左乳腺癌保乳術(shù)后瘤床同步加量靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放射治療與斷層定野放射治療的劑量學(xué)研究*

劉夢(mèng)嵐，吉維，趙彪，文曉博，袁美芳，楊毅

[云南省腫瘤醫(yī)院（昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院）放療科，云南 昆明 650118]

有研究[1]表明，保乳術(shù)可達(dá)到與根治術(shù)同樣的治療效果，與根治術(shù)相比，保乳術(shù)加術(shù)后放療可提高患者的總生存期。目前對(duì)于左乳腺癌保乳術(shù)后行放療的常用技術(shù)包括三維適形放射治療（threedimensional conformal radiotherapy,3D-CRT）、靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放射治療（static intensity-modulated radiotherapy,sIMRT）、容積調(diào)強(qiáng)放射治療（volumetric modulated arc therapy,VMAT）、斷層定野放射治療（TomoDirect,TD）、斷層螺旋放射治療（TomoHelical,TH）等，各種照射方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。盡管sIMRT與TD技術(shù)都是先進(jìn)的放療技術(shù)，都滿足較為滿意的靶區(qū)覆蓋，對(duì)正常組織器官也有很好的保護(hù)作用，但兩者在乳腺癌保乳術(shù)后放療時(shí)仍然有一定的劑量學(xué)差異。本研究對(duì)左乳腺癌保乳術(shù)后兩種放療技術(shù)的劑量學(xué)差異進(jìn)行了系統(tǒng)的比較，為左乳腺癌保乳術(shù)后放療技術(shù)的選擇提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年5月—2018年5月云南省腫瘤醫(yī)院放療科左乳腺癌保乳術(shù)后瘤床有銀夾標(biāo)記患者24例作為研究對(duì)象。年齡30～69歲，平均45.9歲，各項(xiàng)臨床資料完善。其中，浸潤(rùn)性癌8例，浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌15例，黏液腺癌1例；T1N0M010例，T1N1M06例，T2N0M07例，TxN0M01例；內(nèi)上象限3例，外上象限18例，內(nèi)下象限2例，外下象限1例。

1.2 體位固定與CT掃描

患者取仰臥位，雙上臂置于托架上并用熱塑體膜固定。采用德國(guó)西門子大孔徑螺旋CT平掃或增強(qiáng)掃描，掃描層厚0.5 cm，掃描范圍包括頸、胸、上腹部，掃描后CT模擬定位圖像由網(wǎng)絡(luò)傳輸至計(jì)劃系統(tǒng)。

1.3 勾畫靶區(qū)及危及器官

參考北美放射腫瘤協(xié)作組（Radiation Therapy Oncology Group,RTOG）乳腺癌保乳術(shù)后靶區(qū)及危及器官勾畫標(biāo)準(zhǔn)[2]。靶區(qū)勾畫：腫瘤計(jì)劃靶區(qū)（planning gross tumor volume,PGTV）以銀夾為中心向上下、左右和前后外擴(kuò)1.5 cm，前界不超過(guò)皮下0.5 cm，后界不超過(guò)肋骨表面。臨床靶區(qū)（clinical target volume,CTV）上界為同側(cè)鎖骨頭下緣水平，下界為乳腺皺褶下2 cm，后界為胸壁與肺的交界處，前界為皮下0.5 cm，內(nèi)側(cè)界為胸骨和肋骨連接處，外側(cè)界為腋中線或腋后線，不包括背闊肌。計(jì)劃靶區(qū)（planning target volume,PTV）為CTV外擴(kuò)0.5 cm。危及器官勾畫：脊髓、左右肺、對(duì)側(cè)乳腺、心臟、左右心房及心室。

1.4 治療計(jì)劃

采用瘤床同步推量技術(shù)，用醫(yī)科達(dá)Monaco5.11.03治療計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行sIMRT計(jì)劃設(shè)計(jì)，用安科銳TomoTherapy治療計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行TD計(jì)劃設(shè)計(jì)。6 MV X射線，處方劑量均為PGTV 5 750 cGy/25 f，PTV 5 000 cGy/25 f。sIMRT計(jì)劃：以射野等中心點(diǎn)（ISO）為等中心，PTV為目標(biāo)設(shè)計(jì)6個(gè)照射野。最小子野面積4 cm2，最小跳數(shù)5 MU，最大子野數(shù)80，最大劑量率600 MU/min，計(jì)算網(wǎng)格設(shè)定為3 mm。TD計(jì)劃：以PTV為目標(biāo)設(shè)計(jì)6個(gè)照射野。基本參數(shù)設(shè)置：照射模式為斷層徑照；照射野寬度為2.5 cm；螺距為0.21；調(diào)制因子為4。PGTV劑量要求：D98%≥5 463 cGy、D50%≥5 750 cGy、D2%≤6 037 cGy；PTV劑量要求：D98%≥4 750 cGy、D50%≥5 000 cGy、D2%≤6 037 cGy；危及器官劑量限值：脊髓D2%≤4 500 cGy、心臟V30≤10%、Dmean≤800 cGy；左肺V5≤65%、V20≤30%；右乳Dmean≤500 cGy。

1.5 計(jì)劃評(píng)估

參考國(guó)際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)（International Commission on Radiation Units,ICRU）83號(hào)報(bào)告[3]，用D2%、D98%、D50%評(píng)估靶區(qū)PGTV和PTV相應(yīng)體積所接受的吸收劑量，用適形指數(shù)（conformity index,CI）和均勻性指數(shù)（homogeneity index,HI）分別評(píng)價(jià)靶區(qū)PGTV和PTV的適形度和均勻性。CI=（Vtref/Vt）×（Vtref/Vref），其中，Vtref為參考等劑量曲線包繞的靶區(qū)體積，Vt為靶區(qū)體積，Vref為參考等劑量曲線包繞的所有區(qū)域的體積。CI值范圍為0～1，CI值越大，適形度越好。HI=（D2%-D98%）/D50%，D2%為2%靶區(qū)受到的最低劑量，D98%為98%靶區(qū)受到的最低劑量，D50%為50%靶區(qū)受到的最低劑量。HI值越小，表示均勻性越好。左肺的V5、V20及Dmean，心臟的V30和Dmean、右側(cè)乳腺、左右心房和左右心室的Dmean、脊髓的D2%用來(lái)評(píng)價(jià)危及器官的照射體積和劑量。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，比較用配對(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)的比較

2.1.1 靶區(qū)PGTV劑量學(xué)參數(shù)比較sIMRT和TD均能滿足對(duì)左乳腺癌保乳術(shù)后靶區(qū)PGTV的劑量要求。兩種計(jì)劃的靶區(qū)PGTV劑量學(xué)參數(shù)D2%、D98%、CI、HI比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。sIMRT的D2%高于TD；D98%低于TD；sIMRT的CI高于TD，即sIMRT的適形度優(yōu)于TD；TD的HI低于sIMRT，即TD的均勻性優(yōu)于sIMRT；IMRT和TD的D50%差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

表1 靶區(qū)PGTV劑量學(xué)參數(shù)的比較 （±s）

表1 靶區(qū)PGTV劑量學(xué)參數(shù)的比較 （±s）

組別sIMRT TD t值P值D2%/cGy 6 003.11±20.58 59 59.83±45.03 3.939 0.001 D98%/cGy 5 722.66±11.15 5 743.85±23.37-4.482 0.000 D50%/cGy 5 878.47±12.84 5 876.57±23.43 0.321 0.751 CI 0.75±0.05 0.61±0.13 6.335 0.000 HI 0.05±0.00 0.04±0.01 4.375 0.000

2.1.2 靶區(qū)PTV劑量學(xué)參數(shù)比較sIMRT和TD均能實(shí)現(xiàn)對(duì)左乳腺癌保乳術(shù)后靶區(qū)PTV的劑量要求。兩種計(jì)劃的靶區(qū)PTV劑量學(xué)參數(shù)D98%、CI、HI比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），sIMRT的D98%低于TD，sIMRT的CI高于TD（P＜0.05），即sIMRT的適形度優(yōu)于TD，TD的HI低于sIMRT（P＜0.05），即TD的均勻性優(yōu)于sIMRT，D2%、D50%的組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

表2 靶區(qū)PTV劑量學(xué)參數(shù)的比較 （±s）

表2 靶區(qū)PTV劑量學(xué)參數(shù)的比較 （±s）

組別sIMRT TD t值P值D2%/cGy 5 911.06±42.09 5 904.52±46.06 1.095 0.285 D98%/cGy 4 864.15±48.80 4 911.22±22.60-4.537 0.000 D50%/cGy 5 260.65±50.31 5 287.78±70.09-1.639 0.115 CI 0.82±0.04 0.68±0.05 19.820 0.000 HI 0.20±0.01 0.19±0.01 4.438 0.000

2.2 危及器官劑量學(xué)參數(shù)的比較

左肺：sIMRT和TD的V5、V20和Dmean比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），sIMRT較TD降低了左肺的V5、V20和Dmean，其中sIMRT左肺的V5、V20和Dmean較TD分別降低了3.69%、1.26%和7.84%（P＜0.05）。對(duì)側(cè)乳腺：sIMRT和TD的Dmean比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），TD對(duì)側(cè)乳腺的Dmean較sIMRT降低了39.65%（P＜0.05）。心臟：sIMRT和TD的V30比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），TD心臟的V30較sIMRT降低了0.91%（P＜0.05），而TD心臟的Dmean與sIMRT比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。脊髓：sIMRT和TD的D2%比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），TD較sIMRT降低了脊髓的D2%。心臟亞結(jié)構(gòu)：sIMRT和TD在心臟亞結(jié)構(gòu)中的比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），TD左右心房的Dmean低于sIMRT，而TD左右心室的Dmean高于sIMRT。見表3～5。

表3 左肺劑量學(xué)參數(shù)比較 （±s）

表3 左肺劑量學(xué)參數(shù)比較 （±s）

組別sIMRT TD t值P值V5/%45.58±5.41 49.27±7.72-4.123 0.000 V20/%20.79±3.40 22.05±2.21-2.926 0.008 Dmean/cGy 1 182.60±149.17 1 283.21±147.58-9.209 0.000

表4 對(duì)側(cè)乳腺、心臟、脊髓劑量學(xué)參數(shù)比較 （±s）

表4 對(duì)側(cè)乳腺、心臟、脊髓劑量學(xué)參數(shù)比較 （±s）

組別sIMRT TD t值P值對(duì)側(cè)乳腺Dmean/cGy 244.34±97.95 147.46±96.88 7.265 0.000心臟V30/%2.36±1.76 1.45±0.78 3.829 0.001 Dmean/cGy 377.39±115.34 381.79±95.38-0.411 0.685脊髓D2%/cGy 107.85±10.08 47.01±7.16 39.460 0.000

表5 心臟亞結(jié)構(gòu)Dmean比較 （±s）

表5 心臟亞結(jié)構(gòu)Dmean比較 （±s）

組別sIMRT TD t值P值左心房145.15±20.40 81.33±17.51 37.011 0.000左心室534.02±196.15 607.83±170.93-3.074 0.005右心房135.32±21.70 69.13±11.25 19.629 0.000右心室366.37±151.04 420.38±156.91-3.796 0.001

3 討論

sIMRT是一種允許腫瘤靶區(qū)劑量增加并對(duì)正常組織保護(hù)的技術(shù)，適用于各種癌癥類型。sIMRT在各處輻射野與靶區(qū)外形一致的條件下，針對(duì)靶區(qū)三維形狀和危及器官與靶區(qū)的具體解剖關(guān)系對(duì)束強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，單個(gè)輻射野內(nèi)劑量分布是不均勻的，但是整個(gè)靶區(qū)體積內(nèi)劑量分布比常規(guī)放療更均勻[4]。蒙渡等[5]在乳腺癌保乳術(shù)后放療研究中，采用瘤床同步加量技術(shù)，靶區(qū)劑量：PTV50 Gy/25 f，PTVboost60 Gy/25 f，評(píng)估放療的劑量分布、不良反應(yīng)及療效。結(jié)果顯示IMRT技術(shù)具有良好的CI、HI，且危及器官（如心臟、肺等）均得到了良好的保護(hù)。

TD是使用固定的機(jī)架以不連續(xù)的角度傳遞輻射。它通過(guò)1～12個(gè)固定治療角度，結(jié)合二元?dú)鈩?dòng)多葉光柵（multi-leaf collimator,MLC）對(duì)射線進(jìn)行快速調(diào)制以及通過(guò)治療床的移動(dòng)來(lái)產(chǎn)生高度適形的劑量分布[6]。LEE等[7]研究中，使用瘤床同步加量TD技術(shù)，評(píng)估TD技術(shù)對(duì)乳腺癌保乳手術(shù)后患者放療的可行性和毒性。結(jié)果顯示，使用TD技術(shù)放療顯示出可接受的毒性，最常見的毒性反應(yīng)是皮炎，在乳房照射期間，155例患者中有41例（26.5%）和6例（3.9%）發(fā)生了2級(jí)和3級(jí)皮炎，2例患者發(fā)生手臂淋巴水腫，乳房照射后1個(gè)月，2例患者患有2級(jí)肺炎；并且在靶標(biāo)覆蓋范圍和危及器官保護(hù)方面均達(dá)到了最佳結(jié)果。

CHUNG等[8]比較了TD和3D-CRT運(yùn)用在早期乳腺癌患者中的劑量學(xué)特點(diǎn)，研究顯示，TD的CI值明顯優(yōu)于3D-CRT的CI值，即TD在適形度方面更佳，但在HI方面，TD與3D-CRT無(wú)顯著差異。本研究中，不論P(yáng)GTV或PTV，在CI值方面，sIMRT均高于TD，HI值方面，TD均低于sIMRT，也就是說(shuō)，sIMRT在適形度方面優(yōu)于TD，TD在均勻性方面優(yōu)于sIMRT。陳高翔[9]等關(guān)于運(yùn)用TD技術(shù)對(duì)乳腺癌保乳術(shù)后放療的研究中，TD組PTV在D2%、D98%及CI方面優(yōu)于IMRT組，兩者在HI的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而本研究中，sIMRT計(jì)劃靶區(qū)PTV的D98%、CI優(yōu)于TD，TD的HI優(yōu)于sIMRT，D2%組間無(wú)差異，這與本研究結(jié)果有所差異，這可能與靶區(qū)勾畫的差異、計(jì)劃設(shè)計(jì)和射野角度分布、處方劑量、瘤床同步推量與否、靶區(qū)適形度和均勻性要求不一樣、對(duì)危及器官劑量限制要求不同、病灶象限位置不同等相關(guān)。

放射治療在對(duì)腫瘤組織進(jìn)行照射的同時(shí)，周圍的正常組織常不可避免地接受到一定的輻射劑量。而放射性肺損傷和放射性心臟損傷是胸部腫瘤放療后的常見并發(fā)癥。相關(guān)研究表明，肺和心臟的劑量體積參數(shù)可分別預(yù)測(cè)放射性肺炎、心包積液的風(fēng)險(xiǎn)[10]。有研究顯示，肺的V5、V20和Dmean均與放射性肺損傷的發(fā)生相關(guān)[11-12]。PAN等[11]研究中，多變量分析顯示，總劑量≥60 Gy，V20≥20%和平均肺部劑量≥12 Gy是放射性肺損傷的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。史志勇等[12]研究結(jié)果表明患側(cè)肺的V5與放射性肺損傷發(fā)生相關(guān)。本研究中，sIMRT組左肺的V5、V20和Dmean均低于TD組，不論是高劑量區(qū)還是低劑量區(qū)，sIMRT均可縮小患側(cè)肺的受照體積，換言之，sIMRT可降低放射性肺損傷發(fā)生的概率，可改善患者的遠(yuǎn)期生存質(zhì)量。

LAUGAARD等[13]研究提示，心臟劑量每增加1 Gy，主要冠脈事件的發(fā)生率增加19%，可見限制心臟劑量，對(duì)減少心臟事件的發(fā)生起重要作用。本研究中，對(duì)心臟的V30，TD組低于sIMRT組，而心臟的Dmean，兩者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在心臟亞結(jié)構(gòu)方面，與sIMRT組比較，TD組左右心房的Dmean較低，而左右心室的Dmean較高。陳智琴等[14]研究中，左右心房、左右心室的Dmean均是心臟放射性損傷的影響因素，多因素分析結(jié)果顯示，右心室DVH（劑量-體積）參數(shù)可預(yù)測(cè)放射性心臟損傷，且是急性放射性心臟損傷的獨(dú)立預(yù)后因素?？梢?，心室的受照劑量對(duì)放射性心臟損傷的發(fā)生有明顯的影響。雖然TD在心臟的V30以及左右心房的Dmean方面低于sIMRT，但TD在左右心室的Dmean方面有高于sIMRT的趨勢(shì)，可見TD技術(shù)對(duì)心臟的保護(hù)并未體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。TD組對(duì)側(cè)乳腺Dmean低于sIMRT組，TD較sIMRT降低了對(duì)側(cè)乳腺的受照劑量。對(duì)脊髓的最大劑量（D2%）來(lái)說(shuō)，TD組低于sIMRT組，脊髓作為串聯(lián)器官，受照劑量過(guò)高時(shí)將導(dǎo)致相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，本研究提示TD技術(shù)對(duì)脊髓的保護(hù)更佳。

綜上所述，sIMRT技術(shù)和TD技術(shù)均能滿足左乳腺癌保乳術(shù)后放療的劑量需求，前者的CI優(yōu)于后者，后者的HI優(yōu)于前者；sIMRT組左肺的V5、V20和Dmean均低于TD組，sIMRT技術(shù)對(duì)患側(cè)肺的保護(hù)更佳，對(duì)于有肺部基礎(chǔ)疾病的患者，建議優(yōu)先選擇sIMRT技術(shù)；TD技術(shù)對(duì)心臟的保護(hù)并未體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)，由于TD技術(shù)費(fèi)用更高，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，部分患者可考慮優(yōu)先選擇sIMRT技術(shù)。