基于VMAT技術下自適應補償膜在乳腺癌放療中的應用價值

【摘要】 目的：探究基于容積旋轉調強放療（VMAT）技術下自適應補償膜在乳腺癌放療中的應用價值。方法：選取贛州市腫瘤醫院2021年2月—2023年2月的60例乳腺癌患者，隨機分為觀察組和對照組，各30例，兩組均采用VMAT技術，對照組患者使用固定補償膜，觀察組患者使用自適應補償膜。比較兩組患者的皮膚受照射最小劑量（Dmin）、最大劑量（Dmax）、平均劑量（Dmean），計劃靶區的Dmin、Dmax、Dmean、均勻性指數（HI）、適形性指數（CI），患側肺的Dmean、接受5 Gy及以上劑量照射的體積占總體積的百分比（V5 Gy）、接受10 Gy及以上劑量照射的體積占總體積的百分比（V10 Gy）、接受20 Gy及以上劑量照射的體積占總體積的百分比（V20 Gy）、接受30 Gy及以上劑量照射的體積占總體積的百分比（V30 Gy），心臟的平均劑量Dmean、V20 Gy、V30 Gy。結果：觀察組自適應補償膜的空氣間隙體積及最大空氣間隙高度均明顯小于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05）；觀察組患者皮膚受照射的Dmin、Dmax、Dmean均明顯低于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05）；觀察組患者計劃靶區的Dmin、Dmax、Dmean、HI均低于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05）；觀察組患者的CI高于對照組，差異有統計學意義（Plt;0.05）；觀察組患者患側肺的Dmean、V5 Gy、V10 Gy、V20 Gy、V30 Gy均明顯低于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05）；觀察組患者心臟的Dmean、V20 Gy、V30 Gy均顯著低于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05）。結論：基于VMAT技術下，自適應補償膜能降低皮膚受照射劑量，大幅度改善計劃靶區劑量分布、適形性指數、均勻性指數，減少患側、心臟等危及器官的照射劑量。

【關鍵詞】 容積旋轉調強放療技術 自適應補償膜 乳腺癌 放療

Application Value of Adaptive Compensation Membrane Based on VMAT Technology in Breast Cancer Radiotherapy/LI Weizhi， ZHANG Qungui， HUANG Li， LAI Jianping， DING Jinquan， LIU Lipeng， WU Weiwei. //Medical Innovation of China， 2025， 22（02）： 00-005

[Abstract] Objective： To explore the application value of adaptive compensation membrane based on volumetric modulated arc therapy （VMAT） in breast cancer radiotherapy. Method： Sixty patients with breast cancer from Ganzhou Cancer Hospital from February 2021 to February 2023 were randomly divided into observation group and control group， with 30 patients in each group. Both groups were treated with VMAT technology， the control group was treated with fixed compensation membrane， and the observation group was treated with adaptive compensation membrane. Minimum dose （Dmin）， maximum dose （Dmax）， average dose （Dmean）， planned target area Dmin， Dmax， Dmean， homogeneity index （HI）， conformity index （CI）， the Dmean of the affected lung， the percentage of the volume receiving 5 Gy or more in the total volume （V5 Gy）， the percentage of the volume receiving 10 Gy or more in the total volume （V10 Gy）， the percentage of the volume receiving 20 Gy or more in the total volume （V20 Gy）， the percentage of the volume receiving 30 Gy or more in the total volume （V30 Gy）， the average dose of the heart Dmean， V20 Gy， V30 Gy in the two groups were compared. Result： The air gap volume and maximum air gap height of the adaptive compensation film in the observation group were significantly lower than those in the control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. The Dmin， Dmax and Dmean of skin irradiation in observation group were significantly lower than those in control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. Dmin， Dmax， Dmean and HI in observation group were lower than those in control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. The CI of observation group was higher than that of control group， the difference was statistically significant （Plt;0.05）. The Dmean， V5 Gy， V10 Gy， V20 Gy and V30 Gy of the affected lung in the observation group were significantly lower than those in the control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. The heart Dmean， V20 Gy and V30 Gy of observation group were significantly lower than those of control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. Conclusion： Based on the VMAT technology， the adaptive compensation membrane can reduce the radiation dose of the skin， greatly improve the dose distribution in the planned target area， CI， HI， and reduce the radiation dose of the affected side， heart and other endangered organs.

[Key words] VMAT technology Adaptive compensation membrane Breast cancer Radiotherapy

First-author's address： Radiotherapy Technology Department， Ganzhou Cancer Hospital， Ganzhou 341000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2025.02.001

乳腺癌是女性常見的惡性腫瘤之一，女性群體發病率高達11.7%[1-2]。研究發現，早期乳腺癌保乳后放療和改良根治術效果基本相同，而我國僅有20%選擇保乳術，大部分患者仍選擇改良根治術[3-4]。放療是乳腺癌綜合治療的重要組成部分。乳腺癌改良根治術患者在放療過程中，常因胸壁表面不規則而致靶區內劑量分布不均勻，皮膚上出現冷、熱點，且降低了放療技術的精確性，同時危害周圍的器官[5-7]。因此，提高靶區覆蓋率和均勻性，減少皮膚受照射劑量，保護靶區周圍的器官，降低健康器官致癌風險尤為重要。容積旋轉調強放療（VMAT）技術具有治療時間短、劑量分布均勻等優點，但在保護危及器官方面仍存在一定的局限性[8]。通常使用組織等效補償膜使患者腫瘤淺表面獲得充足的照射量，但臨床上常使用固定大小的補償膜，而非個性化剪裁的適形補償膜，可能會導致與胸壁貼合的空間間隙增大，影響放療效果[9]?；诖?，本研究通過VMAT技術對自適應補償膜的應用價值進行探究，為臨床探究乳腺癌改良根治術患者更好的放療模式提供依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取贛州市腫瘤醫院2021年2月—2023年2月接診的60例乳腺癌患者，均為女性。納入標準：確診乳腺癌[10]；接受改良根治術后進行放療。排除標準：伴有嚴重的心、肺器官疾?。蝗焉锲诨虿溉槠冢淮嬖谛夭糠暖熓?；有精神疾病，難以配合；乳腺癌晚期；腋窩和內乳病灶；有放療禁忌證；皮膚組織破損或潰爛。隨機將患者分為觀察組30例和對照組30例。本研究經贛州市腫瘤醫院醫學倫理委員會批準，患者或者患者家屬知情同意本研究。

1.2 方法

1.2.1 體位固定 患者取仰臥位于多功能乳腺托架，協助患者擺正位置；雙側手臂向外伸展上舉置于臂托上，避免鎖骨上窩處出現皮膚褶皺，充分暴露患者胸壁。對照組患者乳腺改良根治區域墊30 cm×30 cm未剪裁的固定組織補償膜，觀察組患者在對照組的基礎上，在乳腺改良根治區域墊剪裁適形的自適應補償膜，根據患者的靶區形狀和位置，定制個性化的補償膜，厚度均為0.5 cm，使用頸胸一體膜固定器。

1.2.2 模擬定位 使用CT模擬機定位，掃描前標記胸壁靶區參考范圍，掃描層厚5 mm，將圖像傳至Pinnacle計劃系統。

1.2.3 靶區勾畫 參照EORTC乳腺癌勾畫指南，臨床靶區（CTV）：胸壁CTV、鎖骨CTV、內乳區CTV；計劃靶區（PTV）：胸壁計劃靶區體積（PTVcw）：胸壁CTV三維外擴0.5 cm，收至皮下0.5 cm；鎖骨計劃靶區體積（PTVsc）：鎖骨CTV三維外擴0.5 cm，收至皮膚表面。PTVcw和PTVsc形成PTV。

1.2.4 危及器官 包括健側乳腺、心臟、脊髓及雙肺。雙肺為肺窗勾畫，不包括縱隔結構。心臟從心包層面勾畫，起于右肺動脈干下緣，至心尖。冠狀動脈左前降支和右冠狀動脈勾畫全程，直徑為1 cm。治療采用6 MV X射線，計劃靶區的處方劑量50 Gy/25次，每周5次。

1.3 觀察指標與評價標準

（1）比較兩組不同補償膜的空氣間隙；（2）比較兩組患者的皮膚受照射劑量參數：最小劑量（Dmin）、最大劑量（Dmax）、平均劑量（Dmean）；（3）比較兩組患者的計劃靶區劑量參數：Dmin、Dmax、Dmean、均勻性指數（HI）、適形性指數（CI）；（4）比較兩組患者的患側肺劑量參數：Dmean、接受5 Gy及以上劑量照射的體積占總體積的百分比（V5 Gy）、接受10 Gy及以上劑量照射的體積占總體積的百分比（V10 Gy）、接受20 Gy及以上劑量照射的體積占總體積的百分比（V20 Gy）、接受30 Gy及以上劑量照射的體積占總體積的百分比（V30 Gy）；（5）比較兩組患者的心臟劑量參數：Dmean、V20 Gy、V30 Gy。

1.4 統計學處理

采用SPSS 25.0軟件分析數據，符合正態分布的計量資料采用（x±s）表示，采用t檢驗；計數資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗。Plt;0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組基線資料比較

對照組患者年齡38～62歲，平均（48.14±4.05）歲；體重47～56 kg，平均（52.89±2.76）kg；乳腺癌分期：Ⅰ期14例，Ⅱ期16例。觀察組患者年齡39～63歲，平均（48.50±4.52）歲；體重46～55 kg，平均（52.46±2.47）kg；乳腺癌分期：Ⅰ期17例，Ⅱ期13例。兩組患者的年齡、體重、乳腺癌分期比較，差異均無統計學意義（Pgt;0.05），具有可比性。

2.2 兩組不同補償膜的空氣間隙比較

CT圖像結果顯示，觀察組自適應補償膜的空氣間隙體積及最大空氣間隙高度均明顯小于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05），見表1。

2.3 兩組皮膚受照射劑量參數比較

觀察組患者皮膚受照射的Dmin、Dmax、Dmean均低于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05），見表2。

2.4 兩組計劃靶區劑量參數比較

觀察組患者計劃靶區的Dmin、Dmax、Dmean、HI均低于對照組，CI高于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05），見表3。

2.5 兩組患側肺劑量比較

觀察組患者患側肺的Dmean、V5 Gy、V10 Gy、V20 Gy、V30 Gy均低于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05），見表4。

2.6 兩組心臟劑量參數比較

觀察組患者心臟的Dmean、V20 Gy、V30 Gy均低于對照組，差異均有統計學意義（Plt;0.05），見表5。

3 討論

乳腺癌是女性中最常見的癌癥，也是全球第二種常見癌癥。據推測，世界上八分之一的女性會患上乳腺癌，而只有少數乳腺癌病例是由遺傳疾病引起的，大部分與環境因素和生活方式有關[11]。放療是乳腺癌改良根治術后的輔助治療方式，能減少三分之二的復發，然而，盡管放療技術和方法已經取得進步，但放療的毒性仍然不可避免地發生，放療涉及心臟和肺部的一些輻射暴露，嚴重的副作用可能會帶來死亡風險[12-14]。VMAT技術是一種先進的放療技術，可以在目標體積覆蓋范圍內實現高度適形的劑量分布，但由于乳腺組織的不規則性和周圍危及器官的存在，仍難以達到理想的治療效果，為保證淺表腫瘤處方要求的治療劑量，可在放療定位加組織補償膜彌補這一不足[15-17]。組織補償膜的材料相似于人體組織吸收特性，但因胸部不平與固定的補償膜無法緊密貼合，而存在空腔間隙會影響靶區劑量分布[18-20]。研究發現，0.5 cm厚度的組織補償膜比1 cm厚度的組織補償膜的貼合度更好，可以減少空腔間隙[21-24]。但目前對組織補償膜是否需要裁剪的研究較少，因此，本研究探究自適應補償膜對皮膚受照劑量、計劃靶區劑量和危及器官劑量的影響，為臨床乳腺癌改良根治術患者更好的放療模式提供依據。

本研究結果顯示，觀察組自適應補償膜的空氣間隙體積及最大空氣間隙高度均明顯小于對照組；觀察組的皮膚照射劑量Dmin、Dmax、Dmean及計劃靶區的Dmin、Dmax、Dmean、HI均低于對照組患者，CI高于對照組。其原因可能是計劃靶區和淺表皮膚離胸壁較近，空腔間隙大小對其照射劑量影響較大，而自適應補償膜減小了空腔間隙，比固定補償膜貼合性更強，進而減少淺表皮膚受照射劑量，提高計劃靶區劑量的均勻性指數和適形性指數，減少靶區內過多劑量出現的冷點、熱點，使放療更加精準。在危及器官保護方面，觀察組患者患側肺的Dmean、V5 Gy、V10 Gy、V20 Gy、V30 Gy均低于對照組；觀察組患者心臟的Dmean、V20 Gy、V30 Gy均低于對照組，顯著減少了累及器官的照射劑量。這可能是自適應補償膜能夠根據患者的個體差異實時調整射線的分布，縮小照射范圍，減少對患側肺、心臟及周圍正常組織的損傷，降低正常器官因放療而致癌的風險。

綜上所述，基于VMAT技術下自適應補償膜在乳腺癌放療中可減少皮膚受照射劑量及出現的冷熱點，優化計劃靶區劑量分布，改善計劃靶區劑量的適形性指數和均勻性指數，減少危及器官受照劑量，降低正常器官的致癌風險。由此可見，正確使用自適應性補償膜對乳腺癌患者改良根治后放療具有較高的應用價值，可為臨床患者提供依據，但在臨床應用中，應根據患者的具體情況綜合考慮，選擇最適合的治療方案。本研究存在一定的局限性。首先，樣本量較小，隨訪時間較短，需要進一步擴大樣本量。其次，本研究僅對部分累及器官的照射劑量進行了評估，對于其他潛在的受影響器官，如食管、脊髓等，還需進一步研究。

參考文獻

[1]中國抗癌協會乳腺癌專業委員會.中國抗癌協會乳腺癌診治指南與規范（2017年版）[J].中國癌癥雜志，2017，27（9）：695-759.

[2]鄭瑩，吳春曉，張敏璐.乳腺癌在中國的流行狀況和疾病特征[J].中國癌癥雜志，2013，23（8）：561-569.

[3]李建彬，徐敏，于金明.乳腺癌放射治療研究現狀[J].中華放射腫瘤學雜志，2003，12（2）：124-127.

[4] ENGSTR?M K H，BRINK C，NIELSEN M H，et al.Automatic treatment planning of VMAT for left-sided breast cancer with lymph nodes[J].Acta Oncol，2021，60（11）：1425-1431.

[5] SHAITELMAN S F，ANDERSON B M，ARTHUR D W，et al.

Partial breast irradiation for patients with early-stage invasive breast cancer or ductal carcinoma in situ： an ASTRO clinical practice guideline[J].Pract Radiat Oncol，2024，14（2）：112-132.

[6]張林，向森，孟強.VMAT和IMRT技術在NSCLC靶區及危及器官中劑量參數差異性的分析[J].實用癌癥雜志，2023，38（2）：263-265.

[7]王君輝，劉福友，葛彬彬，等.不同射野方式在左乳腺癌術后放射治療中的劑量學研究[J].生物醫學工程與臨床，2022，26（6）：733-737.

[8]劉洋，馮革，張振勇，等.VMAT和IMRT在早期右側乳腺癌保乳術后放射治療中的比較劑量學研究[J].現代腫瘤醫學，2020，28（12）：2117-2122.

[9]唐靜宜，李金凱，王沛沛，等.補償膜與皮膚間空腔對乳腺癌改良根治術后放療劑量的影響[J].中國醫療設備，2023，38（8）：16-20.

[10]中國抗癌協會乳腺癌專業委員會.中國抗癌協會乳腺癌診治指南與規范（2021年版）[J].中國癌癥雜志，2021，31（10）：954-1040.

[11]楊玲，李連弟，陳育德，等.中國乳腺癌發病死亡趨勢的估計與預測[J].中華腫瘤雜志，2006，28（6）：438-440.

[12]范鵬，王勛禺，彭清河，等.MLC系統誤差對不同復雜度宮頸癌VMAT計劃劑量分布的影響[J].現代腫瘤醫學，2023，31（23）：4394-4399.

[13]王欽，鄧敏敏，郁艷軍，等.應用熱釋光劑量計測量乳腺癌根治術后放療中不同定位方式對體表吸收劑量影響的體模研究[J].中國醫學物理學雜志，2023，40（8）：938-943.

[14]袁小龍，張洪波，程菁菁，等.VMAT技術下右側乳腺癌改良根治術后增加內乳區照射對危及器官劑量學的影響[J].中國醫療設備，2023，38（12）：69-73.

[15]程冬，朱斌，劉文敏，等.有無均整器模式下乳腺癌保乳術后瘤床同步推量VMAT劑量學研究[J].中國醫療設備，2023，38（7）：61-66.

[16]毛宗普，吳齊兵，黃誠，等.左側乳腺癌保乳術后VMAT與dMLC-IMRT的劑量學差異研究[J].醫療衛生裝備，2023，44（9）：59-63.

[17]劉玉平，張震，王瑜，等.胸壁補償膜厚度及患者體型特征對乳腺癌調強放療擺位誤差和劑量學的影響[J].中國醫學物理學雜志，2024，41（6）：678-682.

[18]林志安，侯如蓉，蘇端玉，等.乳腺癌改良根治術后輔助調強放療中胸壁補償膜放置的效果[J].中國輻射衛生，2022，31（4）：494-497.

[19]劉灝.VMAT混合布野在左側乳腺癌胸鎖聯合放療中的可行性研究[J].醫療衛生裝備，2023，44（6）：42-46.

[20]雷金艷，曹潘潘，張倩，等.特定密度的3D打印補償膜在乳腺癌放療中的臨床應用[J].中國醫學物理學雜志，2024，41（6）：683-689.

[21]肖青，羅志輝，陳小君，等.3D打印乳腺癌補償膜厚度對容積旋轉調強治療計劃的劑量學影響研究[J].中國醫學裝備，2023，20（2）：19-23.

[22]賀慧芳，楊雨巖，王鵬，等.兩種射野邊界外擴方法在乳腺癌保乳術后容積旋轉調強計劃中的劑量學比較研究[J].中國醫學裝備，2022，19（3）：23-27.

[23]閆昱螢，葉榮，張薇莎，等.3D打印與常規組織的補償膜在乳腺癌根治術后放療中的臨床應用比較[J].中國腫瘤臨床，2023，50（16）：834-837.

[24] PIRAS A，MENNA S，D'AVIERO A，et al.New fractionations in breast cancer： a dosimetric study of 3D-CRT versus VMAT[J].

J Med Radiat Sci，2022，69（2）：227-235.

（收稿日期：2024-09-27） （本文編輯：張爽）