擺位誤差對保乳術后放療計劃劑量分布的影響

董 明 陳文彬 李丹明 宋 云 冷朝輝 周 杰

目前，乳腺癌保乳手術加術后輔助化療、放療和內分泌綜合治療逐漸成為乳腺癌手術的主要方法[1]。保乳術后常規采用以切線野為主的放療技術，而調強放療(IMRT)能夠形成與腫瘤靶區不規則形狀相適應的劑量分布，改善靶區劑量均勻性，提高腫瘤控制率，同時減少周圍 OARs的照射。但由于IMRT計劃的精度較高，系統擺位誤差的微小變化，都會導致靶區劑量分布的不均勻性增大，同時作為危及器官的同側肺靠近腫瘤靶區，擺位誤差會導致超過危及器官的耐受量。因此，研究擺位誤差對不同放療計劃的影響對放療計劃的選擇較為重要。在本次研究中，我們采用相同的處方劑量，比較了擺位誤差對7例患者采用不同野數的IMRT計劃和普通切線野劑量分布的影響，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

九江醫學院附屬醫院腫瘤內科2011年1月至2012年3月，收治乳腺保乳術后女性患者7例。其中腫瘤位于乳腺右側者5例，左側者2例，年齡29～53歲，中位年齡45歲，經各項檢查顯示無放療禁忌癥，KPS平分≥80分。術后病理分期為0～ⅡA期(Tis-T2N0M0)；所有患者經病理檢查證實為浸潤性導管癌。

1.2 放療計劃的制定

根據有關報道[2]所有患者取仰臥位，采用乳腺托架加體模治療體位，全乳臨床靶區(clinical target volume,CTV)[3]定義為完整乳腺組織、胸肌間淋巴結和乳房下的胸壁淋巴引流區，前界為皮膚表面下0.5 cm；CTV為511.7～808.3 cm3,中位數為721.5 cm3：PTV在CTV基礎上內界和外后界各擴大7 mm，前界仍為皮膚表面下5 mm，上下界各擴2 cm，后界擴大7 mm。脊髓、肺和心臟也在CT圖像上逐層畫出。

根據RTOG 0143指南，每位患者按照下列方法分別制訂一個常規計劃和IMRT計劃。治療劑量為50 Gy(2 Gy/次)。

常規計劃[3]：首先旋轉機架找到最優化的內切線野入射角度，使 PTV在射野方向觀(beam eyes view，BEV)上投射最小；調整射野大小，使射野在PTV上下方向各擴大1 cm，后方向擴大0.5 cm，前界在乳腺皮膚表面外再露空1.5～2.0 cm，等中心放在相應射野入射方向中心線穿越乳腺的中點。添加15°或30°的楔形濾片修飾照射野。

IMRT計劃：所有非共面照射野技術用于IMRT計劃，采用相同的劑量-體積約束條件進行逆向優化設計，約束條件為[4,5]，CTV：V40～45≤10%，V50～55≤10%；健側肺V20≤10%，患側肺V20≤20%，脊髓V40≤100%，心臟最大劑量<35 Gy，對側乳腺照射劑量<5 Gy,以CTV的平均劑量進行劑量歸一，各約束條件的優化權重大小順序為：CTV>PTV>左肺>脊髓、心臟、右肺和健側乳腺。

1.3 擺位誤差的模擬

根據Samuelsson 等[6]的研究方法，參考Hurkmans等[7]有關乳腺癌擺位系統誤差值總結，采用各個方向上模擬移動5 mm的系統擺位誤差值，隨機誤差在本次研究中被忽略。

1.4 評價指標

1.4.1 CTV的劑量學評價 V<95:接受小于處方劑量95%，即受照射劑量小于47.5 Gy的CTV體積；V>105:接受超過處方劑量105%，即受照射劑量大于52.5 Gy的CTV體積。

1.4.2 危及器官的劑量學評價 同側肺平均劑量(mean lung dose，MLD)，同側肺接受≥20 Gy照射的百分體積(V20)。

1.5 統計學處理

2 結果

2.1 系統擺位誤差對不同野數IMRT 計劃各個方向上CTV V<95的影響(圖1)

圖1 不同方向模擬擺位誤差后不同野數IMRT計劃的

2.2 系統擺位誤差對切線野計劃各個方向上CTV V<95的影響(圖2)

圖2 不同方向模擬擺位誤差后切線野CTVV<95的變化

2.3 系統擺位誤差對不同野數IMRT計劃各個方向上CTV V>105的影響(圖3)

圖3 不同方向模擬擺位誤差后不同野數IMRT計劃的

2.4 系統擺位誤差對切線野計劃各個方向上CTV V>105的影響(圖4)

圖4 不同方向模擬擺位誤差后切線野CTV V>105的變化 橫坐標1～6、7～12、13～18、19～24、25～30、36～42分別表示1～7號患者切線野計劃左、右、腹、背、頭、足六個方向

由圖1～4可以看出：模擬擺位誤差后，不同照射野的IMRT和切線野V<95和V>105變化無規律，但對V95和V105較高的放療計劃，擺位誤差對靶區分布的影響更大，對同一患者，切線野計劃相對IMRT計劃V<95和V>105較高，即切線野計劃劑量分布的均勻性較差，受小于處方劑量95%(47.5 Gy)和大于處方劑量105%(52.5 Gy)的照射體積較大，因此，系統擺位誤差對切線野計劃靶區劑量的影響更大。

2.5 模擬擺位誤差后不同野數IMRT計劃同側肺V20(%)的變化(圖5)

圖5 模擬系統擺位誤差后不同治療計劃同側

2.6 模擬擺位誤差后切線野計劃同側肺MLD的變化

由圖5和圖6可以看出，不論是IMRT計劃，還是普通切線野計劃，系統擺位誤差對同側肺的影響均較小。在六個方向上系統擺位誤差對同側肺受照射劑量的影響沒有規律，但IMRT計劃中同側肺受照射劑量的變化較普通切線野計劃更明顯，即IMRT計劃正常組織的受量對擺位誤差的變化更為敏感。

3 討論

根據ICRU規定，制訂IMRT計劃時，為達到優化治療計劃的目的，必須將由于患者本身和器官移動以及擺位誤差造成的不確定性包括進來，在考慮靶區劑量分布的同時，確保危及器官受照射劑量不超過其耐受劑量。考慮擺位誤差的主要方式是通過計劃靶區外放一定的邊界，由于擺位誤差和器官移動在不同治療部位和不同的機構得出的結果是不同的，一般考慮優化邊界的方法是根據已經提出的一些不確定性的參考值的統計[8]。一般來說擺位誤差的允許精度為5 mm[9]。Samuelsson 等[6]在研究擺位誤差對頭頸部腫瘤不同計劃劑量分布的影響時，參考了Hurkmans等[7]歸納的頭頸部腫瘤患者的系統擺位誤差1.6～4.6 mm的報道，在各個方向上模擬移動5 mm，對IMRT 和常規治療野的劑量研究發現，擺位誤差對靶區劑量影響的敏感度與所采用何種放療方法無關，而僅僅與放療計劃的質量有關。Manning等[10]在頭頸部腫瘤的IMRT中也以5 mm作為擺位誤差，因此在本研究中采用的系統擺位誤差的幅度是5 mm。

圖6 模擬系統擺位誤差后不同治療計劃同側肺

本組研究表明：模擬擺位誤差后，不同照射野的IMRT和切線野V<95和V>105變化沒有規律，但有較高的V<95和V>105的放療計劃，擺位誤差對靶區分布的影響更大，由于同一患者的切線野相對于IMRT有較大的V<95和V>105，即切線野計劃劑量分布的均勻性較差，受小于處方劑量95%(47.5 Gy)和大于處方劑量105% (52.5 Gy)的照射的體積較大，因此，擺位誤差對切線野計劃靶區劑量的影響更大。另外研究還表明：擺位誤差對普通切線野計劃的影響比IMRT更為敏感，與照射野較多的IMRT計劃相比，系統擺位誤差對照射野少的IMRT影響更大，這可能是由于放療計劃質量的好壞是根據劑量一致性的原則來確定，與照射野較少的治療計劃相比，IMRT計劃的劑量均勻性較高，靶區劑量大于95%和小于105%的靶區覆蓋部分減少。因此，從以上的趨勢來看，系統擺位誤差對放療計劃的敏感性取決于治療計劃的質量。一般來說，IMRT的PTV劑量分布要好，將會導致IMRT對于擺位誤差的影響不太敏感，這一報道與Samuelsson 等的結果一致。其原因是劑量分布不僅僅是由于擺位誤差的引起定位差異，而且同一個患者在各個野方向上不同的組織密度、不規則表面也會影響劑量分布，從而導致劑量分布的改變。因此，擺位誤差對IMRT靶區劑量和危及器官的影響不受IMRT計劃精細程度的影響，即既使采用5～9個野那種計劃，擺位誤差的影響都是相同的。

在乳腺癌術后放射治療中，衡量放射性肺損傷最主要的指標是V20和MLD。本組除了6號患者外，模擬擺位誤差后，IMRT計劃和普通切線野計劃與原計劃相比，同側肺V20和MLD平均劑量均增加(正值)，但與IMRT相比，模擬擺位后普通切線野同側肺受照射劑量的改變明顯小于IMRT計劃。這一點與Samuelsson等的發現不同，他認為對于頭頸部腫瘤，隨著照射野數的增多，擺位誤差對作為危及器官脊髓的最大劑量在左、右、背的方向上，最大受照射劑量幅度明顯高于常規計劃，在腹部方向則小于普通計劃，在頭、足方向較為接近。以脊髓的照射劑量作為參考標準，則治療計劃對擺位誤差的敏感性取決于計劃劑量梯度的陡峭程度，IMRT照射野數的增加將會增加危及器官周圍劑量梯度的"鋒利"程度，因此，其對擺位誤差的敏感性增強。本組結果顯示，對于V20，在左、右、腹、足方向，IMRT計劃的變化幅度明顯超過了普通切線野，對于MLD，在左、腹、足方向上，IMRT計劃的變化幅度明顯,兩者公共部分是左、腹、足方向，因此，我們認為，在對保乳術后患者制訂IMRT計劃時，考慮放射性肺損傷主要是在左、腹、足方向外放的邊界。

[1] 孟 潔，寧連勝.乳腺癌的保乳治療進展〔J〕.實用癌癥雜志,2009,24(5):535.

[2] 金 亮，曹舜翔.乳腺癌行保乳術后放療體位固定的研究〔J〕.實用癌癥雜志,2009,24(2):202.

[3] 黃曉波，蔣國樑，陳佳藝.乳腺癌調強放射治療和常規切線野治療的三維劑量學研究〔J〕.癌癥，2006,25(7):855.

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