乳腺癌根治术后调强计划的设计比较

朱煜和，戚茂兰，辛欣

1 凉山州第一人民医院 （四川西昌 615000）; 2 四川省肿瘤医院 （四川成都 614000）

乳腺癌是一种在女性中患病率比较高的肿瘤。乳腺肿瘤属于浅表肿瘤，肿块切除后，勾画的靶区范围比较大,放疗照射区域解剖结构复杂，包含密度差异较大的组织：软组织、肺、骨头和周围空气[1]，在计划设计中容易出现剂量分布不均匀、热点较多的现象，计划难度较大。由于靶区靠近肺，在乳腺癌患者治疗中容易造成放射性肺炎，因此计划设计要求限制患侧肺的V20的受量。常用的乳腺癌调强计划有静态调强（intensity-modulated radiation therapy,IMRT）和旋转容积调强（volume modulated arc therapy,VMAT）两类。相对于IMRT计划，VMAT计划的机器跳数少，患者照射时间短[2]，有利于提高摆位的重复性[3]。本研究分析在容积调强计划下，不同机型加速器的光栅叶片宽度和计划中心对乳腺癌计划设计质量的影响，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年5月至2017年10月我院收治的7例右侧乳腺癌根治术后患者，年龄38～60岁，中位年龄46岁，均经病理学明确诊断。全部患者均经右侧乳腺癌根治术将整个乳腺连同癌瘤周围5 cm的皮肤、乳腺周围组织、胸大小肌和其筋膜以及腋窝、锁骨下的所有脂肪组织和淋巴结整块切除。

1.2 方法

设备为Philips Pinnacle 9.1计划系统，医科达Axesse加速器，医科达Synergy加速器，GE high-speed 80 CT模拟机。

1.2.1 CT模拟定位和靶区勾画

患者身体仰卧，双手抱举于头部，使用体膜固定，平静呼吸状态下进行螺旋CT扫描。扫描范围从颌下到膈下5 cm，层厚5 mm。临床靶区（clinical target volume, CTV）包括患侧胸壁、锁骨上淋巴结和腋窝淋巴结Ⅲ区，计划靶区（planning target volume, PTV）在CTV基础上内外界和后界均外放0.5 cm,前界为皮肤下0.5 cm。勾画正常器官包括患侧肺、健侧肺、心脏、脊髓、气管、食管、对侧健康乳房。由医师逐层勾画靶区和正常器官，勾画的CT图像经网络传输到Pinncale 9.1计划系统。

1.2.2 处方剂量和计划设计

对每例患者PTV给予50 Gy的处方剂量，分次剂量为2 Gy，共25次。沿切线方向起始角度与终止角度有160°～170°的角度差，计划采用双弧（顺时针弧和逆时针弧)，由计划系统确定靶区的中心点。在患侧胸壁上覆盖1 cm厚度的补偿胶。在距离PTV为1 cm的肺上勾画一个虚拟器官挡块，用来限制患侧肺的受量。对同一患者做使用医科达Syngery, Axesse的调强计划，这两个计划将靶区中心点移动到胸壁上。第3个计划，不移动靶区中心点做使用医科达Axesse的计划。3个计划其他参数相同。计划要求90%的PTV体积达到5 000 cGy的处方剂量。Axesse和Synergy的主要区别是多叶光栅（multi-leaf collimator,MLC）的叶片宽度不同。

1.3 临床评价

1.3.1 PTV评价参数

比较3种调强PTV的适形度、均匀性。靶区剂量适形度（conformal index,CI）计算公式为：CI=（处方剂量线包绕的靶区体积/靶区体积）×（处方剂量线包绕的靶区体积/处方剂量线包绕的所有区域的体积）[4]。CI范围为0～1，值越大，适形度越好。靶区均匀性指数（homogeneity index,HI）计算公式为：HI=（D2-D98）/D处方，公式中D2、D98分别为2%、98%靶体积所接受的剂量，D处方表示处方剂量。HI值越小，剂量均匀性越好[5]。

表1 两种叶片宽度计划结果剂量学比较（±s）

表1 两种叶片宽度计划结果剂量学比较（±s）

注：与Synergy （叶片宽1.0 cm）比较，aP＜0.05

叶片宽度 靶区 患侧肺 心脏Dmean（cGy）脊髓Dmax（cGy）健侧肺Dmean（cGy）健侧乳腺Dmean（cGy）CI HI V20（%） Dmean（cGy）Axesse(叶片宽 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(叶片宽 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 移动中心与不移动中心计划结果剂量学比较（±s）

表2 移动中心与不移动中心计划结果剂量学比较（±s）

注：与中心位于患侧肺（Axesse）比较，aP＜0.05

计划中心 靶区 患侧肺 心脏Dmean（cGy）脊髓Dmax（cGy）健侧肺Dmean（cGy）健侧乳腺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中心位于患侧肺(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 危及器官评价参数

比较3组计划的患侧肺和健侧肺的V20和平均剂量Dmean，心脏的平均剂量Dmean，脊髓的最大剂量Dmax，健侧乳腺的平均剂量Dmean和最大剂量Dmax。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 相同计划中心、不同光栅叶片宽度计划结果比较

医科达Synergy：MLC 40对叶片，叶片宽度1.0 cm，最大射野40 cm×40 cm。医科达Axesse：叶片宽度0.5 cm，共80对叶片，最大射野80 cm×80 cm。在相同参数下，同一患者在不同叶片下的计划剂量体积直方图（dose-volume histogram, DVH）（图1）比较，可以得出在细叶片宽度做出的PTV覆盖率V95明显大于宽叶片做出的计划，同时高剂量照射区域的体积更小，PTV中没有接受高于处方剂量110%的体积，计划质量优于宽叶片做出的计划。

图1 叶片宽度1 cm和叶片宽度0.5 cm下乳腺癌计划的DVH

两种硬件条件下，Axesse加速器下的靶区剂量适形度优于Synergy加速器，差异有统计学意义（P＜0.05），剂量均匀性也有显著改善（P＜0.05）。危及器官中心脏的Dmean也表现相似结果。脊髓的Dmax从2 427 cGy减少到2 055 cGy。使用Axesse加速器, 患侧肺低剂量受照区域减少，患侧肺得到更好保护，而健侧肺两者差别不明显。见表1。

2.2 同一型号加速器及光栅叶片宽度、不同计划中心计划结果比较

将靶区中心移动到胸壁后，患侧肺的Dmean和V20减少，剂量受量降低，能够得到更好的保护，差异有统计学意义（P＜0.05）。健侧乳腺的剂量受量变化不大，差异无统计学意义（P＞0.05）。而靶区的适形度和均匀性有一定改善，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

3 讨论

乳腺癌患者术后放疗可以降低复发率[6]。随着放疗技术不断发展，乳腺癌的放疗计划设计方案出现了电子线+光子线联合调强照射[7]、IMRT、双中心计划等技术。相对上述计划思路，双弧计划子野分布角度较广，在偏离主轴的切线方向给予了大部分剂量。将患侧肺上的计划中心移动到胸壁上后，同一射束方向，射束穿过肺的体积减少，患侧肺的V20有所下降。靶区满足相同处方剂量的情况下，移动中心的计划、靶区外的热点区域减少，靶区的剂量均匀性有一定改善，计划结果优于不移动中心的计划，是一种简单易行的方案。调强计划的结果不仅依赖于物理师的经验、计划系统的算法，加速器的光栅硬件条件也是影响计划结果的1个重要因素。在相同参数和射野布置下，光栅叶片宽度变大，将会有更多的漏射线和散射线，更多的正常组织暴露于射线照射，Axesse加速器下的乳腺癌调强计划显著好于Synergy加速器。细的光栅叶片对靶区的适形度更好，能够提高计划的质量。在乳腺癌患者放疗中，肺部接受过量照射可能引发肺癌、肺炎和肺纤维化[8]。两种计划的患侧肺的V20均＜20%，所接受的剂量体积均在正常耐受剂量范围内，但在细的叶片下，患侧肺的V20较粗叶片降低了1.44%，减少了患侧肺所受低剂量照射的范围，提高了患者的生命质量。