左乳癌保乳術(shù)后放療患者應(yīng)用A-DIBH方法降低心臟劑量的研究

韓英　　陳科　　李強(qiáng)　　陳俊

[摘要] 目的 本研究目的是在左側(cè)乳腺癌保乳術(shù)后輔助放療的患者中應(yīng)用腹式呼吸深吸氣屏氣方法降低放療時(shí)的心臟劑量，從而減少心臟遠(yuǎn)期不良事件的發(fā)生。方法 納入2019年2月至2020年5月寧波大學(xué)附屬人民醫(yī)院左側(cè)乳腺癌術(shù)后輔助調(diào)強(qiáng)放療的患者30例，每位患者分別進(jìn)行自由呼吸和腹式呼吸深吸氣屏氣，在兩種不同呼吸模式下進(jìn)行CT掃描，每位患者共生成兩種治療計(jì)劃：自由呼吸和腹式呼吸深吸氣屏氣下的調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃。使用t檢驗(yàn)和Wilcoxon秩和檢驗(yàn)對(duì)計(jì)劃靶區(qū)、心臟、左前降支冠狀動(dòng)脈和左肺的劑量進(jìn)行評(píng)估和比較。 結(jié)果 兩種呼吸模式下的計(jì)劃靶區(qū)平均劑量分別為（49.43±0.23）Gy和（49.39±0.46）Gy，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。心臟平均劑量為（5.44±1.00）Gy和（2.02±0.66）Gy（P<0.001）;左前降支冠狀動(dòng)脈的平均劑量為（16.07±3.49）Gy和（8.59±2.22）Gy，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001），左肺的平均劑量為（5.91±1.17）Gy和（5.65±1.28）Gy，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)論 左側(cè)乳腺癌保乳術(shù)后輔助調(diào)強(qiáng)放療的患者中，使用腹式呼吸深吸氣屏氣計(jì)劃相對(duì)于自由呼吸的計(jì)劃能降低患者心臟和左前降支冠狀動(dòng)脈劑量。腹式呼吸深吸氣屏氣模式的調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃可以作為左側(cè)乳腺癌保乳術(shù)后輔助放療患者的常規(guī)治療模式，值得推廣應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] 左乳癌;腹式呼吸深吸氣屏氣;調(diào)強(qiáng)放射治療;心臟劑量;數(shù)模

[中圖分類號(hào)] R737.9? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-9701（2022）09-0084-04

Study on the application of A-DIBH method to reduce the cardiac dose in patients undergoing radiotherapy after breast-conserving surgery for left-sided breast cancer

HAN Ying1? ?CHEN Ke1? ?LI Qiang2? ?CHEN Jun1

1.Center of Radiotherapy and Chemotherapy， the Affiliated People′s Hospital of Ningbo University， Ningbo? ?315100， China; 2.Department of Radiology， the Affiliated People′s Hospital of Ningbo University， Ningbo? ?315100， China

[Abstract] Objective To apply abdominal-deep inspiration breath hold （A-DIBH） to reduce the cardiac dose during radiotherapy in patients undergoing adjuvant radiotherapy after breast-conserving surgery for left-sided breast cancer， so as to reduce the occurrence of long-term adverse cardiac events. Methods Thirty patients undergoing adjuvant intensity-modulated radiotherapy after left-sided breast cancer surgery from February 2019 to May 2020 in the Affiliated People′s Hospital of Ningbo University were enrolled. Each patient was treated with free breathing and A-DIBH， and computed tomography （CT） scan was conducted in such two different breathing modes. Each patient received two treatment plans： intensity-modulated radiotherapy with free breathing and with A-DIBH. The doses to the planned target area， heart， left anterior descending （LAD） coronary artery and left lung were evaluated and compared using T test and signed rank test. Results The average doses to the planned target area under the two breathing modes were （49.43±0.23）Gy and （49.39±0.46） Gy， without statistically significant difference（P>0.05）. The average doses to the heart were （5.44±1.00）Gy and （2.02±0.66） Gy （P<0.001）. The average doses to LAD coronary artery were （16.07±3.49）Gy and （8.59± 2.22） Gy， with statistically significant difference（P<0.001）. The average doses to the left lung were （5.91±1.17）Gy and （5.65±1.28） Gy， without statistically significant difference（P>0.05）. Conclusion According to this study， for patients undergoing adjuvant intensity-modulated radiotherapy after breast-conserving surgery for left-sided breast cancer， the A-DIBH plan can reduce the doses to heart and LAD coronary artery for patients compared with free breathing plan. The intensity-modulated radiotherapy with A-DIBH plan can be used as a conventional treatment mode for patients undergoing adjuvant radiotherapy after breast-conserving surgery for left-sided breast cancer， and it is worthy of promotion and application.

[Key words] Left-sided breast cancer; Abdominal-deep inspiration breath hold; Intensity-modulated radiotherapy; Cardiac dose; Digital simulation

目前早期乳腺癌患者保乳手術(shù)聯(lián)合術(shù)后輔助放療已成為主流的治療手段，保乳手術(shù)后全乳輔助放療可以改善患者的局部控制率和總體生存率[1-2]。在接受術(shù)后輔助放射治療的左側(cè)乳腺癌患者中，由于胸壁與心臟的前部結(jié)構(gòu)如左前降支冠狀動(dòng)脈（left anterior descending coronary artery，LADCA）非常接近，在放射治療時(shí)這些結(jié)構(gòu)經(jīng)常被包含在照射區(qū)域中導(dǎo)致心臟灌注減少，導(dǎo)致遠(yuǎn)期放射誘發(fā)的心臟病發(fā)病率和死亡率增加[3]。放射線誘發(fā)的心臟疾病如缺血性心臟病的發(fā)病率與心臟平均劑量呈正比[2，4]。

深吸氣屏氣（deep inspiration breath-hold，DIBH）是一種呼吸模式[5]，DIBH技術(shù)增加心臟和照射靶區(qū)之間的空間距離，并減小照射野內(nèi)心臟的體積，從而在不損害目標(biāo)覆蓋范圍的情況下減少心臟劑量。目前有研究對(duì)左乳癌術(shù)后放療的女性患者應(yīng)用這種技術(shù)來(lái)降低患者晚期心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)[6-8]。腹式呼吸深吸氣屏氣（abdominal moderate deep inspiration breath-hold，A-DIBH）是在吸氣過(guò)程中以腹式呼吸動(dòng)作為主，使心臟與照射靶區(qū)之間的空間距離更大，從而使心臟接受更少的照射劑量。為進(jìn)一步研究A-DIBH技術(shù)在左乳癌患者中對(duì)心臟、LADCA和左肺的保護(hù)作用，本研究前瞻性入組寧波大學(xué)附屬人民醫(yī)院保乳手術(shù)后左側(cè)全乳照放療的采用A-DIBH模式進(jìn)行放療計(jì)劃患者30例，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料

本研究獲得醫(yī)院倫理審查委員會(huì)的批準(zhǔn)，獲得所有入組患者的知情同意。2019年2月至2020年5月寧波大學(xué)附屬人民醫(yī)院A-DIBH方案招募30例左側(cè)乳腺癌保乳術(shù)后接受輔助放療的患者，患者年齡28～69歲，平均45.2歲，中位年齡46歲。

1.2 方法

1.2.1 呼吸練習(xí)和監(jiān)測(cè)? 在CT模擬掃描之前，所有患者均接受專業(yè)醫(yī)生指導(dǎo)的A-DIBH訓(xùn)練，并進(jìn)行至少1周的練習(xí)。A-DIBH具體訓(xùn)練方式：患者使用腹肌進(jìn)行腹式呼吸，吸氣后屏住呼吸。在A-DIBH期間，胸廓相對(duì)靜止?；颊咝枰貜?fù)腹式呼吸的模式以提高重現(xiàn)性，且讓患者必須屏住呼吸15～20 s。為了監(jiān)測(cè)A-DIBH，將紅外反射標(biāo)記分別放置在患者的胸壁（劍突下方）或患者的腹部（臍帶和肋骨之間）。

1.2.2 CT模擬? 將患者置于沒(méi)有固定裝置的CT模擬位置。每位患者均使用Siemens Sensation Open 24-slice掃描儀（Siemens，F(xiàn)orchheim，德國(guó)）進(jìn)行2次CT模擬掃描：第1次使用FB，第2次使用A-DIBH。所有患者均在仰臥的胸板上進(jìn)行掃描，手臂伸出頭頂，并放于頭頂上方。在本研究中，F(xiàn)B掃描作為治療設(shè)置和比較的參考。

1.2.3 體積描繪? 通過(guò)兩個(gè)CT系列繪制所有靶區(qū)和危及器官（organ at risk，OAR）的輪廓。靶區(qū)和OAR的輪廓勾畫由經(jīng)驗(yàn)豐富的放射腫瘤科主任醫(yī)師進(jìn)行，然后由第2位資深放射腫瘤科主任醫(yī)師進(jìn)行審查來(lái)確保質(zhì)量。CT掃描顯示，殘留乳房的臨床靶區(qū)（clinical target volume，CTV）包括所有乳腺組織。計(jì)劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）為CTV基礎(chǔ)上外擴(kuò)5 mm（限于皮膚下3 mm）。OAR為心臟、LADCA和左肺。心臟由心肌限定，包括從左肺動(dòng)脈下部到心尖的完整心包。LADCA的輪廓為5 mm的直徑。左肺依輪廓勾畫，不包括主要?dú)獾馈?/p>

1.3 觀察指標(biāo)

采用IMRT技術(shù)計(jì)劃，使用相同的機(jī)架角度和射束能量。所有治療計(jì)劃均必須滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：至少95%的等劑量物質(zhì)（且<108%的等劑量物質(zhì)）覆蓋97%的PTV。在所有情況下，處方劑量為95%PTV 50 Gy/25次，瘤床量10 Gy/25次。為每個(gè)患者生成2個(gè)虛擬治療計(jì)劃：FB_IMRT和A-DIBH_IMRT。計(jì)算PTV的劑量均一性，平均劑量（mean dose，Dmean）、最大劑量（max dose，Dmax），與接受105%處方劑量的靶區(qū)體積百分比（V105%）。此外，使用標(biāo)準(zhǔn)定義的參數(shù)比較心臟、LADCA和同側(cè)肺的劑量分布，具體為Dmean、Dmax、接受至少5 Gy（V5）、10 Gy（V10）、20 Gy（V20）和30 Gy（V30）的器官體積百分比。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)估，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，配對(duì)資料正態(tài)分布時(shí)采用配對(duì)t檢驗(yàn)，非正態(tài)分布時(shí)采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)以評(píng)估心臟、LADCA、左肺和乳腺PTV的劑量指標(biāo)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組心臟和乳房距離的比較

在IMRT計(jì)劃時(shí)，與FB期間相比，A-DIBH技術(shù)增加心臟和乳房CTV之間的距離。見(jiàn)封三圖5。

2.2 兩組放療劑量的比較

本研究共30個(gè)患者保乳術(shù)后的IMRT計(jì)劃可供分析，每位患者在FB和A-DIBH模式下生成IMRT計(jì)劃，統(tǒng)計(jì)各患者的Dmean、Dmax、V5、V10、V20、V30等平均值或中位數(shù)。在IMRT計(jì)劃中，計(jì)劃靶區(qū)（PTV）、心臟、左前降支冠狀動(dòng)脈（LADCA）和左肺在FB和A-DIBH不同呼吸模式下的劑量學(xué)結(jié)果。從PTV劑量方面對(duì)比，在FB模式和A-DIBH模式下PTV的照射劑量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

在心臟劑量方面，與FB相比A-DIBH期間左肺體積增加，A-DIBH與FB相比獲得最佳的劑量學(xué)益處，在A-DIBH期間心臟體積顯著下降，A-DIBH時(shí)心臟的Dmean、Dmax、V5、V10、V20和V30分別為（2.02.±0.66）Gy、（8.13±1.59）Gy、（2.87±0.53）%、（1.44±0.23）%、（0.29±0.03）%和（0.08±0.00）%，與FB模式比較均相對(duì)減少，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。在A-DIBH期間LADCA的Dmean、Dmax、V5、V10、V20和V30分別為（8.59±2.22）Gy、（15.11±4.33）Gy、（31.99±9.26）%、（29.45±9.59）%、（14.22±4.24）%和（3.52±0.81）%，與FB模式比較均相對(duì)減少，在LADCA的Dmean、Dmax、V5、V10、V20和V30中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。A-DIBH的IMRT計(jì)劃對(duì)心臟、LADCA和左肺的平均劑量最低。在FB和A-DIBH的計(jì)劃之間，左肺和PTV的Dmean差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。在FB和A-DIBH模式下左肺的Dmax分別為（36.45±3.21）Gy和（39.12±3.01）Gy，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見(jiàn)表1。

3 討論

目前，臨床對(duì)于早期乳腺癌患者保乳術(shù)后進(jìn)行全乳腺放療是常規(guī)治療手段。在既往的研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，左側(cè)乳腺癌保乳術(shù)后的患者心臟接受射線劑量的增加，會(huì)導(dǎo)致心臟遠(yuǎn)期并發(fā)癥的增加[9-10]，幾項(xiàng)大型研究也表明，左側(cè)乳腺癌的心臟死亡率與放療劑量相關(guān)[11-12]，心臟平均劑量每增加1 Gy，發(fā)生重大冠狀動(dòng)脈事件的風(fēng)險(xiǎn)增加7.4%[13]，若使用心臟毒性化療可能進(jìn)一步增加這種風(fēng)險(xiǎn)。所以降低心臟劑量進(jìn)而保護(hù)患者心臟遠(yuǎn)期功能顯得尤為重要，在左胸和胸壁放療期間如何降低心臟和冠狀動(dòng)脈的劑量受到關(guān)注。

近年來(lái)，DIBH技術(shù)保護(hù)心臟受到關(guān)注，深吸氣屏氣（DIBH）技術(shù)增加心臟和胸壁之間的距離，從而減少乳房或胸壁放療時(shí)心臟受照射劑量。針對(duì)左乳癌保乳術(shù)后的患者應(yīng)用不同DIBH技術(shù)成為臨床研究的熱點(diǎn)[14-15]。2001年，Sixel等[8]首先報(bào)道，使用主動(dòng)呼吸協(xié)調(diào)器（ABC）裝置的DIBH技術(shù)有可能顯著降低左側(cè)乳房RT期間的照射心臟體積。之后隨著相關(guān)研究的進(jìn)展，提出許多在放射期間用于治療左側(cè)乳腺癌的DIBH技術(shù)以最小化心臟劑量，包括主動(dòng)呼吸控制的不自主屏氣和使用各種裝置的自主呼吸[16-17]。

本研究顯示，在IMRT計(jì)劃時(shí)采用A-DIBH呼吸模式后，心臟的平均劑量和LADCA是（2.02±0.66）Gy和（8.59±2.22）Gy，明顯低于FB模式的（5.44±1.00）Gy和（16.07±3.49）Gy。證實(shí)A-DIBH技術(shù)可以顯著減少患者心臟和LADCA的平均心臟劑量。這和先前的研究結(jié)果是相一致的，Sixel等在研究中也觀察到對(duì)于左乳放療的患者采用DIBH技術(shù)后，劑量-體積直方圖顯著降低，心臟平均劑量下降。本研究還顯示，通過(guò)練習(xí)后，患者能夠由FB模式自主切換到A-DIBH呼吸模式，提示對(duì)于左乳癌保乳術(shù)后的患者，給予患者關(guān)于A-DIBH呼吸模式的刻意訓(xùn)練和指導(dǎo)是必要的和有效的，應(yīng)用這種方法能夠降低患者放療時(shí)的心臟劑量。與先前的研究類似。本研究觀察到A-DIBH期間的心臟體積明顯小于FB[18-19]，心臟容量的減少是由于肺膨脹引起的胸腔內(nèi)壓力增加，并且可能導(dǎo)致心臟和LADCA劑量的減少[20]。本研究比較IMRT計(jì)劃的劑量分布方面的兩種呼吸模式，即FB和A-DIBH。在保證目標(biāo)靶區(qū)覆蓋率盡可能相等的情況下，比較劑量。本研究在FB-IMRT和A-DIBHIMRT計(jì)劃中獲得類似的目標(biāo)覆蓋率。PTV的Dmean、Dmax、V105%，觀察到FB_IMRT和A-DIBH_IMRT之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。目前研究提示，對(duì)于左肺的平均劑量在FB_IMRT和A-DIBH_IMRT計(jì)劃中差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，同時(shí)還觀察到左肺的Dmax具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，關(guān)于這點(diǎn)需要更多的探索來(lái)明確結(jié)果上差異的原因。

本研究是前瞻性小樣本研究，目前為臨床技術(shù)推廣階段，從現(xiàn)有的數(shù)據(jù)可以觀察到在A-DIBH模式下患者的心臟及左冠狀動(dòng)脈MIRT計(jì)劃劑量下降，從而可能減少患者遠(yuǎn)期心臟不良事件的發(fā)生。對(duì)于該研究，有更多的患者參與將會(huì)更加佐證結(jié)論，同時(shí)結(jié)合隨訪數(shù)據(jù)會(huì)讓研究更具有臨床價(jià)值?？偠灾狙芯考杏谧髠?cè)乳腺癌在IMRT放療期間FB呼吸模式和A-DIBH的呼吸模式，研究證明A-DIBH的IMRT計(jì)劃可以減低心臟、LADCA和左肺的劑量。同時(shí)發(fā)現(xiàn)僅僅在模擬之前讓患者練習(xí)A-DIBH是不夠的;重要的是訓(xùn)練患者在模擬之前練習(xí)A-DIBH以及在模擬和RT期間執(zhí)行A-DIBH，建議如果設(shè)備條件和技術(shù)可行，可在左乳癌保乳術(shù)后IMRT放療的患者中應(yīng)用A-DIBH技術(shù)。

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（收稿日期：2021-04-01）