乳腺癌根治術(shù)后適形和調(diào)強(qiáng)混合放療計(jì)劃與單純調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃的劑量學(xué)比較

阮長(zhǎng)利，宋啟斌，胡欽勇，付敬國(guó)，張鈞

武漢大學(xué)人民醫(yī)院 腫瘤中心，湖北武漢 430060

乳腺癌根治術(shù)后適形和調(diào)強(qiáng)混合放療計(jì)劃與單純調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃的劑量學(xué)比較

阮長(zhǎng)利，宋啟斌，胡欽勇，付敬國(guó)，張鈞

武漢大學(xué)人民醫(yī)院 腫瘤中心，湖北武漢 430060

目的 比較乳腺癌根治術(shù)后適形（3-Dimensional Conformal Radiation Therapy，3D-CRT）和調(diào)強(qiáng)（Intensity Modulated Radiotherapy，IMRT）混合放療與單純IMRT的劑量學(xué)分布，為乳腺癌根治術(shù)后放療方法的選擇和應(yīng)用提供依據(jù)。方法 選取20例左乳腺癌根治術(shù)后患者，針對(duì)每個(gè)患者分別設(shè)計(jì)CRT和IMRT混合放療計(jì)劃與單純IMRT計(jì)劃，處方劑量均為50 Gy/25 次，比較兩種計(jì)劃的靶區(qū)和危及器官的劑量學(xué)差異。結(jié)果 兩種計(jì)劃中95%等劑量曲線包繞計(jì)劃靶區(qū)的體積相似，分別為（99.18±0.32）%和（99.43±0.47）%，無(wú)顯著差異（P＞0.05）；混合計(jì)劃計(jì)劃靶區(qū)的V105%、V110%值分 別與單純IMRT計(jì)劃的對(duì)應(yīng)值接近（P＞0.05）；混合計(jì)劃的劑量適形度指數(shù)（Conformity Index，CI）、劑量均勻性指數(shù)（Homogeneity Index，HI）均優(yōu)于單純IMRT計(jì)劃（P＜0.05）。與單純IMRT計(jì)劃相比，混合計(jì)劃患側(cè)肺V30、V20、V5分別降低了2.68%、3.25%和27.38%，同時(shí)肺平均劑量（Mean Lung Dose，MLD）由10.21 Gy下降至8.35 Gy(P＜0.05)；混合放療計(jì)劃心臟V30、V40和V50分別降低了3.18%、2.27%和1.52%（P＜0.05）。結(jié)論 與單純IMRT計(jì)劃相比，CRT和IMRT混合放療計(jì)劃在劑量分布及適形度方面效果更好，且降低了肺、心臟等重要器官的照射劑量，具有更好的應(yīng)用效果。

乳腺癌；適形放射治療；調(diào)強(qiáng)放射治療；適形度指數(shù)；均勻性指數(shù)

引言

乳腺癌是當(dāng)今社會(huì)婦女的高發(fā)惡性腫瘤，近年來(lái)女性乳腺癌發(fā)病率 明顯增加，嚴(yán)重危害女性健康[1]。目前在我國(guó)乳腺癌根治術(shù)仍然是乳腺癌的主要手術(shù)方式之一，乳腺癌根治術(shù)后的放療能明顯降低復(fù)發(fā)率，提高患者生存年限，這種綜合治療方法無(wú)論在長(zhǎng)期生存率方面還是局控率方面，都取得相當(dāng)不錯(cuò)的效果[2]。三維適形放療（3-Dimensional Conformal Radiother apy，3D-CRT）、調(diào)強(qiáng)放療（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT）等新技術(shù)具有較高的腫瘤控制概率等優(yōu)點(diǎn)，因此逐漸取代了原始的常規(guī)兩野切線野照射。但采用這些新的放療技術(shù)的同時(shí)，放射性肺損傷也呈現(xiàn)了新的劑量體積特點(diǎn)[3]。

本研究對(duì)本院行改良根治術(shù)后，采取二切線對(duì)穿CRT和三野IMRT混合治療計(jì)劃與單純五野IMRT對(duì)腫瘤靶區(qū)、肺、心臟等重要器官劑量分布情況進(jìn)行研究分析，探討與放射性肺損傷相關(guān)的劑量學(xué)因素，為乳腺癌根治術(shù)后的放療提供新的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 資料

選取2013年6月～2014年9月我院腫瘤中心收治的女性患者20例，年齡25～57歲，中位年齡41歲，臨床分期大于T3或轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)超過(guò)4個(gè)。

1.2 方法

1.2.1 定位方法

患者仰臥于真空墊固定板上，上肢抓住固定柱，頭上揚(yáng)，稍偏腱側(cè)正臥。采用GE大孔徑16排放療專用CT定位機(jī)進(jìn)行CT掃描，囑患者平靜呼吸，掃描范圍上至下頜骨，下至橫膈下緣2 cm，掃描層厚為5 mm。掃描后將圖像傳至瓦里安Eclipse三維治療計(jì)劃系統(tǒng)。

1.2.2 靶區(qū)勾畫

臨床靶區(qū)（Clinical Tumor Volume，CTV）定義為：前界到體表，后界為肋骨前緣，內(nèi)界為胸骨旁，外界為腋中線，上界為環(huán)甲膜，下界為乳房溝下1～2 cm。計(jì)劃靶區(qū)（Plan Tumor Volume，PTV）:CTV外放得到，頭腳、左右（胸骨、腋窩）方向外各放0.6 cm，胸壁內(nèi)側(cè)（向肺方向）外放0.5 cm（但不包括肺），皮膚方向外放至體表，為了增加體表劑量做計(jì)劃之前在PTV相應(yīng)的體表處加1 cm補(bǔ)償膜。危及器官（Organs At Risks，OARs）:雙肺、心臟、脊髓、輪廓。

1.2.3 計(jì)劃設(shè)計(jì)

（1）IMRT與CRT混合放療技術(shù)。3D-CRT計(jì)劃采用切線野加楔形板照射技術(shù)，放療等中心放于鎖骨附近，鎖骨以下靶區(qū)用兩切線野適形對(duì)穿野照射（鎖骨以上靶區(qū)不包在內(nèi)）。調(diào)整內(nèi)、外切線野入射角度，使PTV在射野方向觀上投射最小，PTV外界在乳頭外放1.5 cm，其他方向在相應(yīng)靶區(qū)外擴(kuò)0.8 cm，為使射野中心層面的劑量分布盡量均勻，添加適當(dāng)?shù)男ㄐ伟?。三野IMRT計(jì)劃放療等中心跟兩切線野等中心相同，根據(jù)瓦里安Eclipse基于兩個(gè)切線野計(jì)劃劑量基礎(chǔ)上對(duì)整個(gè)靶區(qū)PTV和正常組織劑量體積限制條件進(jìn)行逆向調(diào)強(qiáng)優(yōu)化，設(shè)定野內(nèi)最大劑量＜105%處方劑量，計(jì)劃靶區(qū)100%體積接受的劑量不小于95%處方劑量；患側(cè)肺V20＜25%，雙肺V5＜50%，雙肺V20＜20%，雙肺V30＜15%，肺平均劑量＜15 Gy；心臟V40＜30%。處方劑量為:總劑量50 Gy/25 次，1 次/d，5 次/周。

（2）單純IMRT計(jì)劃。采用動(dòng)態(tài)IMRT技術(shù)，總共設(shè)置五野:兩個(gè)照射野設(shè)置與常規(guī)內(nèi)、外切線野大致相同，與內(nèi)、外切線野間隔相同角度再設(shè)置三個(gè)照射野；設(shè)定野內(nèi)最大劑量＜105%處方劑量，計(jì)劃靶區(qū)100%體積接受的劑量不小于95%處方劑量；患側(cè)肺V20＜30%，雙肺V5＜70%，雙肺V20＜20%，雙肺V30＜15%，肺平均劑量＜15 Gy；心臟V40＜30%。處方劑量為：總劑量50 Gy/25 次，1 次/d，5 次/周。

1.2.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)

比較兩種計(jì)劃的PTV、OARs劑量體積直方圖（Dose Volume Histogram，DVH）等物理劑量參數(shù)的差別。

（1）PTV的體積參數(shù)：95%、105%和110%的處方劑量等劑量曲線包繞PTV的體積百分?jǐn)?shù)。

（2）PTV劑量適形度指數(shù)（Conformity Index，CI）[4]

其中，VT,ref為參考等劑量線（95%）所覆蓋的所有PTV體積；VT為PTV體積；Vref為參考等劑量線（95%）所包圍的所有體積。CI值范圍為0～l，CI值越大，表示適形度越好。

（3）PTV劑量均勻性指數(shù)（Homogeneity Index，HI）[5]

HI值越低(即越接近1)，表示靶區(qū)劑量均勻性越好。

（4）OARs受量：患側(cè)肺接受30、20、5 Gy的體積V30、V20、V5和肺平均劑量（Mean Lung Dose，MLD）；乳腺癌患者心臟接受50、40、30 Gy的體積V50、V40、V30。

1.2.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 兩組計(jì)劃靶區(qū)劑量學(xué)比較

兩組計(jì)劃靶區(qū)V95%、V105%、V110%的比較，見(jiàn)表1。兩組計(jì)劃中95%等劑量曲線均能很好的覆蓋PTV（P＞0.05），IMRT和CRT混合放療計(jì)劃的V105%、V110%的平均值分別為14.55%和3.63%，與單純IMRT計(jì)劃的12.01%和2.08%相當(dāng)(P＞0.05)，這說(shuō)明IMRT和CRT混合放療與單純IMRT放療計(jì)劃的PTV體積參數(shù)無(wú)顯著差異。

表1 兩組放療計(jì)劃靶區(qū)V95%、V105%、V110%的比較[(±s)，%]

表1 兩組放療計(jì)劃靶區(qū)V95%、V105%、V110%的比較[(±s)，%]

參數(shù) IMRT和CRT混合 單純IMRT P V95% 99.18±0.32 99.43±0.47 0.055 V105% 14.55±4.21 12.01±3.82 0.052 V110% 3.63±3.16 2.08±1.62 0.061

兩組放療計(jì)劃靶區(qū)CI與HI比較，見(jiàn)表2。兩組計(jì)劃的，劑量分布都很均勻，無(wú)明顯冷點(diǎn)和熱點(diǎn)。其中，IMRT和CRT混合放療的CI與HI指數(shù)優(yōu)于單純IMRT放療（P＜0.05）。

表2 兩組放療計(jì)劃靶區(qū)CI與HI的比較 (±s)

表2 兩組放療計(jì)劃靶區(qū)CI與HI的比較 (±s)

參數(shù) IMRT和CRT混合 單純IMRT P CI 0.72±0.05 0.66±0.02 0.0003 HI 1.05±0.04 1.13±0.07 0.005

2.2 OARs劑量學(xué)比較

兩組放療計(jì)劃肺部受照體積比較，見(jiàn)表3。其中，CRT和IMRT混合放療計(jì)劃中患側(cè)肺V30、V20、V5較單純IMRT計(jì)劃都有所降低（P＜0.05)。

表3 兩組放療計(jì)劃肺部受照體積的比較 [(±s)，%]

表3 兩組放療計(jì)劃肺部受照體積的比較 [(±s)，%]

參數(shù) CRT和IMRT混合 單純IMRT P V30 11.22±3.68 13.90±2.53 0.004 V20 15.44±4.13 18.69±3.29 0.002 V5 45.29±3.41 72.67±5.26 0.000

兩組放療計(jì)劃心臟受照體積比較，見(jiàn)表4?；颊逤RT和IMRT混合計(jì)劃的心臟V50、V40、V30分別明顯低于單純IMRT計(jì)劃（P＜0.05)。

表4 兩組放療計(jì)劃心臟受照體積比較 [(±s)，%]

表4 兩組放療計(jì)劃心臟受照體積比較 [(±s)，%]

參數(shù) CRT和IMRT混合 單純IMRT P V30 10.56±1.21 13.74±4.17 0.005 V40 3.05±1.59 5.32±3.03 0.003 V50 1.68±0.93 3.20±1.79 0.000

以上結(jié)果說(shuō)明，相比單純IMRT計(jì)劃，CRT和IMRT混合計(jì)劃能很好的降低OARs的受照射劑量,在治療的同時(shí)更好的保護(hù)心、肺等周圍正常組織。

3 討論

乳腺癌根治術(shù)后再放療已成為乳腺癌患者的主要治療手段，由于患者局控率較好，長(zhǎng)期生存率較高，因此治療后遠(yuǎn)期并發(fā)癥的發(fā)生直接影響患者的生存質(zhì)量，術(shù)后放療技術(shù)的改進(jìn)也日益受到人們的關(guān)注[6-7]。

本文通過(guò)對(duì)比分析20例左乳腺癌根治術(shù)后患者CRT和IMRT混合放療計(jì)劃與單純IMRT放療計(jì)劃的V95%、V105%、V110%，劑量學(xué)無(wú)明顯差異，證實(shí)CRT和IMRT混合放療計(jì)劃在乳腺癌根治術(shù)后放療中具有與單純IMRT放療同樣的治療優(yōu)勢(shì)。此外，本研究中CRT和IMRT混合放療計(jì)劃的CI及HI指數(shù)均優(yōu)于單純IMRT放療，說(shuō)明CRT和IMRT混合放療計(jì)劃的劑量分布及適形度更好。

單純IMRT放療不可避免的將一定體積的心臟和肺組織包含入照射野，心、肺受到照射的劑量越高，體積越大，放射性肺炎發(fā)生的程度就越重，心肌損傷也越明顯[8]。CRT和IMRT混合放療計(jì)劃主要通過(guò)兩個(gè)幾乎對(duì)穿的適形照射野照射鎖骨以下區(qū)域，再在兩野對(duì)穿照射劑量的基礎(chǔ)上對(duì)鎖骨以上區(qū)域?qū)嵭腥罢{(diào)強(qiáng)，同時(shí)還對(duì)鎖骨以下區(qū)域劑量不足的地方進(jìn)行射線強(qiáng)度微調(diào)，這種放療方法可提高乳腺靶區(qū)內(nèi)的劑量，對(duì)心臟和肺組織進(jìn)行遮擋，減少心、肺組織接受到的照射[9]。本研究結(jié)果顯示,與單純IMRT放療計(jì)劃相比，CRT和IMRT混合放療計(jì)劃的肺V30、V20、和V5分別降低了2.68%、3.25%和27.38%，同時(shí)MLD降低了1.86 Gy（P＜0.05）；患者心臟V30、V40和V50分別降低了3.18%、2.27%和1.52%（P＜0.05）。這表明CRT和IMRT混合放療能更好地保護(hù)肺、心臟等周圍正常組織。

4 總結(jié)

本研究對(duì)比了乳腺癌根治術(shù)后CRT和IMRT混合放療計(jì)劃與單純IMRT放療計(jì)劃的劑量學(xué)差異，證明了混合放療計(jì)劃在靶區(qū)劑量分布以及保護(hù)重要器官上的劑量學(xué)優(yōu)勢(shì)。理論上，應(yīng)用CRT和IMRT混合放療可使乳腺癌根治術(shù)患者得到更好的治療，但仍需要大規(guī)模的臨床觀察以進(jìn)行驗(yàn)證。

[1] 黃哲宙,陳萬(wàn)青,吳春曉,等.中國(guó)女性乳腺癌的發(fā)病和死忘現(xiàn)況-全國(guó)32個(gè)腫瘤登記點(diǎn)2003-2007年資料分析報(bào)告[J].腫瘤,2012,32(6):435-439.

[2] 周吉照,王靜.乳癌根治術(shù)后放化療對(duì)乳腺癌中晚期患者T淋巴細(xì)胞及生存率的影響[J].中國(guó)當(dāng)代醫(yī)藥,2014,21(10):31-33.

[3] 麥茂,張惠敏,梁文勇,等.乳腺癌術(shù)后放療致放射性肺炎的臨床分析[J].腫瘤基礎(chǔ)與臨床,2010,23(1):44-46.

[4] Feuvret L,Noel G,Mazeron JJ,et al.Conformity index:a review[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2006,64(2):333-342.

[5] Souhami L,Seiferheld W,Brachman D,et al.Randomized comparison of stereotactic radiosurgery followed by conventional radiotherapy with carmustine to conventional radiotherapy with carmustine for patients with glioblastoma multiforme: report of Radiation Therapy Oncology Group 93-05 protocol[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2004,60(3):853-860.

[6] 田野.乳腺癌放射治療簡(jiǎn)介[J].實(shí)用臨床醫(yī)藥雜志,2008,12(3): 30-32.

[7] 陳磊,朱超華,徐子海.乳腺癌術(shù)后放療技術(shù)臨床應(yīng)用的進(jìn)展[J].臨床醫(yī)學(xué)工程,2013,20(7):917-920.

[8] 戴曉萍,郭建萍.乳腺癌術(shù)后放療病人血清心肌鈣蛋白T測(cè)定與心臟損傷的研究[J].腫瘤學(xué)雜志,2005,11(4):292-293.

[9] David L,Elizabeth J,Adams R,et al.Cardiac avoidance in breast radiotherapy: a comparison of simple shielding techniques with intensity modulated radio therapy[J].Radiother Oncol,2001,60(3):247-255.

Dosimetry Comparison of IMRT with 3D-CRT and Simple IMRT for Breast Cancer after Rad ical Surgery

RUAN Chan g-li, SONG Qi-bin, HU Qin-yong, FU Jing-guo, ZAHNG Jun
Oncology Centre, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan Hubei 430060, China

Objective To compare the dosimetric distribution of Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT) together with 3-Dimensional Conformal Radiation Therapy (3D-CRT) and simple IMRT for breast cancer after radical surgery in order to provide the basis for breast cancer radio therapy. Metho d s Altogether 20 breast can cer patients were collected. F or each patient, the combination of IMRT and CRT as well as simple IMRT were designed with the prescription dose of 50 Gy /25 times so as to compare the dosimetric differences in Planning Target Volume (PTV) and Organs at Risk (OAR) of two plans. Results The PTV V95%of two plans were similar [(99.18±0.32)% and (99.43±0.47)% respectively] without statistically significant difference (P＞0.05); V105%and V110%of IMRT together with 3D-CRT and simple IMRT were similar without statistically significant difference (P＞0.05). Conformity Index (CI) and Homogeneity Index (HI) of combined plans were superior than those of simple IMRT, (P＜0.05). In contrast with simple IMRT, ipsilateral lung V30, V20, V5of combined plans were reduced by 2.68%, 3.25% and 27.38% respectively (P＜0.05); cardiac V30, V40and V50were reduced by 3.18%, 2.27% and 1.52% respectively (P＜0.05).Conclusion Compared with simple IMRT, combination of IMRT and 3D-CRT achieved better effects in dose distribution and CI and reduced the irradiation dose of lung, heart and other vital organs, which showed better application effects.

breast cancer; conformal radiotherapy; intensity modulated radiation therapy; conformal index; evenness index

R737.9；TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.033

1674-1633(2016)11-0116-03

2015-05-21

2015-05-30

宋啟斌，主任醫(yī)師，主要研究方向?yàn)槟[瘤放療。

通訊作者郵箱：qibinsong@yahoo.cn