乳腺癌术后放疗H-IMRT技术与H-VMAT技术剂量学比较

徐丙臣 曹洋森 李健

乳腺癌术后放射治疗能有效降低肿瘤的局部复发率，同时延长患者的生存时间[1-3]。放射治疗患者肺部放射性损伤、心脏毒性等受到更多关注，有研究发现左侧乳腺癌患者接受放射治疗后15年内发生心血管疾病死亡概率明显高于右侧乳腺癌放射治疗患者[4]，心血管并发症成为非肿瘤因素死亡的主要诱因[5]。目前国内对于乳腺癌根治术后胸壁加锁骨上下靶区的放射治疗计划大部分采用混合调强计划(H-IMRT)(CRT+IMRT)的混合调强技术。2016年NCCN指南进行了更新，腋窝淋巴结1～3枚阳性的患者建议靶区包括胸壁及锁骨上下淋巴引流区和內乳淋巴结引流区。乳腺癌內乳区淋巴结照射能够降低局部和远处复发率并改善患者生存时间，但由于內乳区淋巴结照射造成的心肺损伤不容忽视[6]。VMAT技术对于复杂计划，在靶区适形度及周围危及器官(OARs)受照剂量等方面具有一定优势[7-8]。治疗过程中，由于患者呼吸导致胸壁产生一定的动度，会出现靶区漏照与剂量不足等问题。对于根治术后放疗较薄的胸壁靶区，呼吸动度的影响更为明显[9]。混合容积调强计划(H-VMAT)混合调强技术在兼顾靶区及OARs的情况下，减少了呼吸动度带来的影响。本研究比较了H-IMRT与H-VMAT在乳腺癌根治术后(胸壁+锁骨上+內乳区)放射治疗计划的剂量学数据差异，为复杂的乳腺癌术后放疗计划设计提供一定的参考依据。

1 资料与方法

1.1 病例资料

选取吉林市中心医院放疗科2018年1月—2020年12月，20例左侧乳腺癌根治术后患者，入组患者腋窝淋巴结阳性数均为1～3枚。患者年龄31～65岁，均有胸壁、锁骨上淋巴结和內乳淋巴结放疗指征，均已进行上肢伸展训练，满足体位固定要求。

1.2 定位与4D图像采集

采用乳腺托架固定，仰卧位头枕B枕，上肢外展角度固定90度，双手上举置于托架，利用铅丝标定乳腺范围，同时利用金属标记点进行定位。飞利浦大孔径CT进行模拟定位，扫描范围环甲膜至肋膈角下5 cm，扫描层厚5 mm。将一组金属标记贴于患者胸廓，在平静呼吸下采集患者4D图像，利用MIM系统测量患者胸廓金标的呼吸动度阈值，将CT定位图像传输到飞利浦Pinnacle放射治疗计划系统。

1.3 靶区与危及器官勾画

临床靶区(CTV)包括胸壁、锁骨上淋巴结引流区和內乳淋巴结引流区，计划靶区(PTV)为CTV外扩1 cm，內乳区与胸壁融合。其中，胸壁临床靶区上界到锁骨下缘、下界到对侧乳房皱褶下2 cm、外界到腋中线、内界到胸骨旁；锁骨上下淋巴结靶区上界到环状软骨下缘、下界到锁骨下缘、前界到胸锁乳突肌、后界到斜角肌前缘；內乳淋巴结区根据丹麦乳腺癌协作组(DBCG)指南勾画[10]。OARs勾画包括对侧乳腺、心脏、双肺和脊髓。

1.4 计划设计评估与分析

图1 混合调强和混合容积调强计划设计示意图Figure 1 Schematic diagram of designed planNote：A.H-IMRT plan；B.H-VMAT plan.

1.5 统计分析

运用SPSS 23.0软件进行统计学处理，计量资料用均数±标准差表示，对两组计划的靶区指标和OARs照射剂量情况进行配对样本t检验(数据服从正态分布)，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组计划靶区剂量学数据差异比较

H-IMRT计划均匀性指数为(0.13±0.06)、适形指数为(1.33±0.08)。H-VMAT计划均匀性指数为(0.12±0.04)、适形指数为(1.24±0.07)。 H-VMAT靶区均匀性优于于H-IMRT(t=3.218，P=0.005)，H-VMAT靶区适形度优于H-IMRT(t=4.034，P<0.001)(图2)。

图2 混合调强和混合容积调强计划靶区均匀指数和适形指数Figure 2 HI and CI of plan targeted areas between H-IMRT plan and H-VMAT planNote：**P<0.01，***P<0.001，when compared with the H-VMAT plan.

2.2 两组计划对侧乳腺和脊髓剂量学数据差异比较

H-IMRT计划对侧乳腺最大点剂量高于H-VMAT计划对侧乳腺最大点剂量，差异具有统计学意义(t=4.350，P<0.001)，对侧乳腺的平均剂量两者对比差异无统计学意义(t=0.823，P=0.420)。H-IMRT计划脊髓的最大点剂量高于H-VMAT计划，差异具有统计学意义(t=10.820，P<0.001)(图3)。

图3 两计划对侧乳腺和脊髓剂量比较Figure 3 Comparison of contralateral breast dose and cord dose between two plansNote：A.Comparison of the contralateral breast Dmax between two plans；B.Comparison of the contralateral breast Dmean between two plans；C. Comparison of the spinal cord Dmax between two plans.***P<0.001，ns for not significant，when compared with the H-VMAT plan.

2.3 两组计划肺组织剂量学数据差异比较

H-IMRT组左肺V20高于H-VMAT组，差异具有统计学意义(t=4.526，P<0.001)。H-IMRT组左肺V5低于H-VMAT组，差异具有统计学意义(t=3.883，P=0.001)。H-IMRT组右肺V5低于H-VMAT组，差异具有统计学意义(t=3.561，P=0.002)(图4)。

图4 两计划双肺剂量比较Figure 4 Comparison of lung dose between the two plansNote：A.Comparison of left lung V20 between the two plans；B.Comparison of left lung V5 between the two plans；C.Comparison of right lung V20 between the two plans；D.Comparison of right lung V5 between the two plans.**P<0.01，***P<0.001，ns for not significant，when compared with the H-VMAT plan.

2.4 两组计划心脏剂量学数据差异比较

H-VMAT计划心脏V30低于H-IMRT，差异具有统计学意义(t=5.568，P<0.001)，H-VMAT计划心脏V40低于IMRT，差异具有统计学意义(t=4.301，P<0.001)，H-VMAT计划心脏平均剂量高于H-IMRT计划，差异具有统计学意义(t=4.972，P<0.001)(图5)。

图5 两计划心脏剂量比较Figure 5 Comparison of heart doses between the two plansNote：A.Comparison of heart V30 between the two plans；B.Comparison of heart V40 between the two plans；C.Comparison of heart Dmean between the two plans.**P<0.01，when compared with the H-VMAT plan.

2.5 两组计划肿瘤靶区及危及器官剂量学数据比较

混合容积调强计划肿瘤靶区的剂量均匀性和适形度均具有剂量学优势。危及器官方面，H-VMAT组除对侧乳腺平均值、右肺V5和心脏剂量平均值高于H-IMRT组外，其余器官受照剂量均低于H-IMRT组，具体肿瘤靶区及危及器官剂量参数见表1。

表1 H-IMRT和H-VMAT计划剂量学数据比较Table 1 Comparison of dosimetric data between the H-IMRT and H-VMAT plan

3 讨论

最近世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)发布了全球最新癌症负担数据。全球乳腺癌新发病例高达226万例，乳腺癌根治术后实施放射治疗能有效延长无进展生存期，降低局部复发率，但相应的放射性肺损伤和放射性心脏损伤不容忽视[12-13]。如何通过放射治疗技术降低乳腺癌放疗患者的心脏和肺组织照射剂量就成为了一个研究热点。本研究显示H-VMAT计划靶区的适形度和均匀性相对于H-IMRT具有剂量学优势，并降低了肺组织和心脏的照射剂量，更好的保护了OARs，虽然心脏平均剂量略高于H-IMRT，但差异甚微。对于乳腺癌根治术后(胸壁+锁骨上+內乳)的复杂靶区，H-VMAT计划在VMAT技术适形度和均匀度的优势下同时增加了一对多叶准直器(MLC)外放的适形野，一定程度上降低了靶区由于治疗中呼吸动度引起的靶区漏照。OARs受照剂量也有一定程度降低，在复杂乳腺癌放射治疗的技术选择上具有一定的优势。

VMAT计划在适形度和均匀性上有一定的技术优势，目前已经大量应用到不同的乳腺癌放射治疗中[14]。但是VMAT计划大部分子野为很窄的条形射野，治疗中靶区随呼吸进行的移动很容易造成部分靶区的漏照和剂量不均。对于乳腺癌根治术后放疗较薄的胸壁靶区，呼吸动度带来的影响更为明显[15]。H-VMAT技术虽一定程度上降低了靶区漏照的程度，但是没有从根本上解决呼吸动度引起的靶区漏照问题。目前，有很多此方向的研究，深吸气末屏气技术，进一步提高了定位中靶区勾画的精度从而将靶区与心脏更好的分离，心脏在对穿野內的照射剂量更低。在降低呼吸动度的技术中除了深吸气末屏气技术，还有呼吸门控技术。门控技术能有效降低呼吸运动带来的靶区漏照和心肺等周围OARs的受照剂量[16-17]。随着近年来质子技术的发展，质子治疗技术更多的应用到乳腺癌放射治疗中[18]，更高的摆位准确度，更小的靶区动度，更短的治疗时间，在降低局部复发率的同时也降低了放射治疗的毒性反应，未来诸多先进技术方法为乳腺癌个体化精准放射治疗提供了更多的选择。

综上所述，H-VMAT计划相比H-IMRT计划靶区的适形度和均匀性均更优，同时降低了肺组织和心脏的照射剂量，可以提高乳腺癌放射治疗患者的生存质量，并有望降低放射性肺炎和放射性心肌炎发生的可能性，是目前乳腺癌根治术后放射治疗技术的较好选择。