12.11±3.3767.04±3.6640.21±5.8111.27±1.011.42±0.53 t 1.92521.4610.8430.8581.032 P RapidArc12.09±3.2874.87±2.5840.04±3.511 0.1050.0000.3470.3820.210

3 討論

放射性肺和心臟損傷是乳腺癌放療中最重要的并發(fā)癥。由于肺和心臟均是并行器官，一般來(lái)說(shuō)高劑量的受照射體積可能對(duì)預(yù)測(cè)放射性損傷發(fā)生的意義更大［8］。由于肺組織對(duì)放射線具有低劑量超敏現(xiàn)象，因此有數(shù)據(jù)顯示V5、V10是預(yù)測(cè)放射性肺損傷的有效指標(biāo)［9］，但多數(shù)乳腺癌患者為女性，吸煙者罕見，發(fā)病年齡高峰在45～54歲［10］，肺部本身不存在嚴(yán)重的基礎(chǔ)病變，肺功能相對(duì)較好，因此低劑量體積的增加是否會(huì)增加乳腺癌患者放射性肺損傷發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)還需長(zhǎng)期隨訪和更全面的分析證實(shí)。

快速旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃應(yīng)用于臨床的時(shí)間較短且技術(shù)較復(fù)雜，RapidArc計(jì)劃最突出的特點(diǎn)就是機(jī)器跳數(shù)明顯減少，治療時(shí)間短，這不僅減少設(shè)備耗損，提高工作效率，而且對(duì)于難以長(zhǎng)時(shí)間保持體位的患者來(lái)說(shuō)減少了治療分次內(nèi)因體位變化和器官體積變化等因素導(dǎo)致的劑量誤差。鄭亞琴等［11］研究發(fā)現(xiàn)保乳術(shù)后RapidArc計(jì)劃?rùn)C(jī)器跳數(shù)減少了25%，治療時(shí)間節(jié)約60%。王佳浩等［12］比較了在乳腺癌改良根治術(shù)后固定野IMRT計(jì)劃與VMRT計(jì)劃也發(fā)現(xiàn)總跳數(shù)減少了27.5%，時(shí)間減少了65%。

本研究結(jié)果顯示，無(wú)論改良根治術(shù)或保乳術(shù)后，RapidArc計(jì)劃的靶區(qū)均勻性指數(shù)均優(yōu)于IMRT計(jì)劃，主要表現(xiàn)在靶區(qū)覆蓋率上較IMRT計(jì)劃好，而在患側(cè)肺和心臟的低劑量體積如V5、V10和Dmean則高于IMRT計(jì)劃。此與國(guó)外研究結(jié)果一致［5，6］。本研究發(fā)現(xiàn)，改良根治術(shù)后PTV在調(diào)強(qiáng)放療中均勻性較差，而RapidArc計(jì)劃則表現(xiàn)得曲線較光滑，弧度貼近靶區(qū)方向，這主要與兩種計(jì)劃出束方式不同導(dǎo)致，故在胸壁薄、胸廓曲度大的改良根治術(shù)后更能突出RapidArc優(yōu)勢(shì)，此與陳亞正等［7］研究結(jié)果一致。但不可忽視的是RapidArc計(jì)劃優(yōu)化算法較復(fù)雜，其直接優(yōu)化子野的形狀和權(quán)重，且可優(yōu)化的空間參數(shù)較多，計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算時(shí)需耗時(shí)更長(zhǎng)時(shí)間。一般完成1個(gè)逆向調(diào)強(qiáng)計(jì)劃約需15 min，而RapidArc計(jì)劃約需100 min。

綜上所述，RapidArc計(jì)劃與5F-IMRT計(jì)劃PTV劑量分布基本一致，危及器官的劑量-體積關(guān)系均符合臨床要求，雖然RapidArc計(jì)劃的機(jī)器跳數(shù)少，治療時(shí)間短，但制定計(jì)劃的時(shí)間較長(zhǎng)。因此，雖然總體來(lái)說(shuō)旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療在乳腺癌術(shù)后的應(yīng)用并不優(yōu)于IMRT，但在某些特殊情況下如胸壁較薄、胸廓畸形或弧度較大時(shí)可考慮使用快速旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療，可能對(duì)改善靶區(qū)均勻性、適形度有所幫助。

［1］Vicini FA，Sharpe M，Kestin L，et al.Optimizing breast cancer treatment efficacy with intensity-modulate radiotherapy［J］.Int JRadiat Oncol Biol Phys，2002，54（5）：1336-1344.

［2］Dayes I，Rumble RB，Bowen J，et al.Intensity-modulated radiotherapy in the treatment of breast cancer［J］.Clinical Oncology，2012，24（7）：488-498.

［3］馬金利，李炯雁，朱傳營(yíng)，等.乳腺癌改良根治術(shù)后胸壁和區(qū)域淋巴引流區(qū)整體化調(diào)強(qiáng)放療劑量學(xué)與不良反應(yīng)分析［J］.中華放射腫瘤學(xué)雜志，2012，21（1）：47-51.

［4］Mast ME，van Kempen-Harteveld L，Heijenbrok MW，et al.Leftsided breast cancer radiotherapy with and without breath-hold：Does IMRT reduce the cardiac dose even further［J］.Radiother Oncol，2013，108（2）：248-253.

［5］Sedeh NM，Pella S，Leventouri T，et al.SU-ET-693：should we use RapidArc（VMAT）for breast treatments？A dosimetric comparison of IMRT versus VMAT optimization in whole breast irradiation of early stage breast cancer［J］.Medical Physics，2015，42 （6）：3496.

［6］Muralidhar KR，Soubhagya B，Ahmed S.Intensity modulated radiotherapy versus volumetric modulated arc therapy in breast cancer：A comparative dosimetric analysis［J］.IJCTO，2015，3（2）：1-6.

［7］陳亞正，黎杰，廖雄飛，等.VMAT和IMRT技術(shù)在乳腺癌根治術(shù)后放療中的劑量學(xué)比較［J］.腫瘤預(yù)防與治療，2014，27（5）：226-230.

［8］Hubenak JR，Zhang Q，Branch CD，et al.Mechanisms of injury to normal tissue after radiotherapy：a review［J］.Plast Reconstr Surg，2014，133（1）：49.

［9］Jo IY，Kay CS，Kim JY，et al.Significance of low-dose radiation distribution in development of radiation pneumonitis after helicaltomotherapy-based hypofractionated radiotherapy for pulmonary metastases［J］.J Radiat Res，2014，55（1）：105-112.

［10］鄭瑩，吳春曉，張敏璐，等.乳腺癌在中國(guó)的流行狀況和疾病特征［J］.中國(guó)癌癥雜志，2013，18（8）：561-569.

［11］鄭亞琴，邢曉汾，馬永強(qiáng)，等.快速旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)與五野動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)在乳腺癌保乳術(shù)后放療中的劑量學(xué)比較［J］.中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志，2013，33（3）：282-285.

［12］王佳浩，李夏東，鄧清華，等.乳腺癌根治術(shù)后雙弧VMAT與IMRT計(jì)劃的劑量學(xué)比較［J］.中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志，2014，34（12）：942-945.

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.25.017

R737.9

B

1002-266X（2016）25-0051-03

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2013211A070）。

2015-10-24）