乳腺癌根治術后調強計劃的設計比較

朱煜和，戚茂蘭，辛欣

1 涼山州第一人民醫院 （四川西昌 615000）; 2 四川省腫瘤醫院 （四川成都 614000）

乳腺癌是一種在女性中患病率比較高的腫瘤。乳腺腫瘤屬于淺表腫瘤，腫塊切除后，勾畫的靶區范圍比較大,放療照射區域解剖結構復雜，包含密度差異較大的組織：軟組織、肺、骨頭和周圍空氣[1]，在計劃設計中容易出現劑量分布不均勻、熱點較多的現象，計劃難度較大。由于靶區靠近肺，在乳腺癌患者治療中容易造成放射性肺炎，因此計劃設計要求限制患側肺的V20的受量。常用的乳腺癌調強計劃有靜態調強（intensity-modulated radiation therapy,IMRT）和旋轉容積調強（volume modulated arc therapy,VMAT）兩類。相對于IMRT計劃，VMAT計劃的機器跳數少，患者照射時間短[2]，有利于提高擺位的重復性[3]。本研究分析在容積調強計劃下，不同機型加速器的光柵葉片寬度和計劃中心對乳腺癌計劃設計質量的影響，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年5月至2017年10月我院收治的7例右側乳腺癌根治術后患者，年齡38～60歲，中位年齡46歲，均經病理學明確診斷。全部患者均經右側乳腺癌根治術將整個乳腺連同癌瘤周圍5 cm的皮膚、乳腺周圍組織、胸大小肌和其筋膜以及腋窩、鎖骨下的所有脂肪組織和淋巴結整塊切除。

1.2 方法

設備為Philips Pinnacle 9.1計劃系統，醫科達Axesse加速器，醫科達Synergy加速器，GE high-speed 80 CT模擬機。

1.2.1 CT模擬定位和靶區勾畫

患者身體仰臥，雙手抱舉于頭部，使用體膜固定，平靜呼吸狀態下進行螺旋CT掃描。掃描范圍從頜下到膈下5 cm，層厚5 mm。臨床靶區（clinical target volume, CTV）包括患側胸壁、鎖骨上淋巴結和腋窩淋巴結Ⅲ區，計劃靶區（planning target volume, PTV）在CTV基礎上內外界和后界均外放0.5 cm,前界為皮膚下0.5 cm。勾畫正常器官包括患側肺、健側肺、心臟、脊髓、氣管、食管、對側健康乳房。由醫師逐層勾畫靶區和正常器官，勾畫的CT圖像經網絡傳輸到Pinncale 9.1計劃系統。

1.2.2 處方劑量和計劃設計

對每例患者PTV給予50 Gy的處方劑量，分次劑量為2 Gy，共25次。沿切線方向起始角度與終止角度有160°～170°的角度差，計劃采用雙弧（順時針弧和逆時針弧)，由計劃系統確定靶區的中心點。在患側胸壁上覆蓋1 cm厚度的補償膠。在距離PTV為1 cm的肺上勾畫一個虛擬器官擋塊，用來限制患側肺的受量。對同一患者做使用醫科達Syngery, Axesse的調強計劃，這兩個計劃將靶區中心點移動到胸壁上。第3個計劃，不移動靶區中心點做使用醫科達Axesse的計劃。3個計劃其他參數相同。計劃要求90%的PTV體積達到5 000 cGy的處方劑量。Axesse和Synergy的主要區別是多葉光柵（multi-leaf collimator,MLC）的葉片寬度不同。

1.3 臨床評價

1.3.1 PTV評價參數

比較3種調強PTV的適形度、均勻性。靶區劑量適形度（conformal index,CI）計算公式為：CI=（處方劑量線包繞的靶區體積/靶區體積）×（處方劑量線包繞的靶區體積/處方劑量線包繞的所有區域的體積）[4]。CI范圍為0～1，值越大，適形度越好。靶區均勻性指數（homogeneity index,HI）計算公式為：HI=（D2-D98）/D處方，公式中D2、D98分別為2%、98%靶體積所接受的劑量，D處方表示處方劑量。HI值越小，劑量均勻性越好[5]。

表1 兩種葉片寬度計劃結果劑量學比較（±s）

表1 兩種葉片寬度計劃結果劑量學比較（±s）

注：與Synergy （葉片寬1.0 cm）比較，aP＜0.05

葉片寬度 靶區 患側肺 心臟Dmean（cGy）脊髓Dmax（cGy）健側肺Dmean（cGy）健側乳腺Dmean（cGy）CI HI V20（%） Dmean（cGy）Axesse(葉片寬 0.5 cm) 0.78±0.02a 10.39±0.56a 14.67±0.28a 914.7±7.8a 713.2±18.4a2 055.7±65.9a 397.2±7.5a 380.8±6.0a Synergy(葉片寬 1.0 cm) 0.68±0.02 12.38±0.86 16.11±0.48 1 101.0±23.6 862.7±46.3 2 427.5±109.9 393.8±7.6 419.7±11.6

表2 移動中心與不移動中心計劃結果劑量學比較（±s）

表2 移動中心與不移動中心計劃結果劑量學比較（±s）

注：與中心位于患側肺（Axesse）比較，aP＜0.05

計劃中心 靶區 患側肺 心臟Dmean（cGy）脊髓Dmax（cGy）健側肺Dmean（cGy）健側乳腺Dmean（cGy）CI HI V20（%） Dmean（cGy）中心移于胸壁(Axesse) 0.78±0.02a 10.39±0.56a 14.67±0.28a 914.7±7.8a 713.2±18.4a2 055.7±65.9 397.2±7.5 380.8±6.0中心位于患側肺(Axesse) 0.71±0.05 12.67±0.91 15.10±0.35 1 064.8±13.6 849.9±7.8 2 024.0±49.0 390.3±8.1 383.2±8.3

1.3.2 危及器官評價參數

比較3組計劃的患側肺和健側肺的V20和平均劑量Dmean，心臟的平均劑量Dmean，脊髓的最大劑量Dmax，健側乳腺的平均劑量Dmean和最大劑量Dmax。

1.4 統計學處理

2 結果

2.1 相同計劃中心、不同光柵葉片寬度計劃結果比較

醫科達Synergy：MLC 40對葉片，葉片寬度1.0 cm，最大射野40 cm×40 cm。醫科達Axesse：葉片寬度0.5 cm，共80對葉片，最大射野80 cm×80 cm。在相同參數下，同一患者在不同葉片下的計劃劑量體積直方圖（dose-volume histogram, DVH）（圖1）比較，可以得出在細葉片寬度做出的PTV覆蓋率V95明顯大于寬葉片做出的計劃，同時高劑量照射區域的體積更小，PTV中沒有接受高于處方劑量110%的體積，計劃質量優于寬葉片做出的計劃。

圖1 葉片寬度1 cm和葉片寬度0.5 cm下乳腺癌計劃的DVH

兩種硬件條件下，Axesse加速器下的靶區劑量適形度優于Synergy加速器，差異有統計學意義（P＜0.05），劑量均勻性也有顯著改善（P＜0.05）。危及器官中心臟的Dmean也表現相似結果。脊髓的Dmax從2 427 cGy減少到2 055 cGy。使用Axesse加速器, 患側肺低劑量受照區域減少，患側肺得到更好保護，而健側肺兩者差別不明顯。見表1。

2.2 同一型號加速器及光柵葉片寬度、不同計劃中心計劃結果比較

將靶區中心移動到胸壁后，患側肺的Dmean和V20減少，劑量受量降低，能夠得到更好的保護，差異有統計學意義（P＜0.05）。健側乳腺的劑量受量變化不大，差異無統計學意義（P＞0.05）。而靶區的適形度和均勻性有一定改善，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

3 討論

乳腺癌患者術后放療可以降低復發率[6]。隨著放療技術不斷發展，乳腺癌的放療計劃設計方案出現了電子線+光子線聯合調強照射[7]、IMRT、雙中心計劃等技術。相對上述計劃思路，雙弧計劃子野分布角度較廣，在偏離主軸的切線方向給予了大部分劑量。將患側肺上的計劃中心移動到胸壁上后，同一射束方向，射束穿過肺的體積減少，患側肺的V20有所下降。靶區滿足相同處方劑量的情況下，移動中心的計劃、靶區外的熱點區域減少，靶區的劑量均勻性有一定改善，計劃結果優于不移動中心的計劃，是一種簡單易行的方案。調強計劃的結果不僅依賴于物理師的經驗、計劃系統的算法，加速器的光柵硬件條件也是影響計劃結果的1個重要因素。在相同參數和射野布置下，光柵葉片寬度變大，將會有更多的漏射線和散射線，更多的正常組織暴露于射線照射，Axesse加速器下的乳腺癌調強計劃顯著好于Synergy加速器。細的光柵葉片對靶區的適形度更好，能夠提高計劃的質量。在乳腺癌患者放療中，肺部接受過量照射可能引發肺癌、肺炎和肺纖維化[8]。兩種計劃的患側肺的V20均＜20%，所接受的劑量體積均在正常耐受劑量范圍內，但在細的葉片下，患側肺的V20較粗葉片降低了1.44%，減少了患側肺所受低劑量照射的范圍，提高了患者的生命質量。