左側(cè)乳腺癌保乳術(shù)后三種調(diào)強放療的劑量學(xué)研究

張 云 胡海芹 王小平 丁生茍

目前，早期乳腺癌標(biāo)準(zhǔn)治療模式為保乳手術(shù)加術(shù)后局部放療的模式[1-2]。對于左側(cè)乳腺癌保乳患者，由于其靶區(qū)附近正常組織較多，如心臟等，這些正常組織的放療劑量均會影響今后的生活質(zhì)量[2]，因此通過放射治療技術(shù)的改善以進一步減少放射損傷成為當(dāng)前的研究方向。調(diào)強放射治療(IMRT)作為精確放射治療技術(shù)之一，可改善靶區(qū)劑量分布，最大程度保護周圍正常組織[3-5]。目前對于乳腺癌調(diào)強放療計劃方案的爭論頗多。本研究通過比較左側(cè)乳腺保乳術(shù)后3種不同射野數(shù)(4野、5野、6野)的IMRT計劃的劑量學(xué)差異，現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

1 資料與方法

1.1 病例選擇

隨機選擇2012年1月-2013年6月在本院放療中心治療的8例早期左側(cè)乳腺癌術(shù)后患者，全部患者均行乳腺腫塊切除術(shù)或區(qū)段切除術(shù)加左側(cè)腋窩淋巴結(jié)清掃術(shù)，且鏡下切緣均為陰性。年齡29 ～ 56歲;平均年齡38歲。

1.2 設(shè)備

所有患者采用碳纖維乳腺托架取仰臥位定位，患者在平靜呼吸狀態(tài)下進行CT掃描。通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將圖像資料傳入飛利浦Pinnacle 8.0計劃系統(tǒng)。

1.3 研究方法

1.3.1 靶區(qū)、危及器官的勾畫及定義 利用Pinnacle三維計劃系統(tǒng)在每層CT圖像上勾畫出心臟、對側(cè)乳腺、雙側(cè)肺組織、脊髓、肝臟等正常組織。臨床靶區(qū)：左側(cè)完整乳腺組織、胸肌間淋巴結(jié)、乳房下的胸壁淋巴引流區(qū)，前界為皮膚表面下4 mm。計劃靶區(qū)PTV在CTV基礎(chǔ)上外擴5 mm，前界不外擴，仍為皮膚表面下5 mm，后界肺組織除外。

1.3.2 放療計劃設(shè)計 對8例患者分別設(shè)計4野、5野、6野3種逆向調(diào)強計劃，選用6MV X射線，處方劑量為2.0 Gy×25次。計劃設(shè)計目標(biāo)95%以上的PTV體積劑量達到處方劑量；患側(cè)肺V10<30%，V20<20%，V30<15%，心臟V30<10%，右側(cè)肺V5<5%。3種計劃的布野方式：① 4野調(diào)強計劃(4F-IMRT)，根據(jù)靶區(qū)形狀確定乳腺內(nèi)外切線方向，在切線方向適當(dāng)展開10～20度角，以避免照射野對穿，形成4個照射野；② 5野調(diào)強計劃(5F-IMRT)，在4野照射基礎(chǔ)上，增加垂直于乳腺方向的照射野；③6野調(diào)強計劃(6F-IMRT)，在5野照射基礎(chǔ)上增加了95°方向照射野。

以設(shè)計計劃目標(biāo)照射劑量為依據(jù)，給予一定的優(yōu)化條件，反復(fù)調(diào)強優(yōu)化參數(shù)達到理想的劑量線分布。

1.4 評估指標(biāo)

根據(jù)3種技術(shù)在靶區(qū)劑量分布、均勻性指數(shù)、適形指數(shù)、靶區(qū)和相關(guān)正常組織劑量體積直方圖(DVH)等方面進行比較。PTV的分析指標(biāo)：最大劑量Dmax，最小劑量Dmin和平均劑量Dmean，V95%、V98%、V100%和V105%(V95%定義為靶區(qū)中劑量達到95%處方劑量的百分體積)，均勻性指數(shù)(habituation index，HI)，適形度指數(shù)(coverage index，CI)。

正常組織照射劑量主要參考某特定劑量包含器官的體積百分比以及該組織器官平均照射劑量。左肺：V5、V10、V20、V30和平均劑量；心臟：V5、V10、V20、V30和平均劑量；右肺：V5和平均劑量。V5表示照射劑量5 Gy包含組織體積百分比。

由于計劃中脊髓的最大劑量(均低于5 Gy)遠低于其耐受量，故本文不對脊髓劑量進行比較分析。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

應(yīng)用Excel軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理，計數(shù)資料采用表示；組間比較采用配對資料t檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 PTV劑量學(xué)比較

3種計劃PTV劑量分布情況見表1。其中最低劑量兩兩比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；隨著射野的增加，最大劑量明顯下降。與4F-IMRT比較，5F-IMRT和6F-IMRT的最大劑量分別減少了(0.32±0.16)Gy(t=5.19,0.0010.05)，而6F-IMRT平均劑量較4F-IMRT減少了(0.65 ±0.20)Gy(t=8.55，P<0.001)，較5F-IMRT減少了(0.49±0.15)Gy(t=8.38,P<0.001)。與4F-IMRT比較，5F-IMRT的V95%、V98%和V100%差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.10)，但5F-IMRT V105%明顯較小(t=8.96，P<0.001)；6F-IMRT與4F-IMRT和5F-IMRT比較，除V100%差異無統(tǒng)計學(xué)意義外(P>0.5)，V95%、V98% 和V105%差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)，其高劑量線105%包含體積最小，與4F-IMRT和5F-IMRT比較分別減小了41.6%和23.9%(t=13.0,P<0.001;t=14.0,P<0.001)。

衡量PTV特性還有適形度指數(shù)和均勻性指數(shù)。3種計劃PTV的CI和HI指數(shù)分別見表2，表3。3種計劃CI指數(shù)分別為0.77±0.05、0.81±0.04和0.84±0.03，HI指數(shù)(%)分別為12.65±1.61、11.86±1.42和10.35±1.23。與4F-IMRT比較，5F-IMRT和6F-IMRT適形指數(shù)分別增高了5.19% (t=3.11，0.01P>0.002)；均勻性指數(shù)分別下降了6.24% (t=5.30，0.001

表1 3種計劃PTV劑量分布

表2 3種IMRT計劃的PTV適形度指數(shù)(CI)

表3 3種IMRT計劃的PTV均勻性指數(shù)/%

2.2 危及器官的受量

表4 3種計劃正常組織的照射劑量

3種調(diào)強計劃的正常組織照射劑量見表4。左側(cè)肺：與5F-IMRT和6F-IMRT比較，4F-IMRT的V5、V10和平均劑量較小(P<0.02)，與5F-IMRT和6F-IMRT比較，分別下降了2.18%、1.02%、4.83%和2.16%、1.40%、4.45%；然而4F-IMRT V20和V30較大(P<0.005)，較5F-IMRT和6F-IMRT分別增高了0.09%，2.39%和1.17%，3.07%。對于右側(cè)肺與心臟，射野數(shù)越多，其劑量越大(P<0.002)。與5F-IMRT和6F-IMRT比較，4F-IMRT心臟V5，V10，V20，V30以及平均劑量分別下降了42.37%、17.65%、5.87%、5.72%、23.38%和42.85%、30.84%、16.31%、6.45%、24.65%；右肺5 Gy和平均劑量較5F-IMRT和6F-IMRT下降了87.89%、67.83%和86.31%、20.03%。

3 討論

乳腺癌的保乳治療已成為我國治療早期乳腺癌的常規(guī)模式，術(shù)后放療是保證治療的重要手段。早期保乳常規(guī)放療的劑量分布在靶區(qū)往往是不均勻的，其心臟、肺等正常組織的照射劑量往往也會過高。三維適形技術(shù)雖然可以顯著降低心臟、肺的照射劑量，但是其在靶區(qū)的劑量均勻性也是較差的，容易產(chǎn)生高劑量點，最高可達處方劑量的115%～120%[6]，這極大增加了乳腺的纖維化幾率，降低了美容效果，這與患者選擇保乳的初衷是不符合的。由于調(diào)強放療的射野是由多個子野組成的，因此其可以通過設(shè)置優(yōu)化條件對靶區(qū)各點的輸出劑量按要求進行調(diào)整，從而帶來更優(yōu)的靶區(qū)適形度和均勻性[7]。周鋼等的研究結(jié)果[3]和陳維軍的研究結(jié)果[8]表明即使同樣是采用調(diào)強技術(shù)，射野的數(shù)目以及角度、優(yōu)化條件均會影響靶區(qū)均勻性和正常組織的受照劑量。

本研究對3種不同射野數(shù)的乳腺癌調(diào)強放療技術(shù)帶來的靶區(qū)劑量適形度和均勻性，以及正常組織受照劑量的差異進行了對比，結(jié)果顯示隨著射野數(shù)目的增加，靶區(qū)的劑量均勻性和適形度得到了極大地改善，6野調(diào)強計劃的靶區(qū)最大劑量和平均劑量更接近于處方劑量，這個結(jié)果與陳維軍等的研究結(jié)果[8]是一致的。值得注意的是，本文中4野調(diào)強計劃的均勻性和適形度優(yōu)于其結(jié)果(文獻中均勻性18.5±5.0，適形度0.632±0.123[8])，造成的差異可能與優(yōu)化參數(shù)的設(shè)置有關(guān)以及靶區(qū)乳腺的彎曲度有關(guān)。對于正常組織而言，由于增加了垂直乳腺方向和95°的射野，這兩個方向的射野不可避免的穿過了肺和心臟，因此引起了肺和心臟的受照劑量增大。但是肺和心臟的增大量存在很大的不同:對于心臟，不論是低劑量區(qū)還是高劑量區(qū)其增加量均是明顯的，3種計劃心臟的平均劑量仍然是比較低的，均在9 Gy以下，這引起心臟方面的疾病的幾率是較小的[9]；由于4F-IMRT計劃沒有射野直接射入右肺，其低劑量包含的體積也是最小的。然而對于左肺，3種不同的調(diào)強計劃的差別是極小的，相比4野調(diào)強計劃，5野和6野調(diào)強計劃的左側(cè)肺受照劑量的增加量是很小的，不超過5%，這個結(jié)果與陳維軍等的結(jié)果[8]不太一致，引起的原因可能是由于各自計劃使用的優(yōu)化條件是不一致的。這個結(jié)果也就意味在制作計劃時可以通過修改優(yōu)化條件得到滿意的DVH曲線和等劑量線分布。

在實際治療中，除了放療自身的計劃因素外，患者的擺位誤差和呼吸運動均會對劑量造成影響?；颊叩臄[位誤差是可以通過細心來減小，但是呼吸運動是無法克服的。雖然呼吸門控技術(shù)可以調(diào)節(jié)和控制呼吸運動，但由于國內(nèi)醫(yī)療設(shè)備的缺乏和呼吸門控技術(shù)的耗時及運用不方便等特性，其臨床運用仍然是比較少的。因此在選擇計劃的時候需要考慮這方面的因素：呼吸運動引起的器官的運動往往是垂直于乳腺方向的運動，因此如果單純的是4野切線野照射的，其計劃的劑量可能與真實的劑量存在較大的差別。然而對于5F-IMRT和6F-IMRT有部分射野是垂直入射乳腺靶區(qū)的，這個方向的射野對呼吸運動引起的誤差是比較小的，因此呼吸運動對于5F-IMRT和6F-IMRT影響是相對較弱的，因此在實際臨床運用中應(yīng)根據(jù)患者的實際情況制定計劃。根據(jù)本研究結(jié)果，在臨床實踐中建議如果患者心肺功能較好的患者可以優(yōu)先考慮用5F-IMRT技術(shù)。對于心肺功能較差的患者，則應(yīng)考慮切

線方向適度展開照射野入射角度的4F-IMRT的調(diào)強技術(shù)。

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