左乳腺癌保乳術后瘤床同步加量靜態調強放射治療與斷層定野放射治療的劑量學研究*

劉夢嵐，吉維，趙彪，文曉博，袁美芳，楊毅

[云南省腫瘤醫院（昆明醫科大學第三附屬醫院）放療科，云南 昆明 650118]

有研究[1]表明，保乳術可達到與根治術同樣的治療效果，與根治術相比，保乳術加術后放療可提高患者的總生存期。目前對于左乳腺癌保乳術后行放療的常用技術包括三維適形放射治療（threedimensional conformal radiotherapy,3D-CRT）、靜態調強放射治療（static intensity-modulated radiotherapy,sIMRT）、容積調強放射治療（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缺點。盡管sIMRT與TD技術都是先進的放療技術，都滿足較為滿意的靶區覆蓋，對正常組織器官也有很好的保護作用，但兩者在乳腺癌保乳術后放療時仍然有一定的劑量學差異。本研究對左乳腺癌保乳術后兩種放療技術的劑量學差異進行了系統的比較，為左乳腺癌保乳術后放療技術的選擇提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年5月—2018年5月云南省腫瘤醫院放療科左乳腺癌保乳術后瘤床有銀夾標記患者24例作為研究對象。年齡30～69歲，平均45.9歲，各項臨床資料完善。其中，浸潤性癌8例，浸潤性導管癌15例，黏液腺癌1例；T1N0M010例，T1N1M06例，T2N0M07例，TxN0M01例；內上象限3例，外上象限18例，內下象限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。采用德國西門子大孔徑螺旋CT平掃或增強掃描，掃描層厚0.5 cm，掃描范圍包括頸、胸、上腹部，掃描后CT模擬定位圖像由網絡傳輸至計劃系統。

1.3 勾畫靶區及危及器官

參考北美放射腫瘤協作組（Radiation Therapy Oncology Group,RTOG）乳腺癌保乳術后靶區及危及器官勾畫標準[2]。靶區勾畫：腫瘤計劃靶區（planning gross tumor volume,PGTV）以銀夾為中心向上下、左右和前后外擴1.5 cm，前界不超過皮下0.5 cm，后界不超過肋骨表面。臨床靶區（clinical target volume,CTV）上界為同側鎖骨頭下緣水平，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，內側界為胸骨和肋骨連接處，外側界為腋中線或腋后線，不包括背闊肌。計劃靶區（planning target volume,PTV）為CTV外擴0.5 cm。危及器官勾畫：脊髓、左右肺、對側乳腺、心臟、左右心房及心室。

1.4 治療計劃

采用瘤床同步推量技術，用醫科達Monaco5.11.03治療計劃系統進行sIMRT計劃設計，用安科銳TomoTherapy治療計劃系統進行TD計劃設計。6 MV X射線，處方劑量均為PGTV 5 750 cGy/25 f，PTV 5 000 cGy/25 f。sIMRT計劃：以射野等中心點（ISO）為等中心，PTV為目標設計6個照射野。最小子野面積4 cm2，最小跳數5 MU，最大子野數80，最大劑量率600 MU/min，計算網格設定為3 mm。TD計劃：以PTV為目標設計6個照射野。基本參數設置：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 計劃評估

參考國際輻射單位與測量委員會（International Commission on Radiation Units,ICRU）83號報告[3]，用D2%、D98%、D50%評估靶區PGTV和PTV相應體積所接受的吸收劑量，用適形指數（conformity index,CI）和均勻性指數（homogeneity index,HI）分別評價靶區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體積，Vt為靶區體積，Vref為參考等劑量曲線包繞的所有區域的體積。CI值范圍為0～1，CI值越大，適形度越好。HI=（D2%-D98%）/D50%，D2%為2%靶區受到的最低劑量，D98%為98%靶區受到的最低劑量，D50%為50%靶區受到的最低劑量。HI值越小，表示均勻性越好。左肺的V5、V20及Dmean，心臟的V30和Dmean、右側乳腺、左右心房和左右心室的Dmean、脊髓的D2%用來評價危及器官的照射體積和劑量。

1.6 統計學方法

數據分析采用SPSS 22.0統計軟件。計量資料以均數±標準差（±s）表示，比較用配對t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 靶區劑量學的比較

2.1.1 靶區PGTV劑量學參數比較sIMRT和TD均能滿足對左乳腺癌保乳術后靶區PGTV的劑量要求。兩種計劃的靶區PGTV劑量學參數D2%、D98%、CI、HI比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。sIMRT的D2%高于TD；D98%低于TD；sIMRT的CI高于TD，即sIMRT的適形度優于TD；TD的HI低于sIMRT，即TD的均勻性優于sIMRT；IMRT和TD的D50%差異沒有統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 靶區PGTV劑量學參數的比較 （±s）

表1 靶區PGTV劑量學參數的比較 （±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PTV劑量學參數比較sIMRT和TD均能實現對左乳腺癌保乳術后靶區PTV的劑量要求。兩種計劃的靶區PTV劑量學參數D98%、CI、HI比較，差異有統計學意義（P＜0.05），sIMRT的D98%低于TD，sIMRT的CI高于TD（P＜0.05），即sIMRT的適形度優于TD，TD的HI低于sIMRT（P＜0.05），即TD的均勻性優于sIMRT，D2%、D50%的組間差異無統計學意義（P＞0.05）。見表2。

表2 靶區PTV劑量學參數的比較 （±s）

表2 靶區PTV劑量學參數的比較 （±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 危及器官劑量學參數的比較

左肺：sIMRT和TD的V5、V20和Dmean比較，差異有統計學意義（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）。對側乳腺：sIMRT和TD的Dmean比較，差異有統計學意義（P＜0.05），TD對側乳腺的Dmean較sIMRT降低了39.65%（P＜0.05）。心臟：sIMRT和TD的V30比較，差異有統計學意義（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，差異無統計學意義（P＞0.05）。脊髓：sIMRT和TD的D2%比較，差異有統計學意義（P＜0.05），TD較sIMRT降低了脊髓的D2%。心臟亞結構：sIMRT和TD在心臟亞結構中的比較，差異有統計學意義（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 左肺劑量學參數比較 （±s）

表3 左肺劑量學參數比較 （±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 對側乳腺、心臟、脊髓劑量學參數比較 （±s）

表4 對側乳腺、心臟、脊髓劑量學參數比較 （±s）

組別sIMRT TD t值P值對側乳腺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 心臟亞結構Dmean比較 （±s）

表5 心臟亞結構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劑量增加并對正常組織保護的技術，適用于各種癌癥類型。sIMRT在各處輻射野與靶區外形一致的條件下，針對靶區三維形狀和危及器官與靶區的具體解剖關系對束強度進行調節，單個輻射野內劑量分布是不均勻的，但是整個靶區體積內劑量分布比常規放療更均勻[4]。蒙渡等[5]在乳腺癌保乳術后放療研究中，采用瘤床同步加量技術，靶區劑量：PTV50 Gy/25 f，PTVboost60 Gy/25 f，評估放療的劑量分布、不良反應及療效。結果顯示IMRT技術具有良好的CI、HI，且危及器官（如心臟、肺等）均得到了良好的保護。

TD是使用固定的機架以不連續的角度傳遞輻射。它通過1～12個固定治療角度，結合二元氣動多葉光柵（multi-leaf collimator,MLC）對射線進行快速調制以及通過治療床的移動來產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，評估TD技術對乳腺癌保乳手術后患者放療的可行性和毒性。結果顯示，使用TD技術放療顯示出可接受的毒性，最常見的毒性反應是皮炎，在乳房照射期間，155例患者中有41例（26.5%）和6例（3.9%）發生了2級和3級皮炎，2例患者發生手臂淋巴水腫，乳房照射后1個月，2例患者患有2級肺炎；并且在靶標覆蓋范圍和危及器官保護方面均達到了最佳結果。

CHUNG等[8]比較了TD和3D-CRT運用在早期乳腺癌患者中的劑量學特點，研究顯示，TD的CI值明顯優于3D-CRT的CI值，即TD在適形度方面更佳，但在HI方面，TD與3D-CRT無顯著差異。本研究中，不論PGTV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，sIMRT在適形度方面優于TD，TD在均勻性方面優于sIMRT。陳高翔[9]等關于運用TD技術對乳腺癌保乳術后放療的研究中，TD組PTV在D2%、D98%及CI方面優于IMRT組，兩者在HI的差異無統計學意義。而本研究中，sIMRT計劃靶區PTV的D98%、CI優于TD，TD的HI優于sIMRT，D2%組間無差異，這與本研究結果有所差異，這可能與靶區勾畫的差異、計劃設計和射野角度分布、處方劑量、瘤床同步推量與否、靶區適形度和均勻性要求不一樣、對危及器官劑量限制要求不同、病灶象限位置不同等相關。

放射治療在對腫瘤組織進行照射的同時，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癥。相關研究表明，肺和心臟的劑量體積參數可分別預測放射性肺炎、心包積液的風險[10]。有研究顯示，肺的V5、V20和Dmean均與放射性肺損傷的發生相關[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立預測因素。史志勇等[12]研究結果表明患側肺的V5與放射性肺損傷發生相關。本研究中，sIMRT組左肺的V5、V20和Dmean均低于TD組，不論是高劑量區還是低劑量區，sIMRT均可縮小患側肺的受照體積，換言之，sIMRT可降低放射性肺損傷發生的概率，可改善患者的遠期生存質量。

LAUGAARD等[13]研究提示，心臟劑量每增加1 Gy，主要冠脈事件的發生率增加19%，可見限制心臟劑量，對減少心臟事件的發生起重要作用。本研究中，對心臟的V30，TD組低于sIMRT組，而心臟的Dmean，兩者差異無統計學意義。在心臟亞結構方面，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，多因素分析結果顯示，右心室DVH（劑量-體積）參數可預測放射性心臟損傷，且是急性放射性心臟損傷的獨立預后因素。可見，心室的受照劑量對放射性心臟損傷的發生有明顯的影響。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，可見TD技術對心臟的保護并未體現出明顯優勢。TD組對側乳腺Dmean低于sIMRT組，TD較sIMRT降低了對側乳腺的受照劑量。對脊髓的最大劑量（D2%）來說，TD組低于sIMRT組，脊髓作為串聯器官，受照劑量過高時將導致相關的神經系統并發癥，本研究提示TD技術對脊髓的保護更佳。

綜上所述，sIMRT技術和TD技術均能滿足左乳腺癌保乳術后放療的劑量需求，前者的CI優于后者，后者的HI優于前者；sIMRT組左肺的V5、V20和Dmean均低于TD組，sIMRT技術對患側肺的保護更佳，對于有肺部基礎疾病的患者，建議優先選擇sIMRT技術；TD技術對心臟的保護并未體現出明顯優勢，由于TD技術費用更高，從經濟角度出發，部分患者可考慮優先選擇sIMRT技術。