腹式深吸氣屏氣和自由呼吸在左側(cè)乳腺癌調(diào)強(qiáng)放療中劑量學(xué)比較*

張 炎,滕 蕓,唐羅勇,徐寶芹,林嘯東,胡望遠(yuǎn)

(溫州醫(yī)科大學(xué)附屬金華醫(yī)院放療科,浙江金華321015)

目前,乳腺癌已成為最常見的女性惡性腫瘤[1],術(shù)后輔助放射治療(放療)可以明顯降低局部復(fù)發(fā)。但隨著乳腺癌患者生存期的延長,長期的心臟相關(guān)并發(fā)癥也受到人們的廣泛關(guān)注。已有研究對既往有心血管病史的乳腺癌患者死因進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)心血管疾病引發(fā)的死亡率甚至超過了乳腺癌相關(guān)死亡率[2],且與右乳腺癌患者相比,左乳腺癌患者放療后心臟并發(fā)癥及死亡率都有所增加[3]。同時(shí)由于解剖位置的原因,放療過程中患側(cè)肺不可能避免地受到一定劑量的照射,從而導(dǎo)致放射性肺炎。既往研究表明,輻射肺體積及劑量與放射性肺炎密切相關(guān)。如何減少心肺照射體積和劑量,降低心肺毒性成為目前研究的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。本研究通過比較左乳腺癌術(shù)后調(diào)強(qiáng)放療(intensity-modulated radiotherapy,IMRT)計(jì)劃中腹式深吸氣屏氣(abdominal deep inspiration breath hold,ADIBH)和自由呼吸(free breath,FB)兩種呼吸模式下心臟、冠狀動(dòng)脈左前降支(left anterior descending coronary artery,LAD)、左肺等劑量學(xué)參數(shù),探討能盡可能減少心臟和LAD照射體積和劑量、同時(shí)不增加放射性肺炎風(fēng)險(xiǎn)的呼吸模式,為左乳腺癌術(shù)后IMRT中最佳呼吸控制技術(shù)的選擇提供依據(jù),現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2022年7月至2023年5月本院左乳腺癌術(shù)后需行輔助放療的22例患者為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡≥18歲;(2)經(jīng)病理診斷明確的左乳腺癌;(3)有術(shù)后輔助放療適應(yīng)證。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)一般情況較差,不能耐受ADIBH;(2)依從性差、溝通障礙不能配合的患者。研究對象年齡41～64歲,中位年齡50歲;行保乳術(shù)14例,行改良根治術(shù)8例。在行放療定位前2周在專業(yè)醫(yī)師的指導(dǎo)下反復(fù)訓(xùn)練ADIBH,直到獲得滿意的可重復(fù)性,且每次屏氣時(shí)間>20 s。本研究為前瞻性研究,定位前所有研究對象簽署知情同意書,并通過醫(yī)院倫理委員會(huì)審批(批件號IBR-20220028-R)。

1.2 方法

1.2.1CT模擬定位

CT模擬定位前,再次訓(xùn)練并評估患者是否能較好地按指示完成ADIBH;患者仰臥位平躺于乳腺托架上,雙手上舉后握于握桿的固定位置,使患者處于最舒適體位并保證左乳腺或胸壁完全暴露;改良根治術(shù)后患者皮膚表面需放置0.5 cm厚的放療用組織補(bǔ)償物,為保證體位固定不動(dòng),所有研究對象使用固定體膜,由GE大孔徑定位CT(型號：Discovery RT)掃描,層厚2.5 mm,掃描范圍為下頜骨至乳腺皺襞下3～5 cm。采用美國Varian公司呼吸控制設(shè)備實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)(real-time position management,RPM)實(shí)時(shí)監(jiān)測患者的呼吸情況。監(jiān)測ADIBH時(shí),將紅外線反射標(biāo)記放于腹部(肚臍與劍突連線的點(diǎn))。

1.2.2靶區(qū)及危及器官勾畫

所有研究對象有ADIBH、FB兩種呼吸模式的CT圖像,每種CT圖像均需要勾畫計(jì)劃靶區(qū)(planning target volume,PTV)、心臟、LAD、雙肺及右乳。放療醫(yī)師依據(jù)體表定位標(biāo)志、CT圖像及放療協(xié)助組(radiation therapy oncology group,RTOG)乳腺癌圖譜[4]勾畫乳腺和胸壁及淋巴引流區(qū)的臨床靶區(qū)(clinical target volume,CTV),CTV外放0.5 cm生成PTV,依據(jù)乳腺癌放療靶區(qū)勾畫計(jì)劃設(shè)計(jì)指南[5]圖譜勾畫LAD。所有靶區(qū)均由1名放療醫(yī)師勾畫,隨后由高年資醫(yī)師審核靶區(qū),以減少不同醫(yī)師勾畫靶區(qū)間的差異性,并由1名物理師設(shè)計(jì)IMRT計(jì)劃,便于比較患者在不同呼吸模式下的放療計(jì)劃。

1.2.3治療計(jì)劃設(shè)計(jì)

使用美國Varian公司的Eclipse治療計(jì)劃系統(tǒng)優(yōu)化放療計(jì)劃,分別在ADIBH、FB兩種呼吸模式下進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)。照射方式為IMRT,調(diào)整優(yōu)化各野劑量權(quán)重,提高靶區(qū)劑量均勻性,降低心臟、LAD和雙肺的受照體積,要求消除105%處方劑量的高劑量區(qū)域,同時(shí)95%的等劑量曲線至少包繞>95%的靶區(qū)體積。保乳術(shù)后：處方劑量為PTV 50.0 Gy,2.0 Gy/次,共25次;PTV瘤床60.0 Gy,2.4 Gy/次,共25次。改良根治術(shù)：處方劑量PTV 50.0 Gy,2.0 Gy/次,共25次。

1.2.4劑量參數(shù)

通過劑量-體積直方圖(dose-volume histogram,DVH)獲取兩組呼吸模式下的靶區(qū)及各危及器官的體積。PTV參數(shù)：(1)平均劑量(mean dose,Dmean);(2)均勻指數(shù)(homogeneity index,HI)=(D2—D98)/D50,其中D2表示2%靶區(qū)體積受到的照射劑量,D98表示98%靶區(qū)體積受到的照射劑量,D50表示50%靶區(qū)體積受到的照射劑量;(3)適形指數(shù)(conformity index,CI)。危及器官參數(shù)：(1)心臟：Dmean、最小劑量(minimum dose,Dmin)、V5、V10、V20、V30、V40,其中V5、V10、V20、V30、V40分別表示5、10、20、30、40 Gy劑量所包繞的體積;(2)LAD：Dmean、最大劑量(maximum dose,Dmax)、Dmin、V40;(3)左肺Dmean、V5;(4)右肺Dmean;(5)右乳Dmean。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 兩種呼吸模式下PTV劑量學(xué)參數(shù)比較

ADIBH和FB的PTV Dmean、HI、CI比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見表1。

表1 兩種呼吸模式下PTV劑量學(xué)參數(shù)比較

2.2 兩種呼吸模式下心臟及LAD劑量學(xué)參數(shù)比較

與FB比較,ADIBH的心臟Dmean、V5、V10、V20、V30、V40的平均值分別下降2.95 Gy、12.21%、8.26%、6.56%、5.41%、3.48%,LAD Dmean、Dmax、Dmin、V40的平均值分別下降15.99 Gy、16.10 Gy、0.82 Gy、13.73%,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見表2。與FB比較,ADIBH的同一層面心臟受照劑量和體積明顯降低,見圖1。

A：ADIBH的橫斷位;B：FB的橫斷位。

表2 兩種呼吸模式下心臟及LAD劑量學(xué)參數(shù)比較

2.3 兩種呼吸模式的相關(guān)性分析

Pearson相關(guān)性分析顯示：ADIBH的心臟Dmean與LAD Dmean呈正相關(guān)(r=0.72,P<0.05),FB的心臟Dmean與LAD Dmean也呈正相關(guān)(r=0.69,P<0.05),見圖2。

A：ADIBH的心臟Dmean和LAD Dmean呈線性相關(guān);B：FB的心臟Dmean和LAD Dmean呈線性相關(guān)。

2.4 兩種呼吸模式下雙肺及右乳劑量學(xué)參數(shù)比較

與FB比較,ADIBH的左肺Dmean下降0.99 Gy,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);但兩種呼吸模式左肺V5、右肺Dmean、右乳Dmean比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見表3。

表3 兩種呼吸模式下雙肺及右乳劑量學(xué)參數(shù)比較

3 討 論

乳腺癌目前已成為全球范圍發(fā)病率最高的惡性腫瘤,術(shù)后放療是綜合治療中至關(guān)重要的組成部分。但由于胸腔內(nèi)重要器官暴露在照射野內(nèi),放療可導(dǎo)致靶區(qū)周圍危及器官發(fā)生相應(yīng)的并發(fā)癥,其中最常見的是放射性心臟損傷和肺損傷。

深吸氣屏氣(deep inspiration breath hold,DIBH)是一種呼吸控制技術(shù),通過減少或消除呼吸運(yùn)動(dòng),從而提高放療的精度。近年研究發(fā)現(xiàn)該技術(shù)可以使心臟移向后下方,以減少左乳腺癌保乳術(shù)后放療心臟照射體積和劑量[6-8]。LOCKE等[9]研究表明,2018年呼吸控制技術(shù)就已經(jīng)廣泛應(yīng)用于乳腺癌輔助放療中,其心臟保護(hù)作用已得到臨床實(shí)踐的認(rèn)可。于舒飛等[10]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),DIBH可以降低放療患者的擺位誤差,減小PTV邊界從而降低心臟的放射劑量和損傷風(fēng)險(xiǎn)。還有研究顯示,相較于胸式DIBH,ADIBH可以進(jìn)一步降低心臟劑量[11]。此外,既往研究表明,乳腺癌術(shù)后放療患者中放射性肺炎的發(fā)生率約為3.7%,且發(fā)生率與肺組織受照體積及劑量相關(guān)。然而國內(nèi)外研究中關(guān)于左乳腺癌術(shù)后放療中DIBH對肺的劑量學(xué)研究較少,其是否可以降低患側(cè)肺劑量還存在爭議。因此本研究比較ADIBH、FB兩種呼吸模式下心肺的劑量學(xué)參數(shù),探索ADIBH在左乳腺癌術(shù)后放療中的應(yīng)用優(yōu)勢。

心臟的輻射暴露是腫瘤治療中發(fā)生冠心病的一個(gè)危險(xiǎn)因素。乳腺癌放療導(dǎo)致早期放射性心血管并發(fā)癥達(dá)20%～40%。既往研究已發(fā)現(xiàn),心血管發(fā)生并發(fā)癥概率與心臟受照劑量相關(guān)。BANFILL等[12]研究發(fā)現(xiàn)雖然許多不同的心臟劑量體積參數(shù)被認(rèn)為與心臟損傷和生存有關(guān),但并沒有達(dá)成共識。一項(xiàng)回顧性研究發(fā)現(xiàn),心臟Dmean≥10 Gy會(huì)明顯增加心臟不良事件的發(fā)生率[13],且心臟Dmean每增加1 Gy,發(fā)生冠狀動(dòng)脈疾病的概率會(huì)增加7.4%。多項(xiàng)研究結(jié)果顯示,心臟V30、V40是與患者總生存密切相關(guān)的劑量學(xué)參數(shù)[13-15]。因此,雖然不同心臟劑量體積參數(shù)與心臟損傷和生存的關(guān)系沒有達(dá)成共識,但乳腺癌術(shù)后放療可增加心臟病變的風(fēng)險(xiǎn),且呈劑量依賴性是目前公認(rèn)的。因此,任何對心臟輻射劑量減少的方式都可能降低心臟損傷的風(fēng)險(xiǎn)。本研究發(fā)現(xiàn),兩種呼吸模式心臟Dmin無差別,但ADIBH的心臟Dmean、V5、V10、V20、V30、V40均明顯更低,因此認(rèn)為與FB比較,ADIBH可以全面降低心臟受照劑量,這與既往研究[11,16-17]結(jié)果相似。雖然心臟Dmean是晚期心臟毒性的最重要的預(yù)測因素,然而越來越多研究關(guān)注心臟亞結(jié)構(gòu)劑量。這是因?yàn)樾呐K內(nèi)部的劑量分布并不均勻,高劑量多分布在心臟上半部分,其中就包括LAD,而LAD病變是缺血性心臟病的重要起源之一。盡管IMRT計(jì)劃可以降低心臟Dmean,但LAD仍有存在劑量熱點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)[18]。因此在IMRT計(jì)劃優(yōu)化時(shí)需要特別關(guān)注。GARG等[19]研究指出,LAD可能是導(dǎo)致放療晚期心臟毒性的重要結(jié)構(gòu)。KN?CHELMANN等[20]研究顯示,心臟Dmean與LAD Dmean、Dmax呈正相關(guān)性,為避免額外的心臟風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)盡量降低LAD的劑量。本研究結(jié)果顯示LAD Dmax為48.69 Gy,與GARG等[19]研究結(jié)果相似(48.22 Gy),高于KN?CHELMANN等[20]研究結(jié)果,可能與本研究的研究對象包括改良根治術(shù)后及瘤床區(qū)局部加量有關(guān)。本研究結(jié)果提示,同一患者采用ADIBH模式可以明顯降低LAD的劑量,包括Dmean、Dmax及Dmin;相關(guān)性分析結(jié)果顯示心臟Dmean與LAD Dmean呈線性相關(guān),特別是在ADIBH中呈高度正相關(guān)(r>0.7),這與近期一項(xiàng)研究[21]的結(jié)果相似。同時(shí)根據(jù)國際輻射單位與測量委員會(huì)83號報(bào)告,HI越小均勻性越好,CI越接近于1適形性越好。本研究中ADIBH、FB的HI、CI均符合質(zhì)控要求。兩種呼吸模式的PTV、HI、CI差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),提示ADIBH不會(huì)影響靶區(qū)劑量和適形性。因此本研究認(rèn)為ADIBH可以降低心臟和LAD的受照劑量,與IMRT聯(lián)合可以起到很好的保護(hù)心臟和LAD的作用,有望降低放療導(dǎo)致的心臟遠(yuǎn)期并發(fā)癥。

肺Dmean是目前臨床中常用的和放射性肺炎發(fā)生相關(guān)的指標(biāo)。既往研究發(fā)現(xiàn),雙肺V5與放射性肺損傷的發(fā)生明顯相關(guān),且認(rèn)為“小劑量大體積”比“大劑量小體積”對肺部造成的損傷更嚴(yán)重[22]。雖然既往研究結(jié)果顯示,DIBH并不能減少患側(cè)肺受照射劑量[23-25]。但本研究結(jié)果顯示,左肺Dmean在ADIBH時(shí)明顯更低,且并不增加患側(cè)肺V5,提示ADIBH可以降低患側(cè)肺受照劑量,可能與ADIBH時(shí)左肺體積增大有關(guān),這與近期幾項(xiàng)研究結(jié)果一致[26-27]。本研究還發(fā)現(xiàn)雖然IMRT中右肺Dmean已經(jīng)很低,但與FB比較,ADIBH右肺Dmean仍下降了48.63%(32.52 cGy),差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的原因可能與樣本量少有關(guān)。兩種呼吸模式中右乳Dmean無差別,提示ADIBH不會(huì)增加健側(cè)乳腺的輻射劑量,這與既往研究[26]結(jié)果一致。

綜上所述,ADIBH可以明顯降低心臟及LAD的受照劑量,且不增加雙肺及健側(cè)乳腺的劑量,是左乳腺癌患者術(shù)后IMRT中呼吸控制方式的較好選擇,也是一種簡單、可重復(fù)并易于臨床應(yīng)用的技術(shù),可以在適合的患者使用以期降低遠(yuǎn)期心臟并發(fā)癥,改善患者的長期生活質(zhì)量。