左侧乳腺癌保乳术后三种调强放疗的剂量学研究
2014-09-17胡海芹王小平丁生苟
张 云 胡海芹 王小平 丁生苟
目前，早期乳腺癌标准治疗模式为保乳手术加术后局部放疗的模式[1-2]。对于左侧乳腺癌保乳患者，由于其靶区附近正常组织较多，如心脏等，这些正常组织的放疗剂量均会影响今后的生活质量[2]，因此通过放射治疗技术的改善以进一步减少放射损伤成为当前的研究方向。调强放射治疗(IMRT)作为精确放射治疗技术之一，可改善靶区剂量分布，最大程度保护周围正常组织[3-5]。目前对于乳腺癌调强放疗计划方案的争论颇多。本研究通过比较左侧乳腺保乳术后3种不同射野数(4野、5野、6野)的IMRT计划的剂量学差异，现将结果报告如下。
1 资料与方法
1.1 病例选择
随机选择2012年1月-2013年6月在本院放疗中心治疗的8例早期左侧乳腺癌术后患者，全部患者均行乳腺肿块切除术或区段切除术加左侧腋窝淋巴结清扫术，且镜下切缘均为阴性。年龄29 ～ 56岁;平均年龄38岁。
1.2 设备
所有患者采用碳纤维乳腺托架取仰卧位定位，患者在平静呼吸状态下进行CT扫描。通过网络系统将图像资料传入飞利浦Pinnacle 8.0计划系统。
1.3 研究方法
1.3.1 靶区、危及器官的勾画及定义 利用Pinnacle三维计划系统在每层CT图像上勾画出心脏、对侧乳腺、双侧肺组织、脊髓、肝脏等正常组织。临床靶区：左侧完整乳腺组织、胸肌间淋巴结、乳房下的胸壁淋巴引流区，前界为皮肤表面下4 mm。计划靶区PTV在CTV基础上外扩5 mm，前界不外扩，仍为皮肤表面下5 mm，后界肺组织除外。
1.3.2 放疗计划设计 对8例患者分别设计4野、5野、6野3种逆向调强计划，选用6MV X射线，处方剂量为2.0 Gy×25次。计划设计目标95%以上的PTV体积剂量达到处方剂量；患侧肺V10<30%，V20<20%，V30<15%，心脏V30<10%，右侧肺V5<5%。3种计划的布野方式：① 4野调强计划(4F-IMRT)，根据靶区形状确定乳腺内外切线方向，在切线方向适当展开10～20度角，以避免照射野对穿，形成4个照射野；② 5野调强计划(5F-IMRT)，在4野照射基础上，增加垂直于乳腺方向的照射野；③6野调强计划(6F-IMRT)，在5野照射基础上增加了95°方向照射野。
以设计计划目标照射剂量为依据，给予一定的优化条件，反复调强优化参数达到理想的剂量线分布。
1.4 评估指标
根据3种技术在靶区剂量分布、均匀性指数、适形指数、靶区和相关正常组织剂量体积直方图(DVH)等方面进行比较。PTV的分析指标：最大剂量Dmax，最小剂量Dmin和平均剂量Dmean，V95%、V98%、V100%和V105%(V95%定义为靶区中剂量达到95%处方剂量的百分体积)，均匀性指数(habituation index，HI)，适形度指数(coverage index，CI)。
正常组织照射剂量主要参考某特定剂量包含器官的体积百分比以及该组织器官平均照射剂量。左肺：V5、V10、V20、V30和平均剂量；心脏：V5、V10、V20、V30和平均剂量；右肺：V5和平均剂量。V5表示照射剂量5 Gy包含组织体积百分比。
由于计划中脊髓的最大剂量(均低于5 Gy)远低于其耐受量，故本文不对脊髓剂量进行比较分析。
1.5 统计学方法
应用Excel软件进行统计学处理，计数资料采用表示；组间比较采用配对资料t检验，P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 PTV剂量学比较
3种计划PTV剂量分布情况见表1。其中最低剂量两两比较差异均无统计学意义(P>0.05)；随着射野的增加，最大剂量明显下降。与4F-IMRT比较，5F-IMRT和6F-IMRT的最大剂量分别减少了(0.32±0.16)Gy(t=5.19,0.001
衡量PTV特性还有适形度指数和均匀性指数。3种计划PTV的CI和HI指数分别见表2，表3。3种计划CI指数分别为0.77±0.05、0.81±0.04和0.84±0.03，HI指数(%)分别为12.65±1.61、11.86±1.42和10.35±1.23。与4F-IMRT比较，5F-IMRT和6F-IMRT适形指数分别增高了5.19% (t=3.11，0.01 表1 3种计划PTV剂量分布 表2 3种IMRT计划的PTV适形度指数(CI) 表3 3种IMRT计划的PTV均匀性指数/% 表4 3种计划正常组织的照射剂量 3种调强计划的正常组织照射剂量见表4。左侧肺：与5F-IMRT和6F-IMRT比较，4F-IMRT的V5、V10和平均剂量较小(P<0.02)，与5F-IMRT和6F-IMRT比较，分别下降了2.18%、1.02%、4.83%和2.16%、1.40%、4.45%；然而4F-IMRT V20和V30较大(P<0.005)，较5F-IMRT和6F-IMRT分别增高了0.09%，2.39%和1.17%，3.07%。对于右侧肺与心脏，射野数越多，其剂量越大(P<0.002)。与5F-IMRT和6F-IMRT比较，4F-IMRT心脏V5，V10，V20，V30以及平均剂量分别下降了42.37%、17.65%、5.87%、5.72%、23.38%和42.85%、30.84%、16.31%、6.45%、24.65%；右肺5 Gy和平均剂量较5F-IMRT和6F-IMRT下降了87.89%、67.83%和86.31%、20.03%。 乳腺癌的保乳治疗已成为我国治疗早期乳腺癌的常规模式，术后放疗是保证治疗的重要手段。早期保乳常规放疗的剂量分布在靶区往往是不均匀的，其心脏、肺等正常组织的照射剂量往往也会过高。三维适形技术虽然可以显著降低心脏、肺的照射剂量，但是其在靶区的剂量均匀性也是较差的，容易产生高剂量点，最高可达处方剂量的115%～120%[6]，这极大增加了乳腺的纤维化几率，降低了美容效果，这与患者选择保乳的初衷是不符合的。由于调强放疗的射野是由多个子野组成的，因此其可以通过设置优化条件对靶区各点的输出剂量按要求进行调整，从而带来更优的靶区适形度和均匀性[7]。周钢等的研究结果[3]和陈维军的研究结果[8]表明即使同样是采用调强技术，射野的数目以及角度、优化条件均会影响靶区均匀性和正常组织的受照剂量。 本研究对3种不同射野数的乳腺癌调强放疗技术带来的靶区剂量适形度和均匀性，以及正常组织受照剂量的差异进行了对比，结果显示随着射野数目的增加，靶区的剂量均匀性和适形度得到了极大地改善，6野调强计划的靶区最大剂量和平均剂量更接近于处方剂量，这个结果与陈维军等的研究结果[8]是一致的。值得注意的是，本文中4野调强计划的均匀性和适形度优于其结果(文献中均匀性18.5±5.0，适形度0.632±0.123[8])，造成的差异可能与优化参数的设置有关以及靶区乳腺的弯曲度有关。对于正常组织而言，由于增加了垂直乳腺方向和95°的射野，这两个方向的射野不可避免的穿过了肺和心脏，因此引起了肺和心脏的受照剂量增大。但是肺和心脏的增大量存在很大的不同:对于心脏，不论是低剂量区还是高剂量区其增加量均是明显的，3种计划心脏的平均剂量仍然是比较低的，均在9 Gy以下，这引起心脏方面的疾病的几率是较小的[9]；由于4F-IMRT计划没有射野直接射入右肺，其低剂量包含的体积也是最小的。然而对于左肺，3种不同的调强计划的差别是极小的，相比4野调强计划，5野和6野调强计划的左侧肺受照剂量的增加量是很小的，不超过5%，这个结果与陈维军等的结果[8]不太一致，引起的原因可能是由于各自计划使用的优化条件是不一致的。这个结果也就意味在制作计划时可以通过修改优化条件得到满意的DVH曲线和等剂量线分布。 在实际治疗中，除了放疗自身的计划因素外，患者的摆位误差和呼吸运动均会对剂量造成影响。患者的摆位误差是可以通过细心来减小，但是呼吸运动是无法克服的。虽然呼吸门控技术可以调节和控制呼吸运动，但由于国内医疗设备的缺乏和呼吸门控技术的耗时及运用不方便等特性，其临床运用仍然是比较少的。因此在选择计划的时候需要考虑这方面的因素：呼吸运动引起的器官的运动往往是垂直于乳腺方向的运动，因此如果单纯的是4野切线野照射的，其计划的剂量可能与真实的剂量存在较大的差别。然而对于5F-IMRT和6F-IMRT有部分射野是垂直入射乳腺靶区的，这个方向的射野对呼吸运动引起的误差是比较小的，因此呼吸运动对于5F-IMRT和6F-IMRT影响是相对较弱的，因此在实际临床运用中应根据患者的实际情况制定计划。根据本研究结果，在临床实践中建议如果患者心肺功能较好的患者可以优先考虑用5F-IMRT技术。对于心肺功能较差的患者，则应考虑切 线方向适度展开照射野入射角度的4F-IMRT的调强技术。 [1] Vemnesi U，Cascinelli N，MariaIIi L，et al.Twenty-year follow-up of a randomized study comparing breast-convserving surgery with radical mastectomy for early breast cancer〔J〕.N Engl J Med，2002，347 (16)：1227-1232. [2] 蒋国梁.现代肿瘤放射治疗学〔M〕.上海：上海科学技术出版社，2003： 416-567. [3] 周 钢，田 野，陆雪官，等.乳腺癌保乳术后适形及调强的三种放疗计划比较 〔J〕.中华放射医学与防护杂志，2009，29(4)：412-413. [4] 徐晓娜,吴 昊,韩树奎,等.左侧乳腺癌调强放疗的剂量学研究〔J〕.中华放射肿瘤学杂志,2006,15(3):192-195. [5] 金大伟，戴建荣，余子豪，等.乳腺癌五种照射技术比较研究 〔J〕.医学研究杂志，2006,35(6)：10-13. [6] 黄晓波，蒋国良，陈佳艺，等.乳腺癌调强放射治疗和常规切线野治疗的三维剂量学研究 〔J〕.癌症，2006,25(7)：130-133. [7] 孙 涛，卢 洁，尹 勇，等.乳腺癌保乳术后正向与逆向调强放疗计划的比较 〔J〕.中华放射医学与防护杂志，2009,29(4)：401-403. [8] 陈维军，狄小云，王彬冰，等.乳腺癌保乳术后两种逆向调强放疗计划的剂量学比较 〔J〕.中国医学物理学杂志 2010,27(5):2100-2104. [9] Gagliardi G,Lax l,Soderstrom S,et al.Prediction fo excess excess risk of long term cardiac mortality after radiotherapy of stage I breast cancer 〔J〕.Radiother Oncol,1998,46 (1):63-71.
2.2 危及器官的受量
3 讨论
