简化调强放射治疗在乳腺癌保乳术后的应用价值

宋瑞鲜，李华峰，殷俊，曾小华

浙江中医药大学附属第一医院放疗科 （浙江 杭州 310006）

乳腺癌是全球女性肿瘤中最为常见的恶性肿瘤，在我国，该病发病率居女性恶性肿瘤的第一位，每年新增患病人数约100万[1]。手术治疗和放射治疗是乳腺癌的主要治疗手段，且随着放射治疗技术的不断发展和设备的不断更新，术后放射治疗已成为乳腺癌患者治疗的必要手段，可有效降低疾病复发风险，延长患者的生存时间[2-3]。相较于传统的三维适形放射治疗，调强放射治疗（intensity modulated radiation therapy，IMRT）可进一步提高靶区处方剂量和减少危及器官受照剂量，因此在临床上的应用更为广泛。但是，该种治疗方式仍存在一定的不足，如照射子野数目较多、子野面积较小，以及可能增加患者的治疗时间和危及器官的非必要照射体积。简化调强放射治疗（simplified intensity modulated radiation therapy，sIMRT）是针对IMRT 的上述不足而提出的一种调强简化技术，其保留了IMRT 大部分的剂量学优势，且缩短了治疗时间，降低了设备损耗[4]。根据中国医学科学院肿瘤医院放疗科建议，sIMRT 是单个照射野的子野数目≤5 个，子野面积≥10 cm2，子野机器跳数≥10 MU 的调强技术。sIMRT 总子野数少，治疗时间短，可减少小子野和低跳数照射带来的不确定因素[5-8]。目前，该技术已被广泛用于食管癌、直肠癌和宫颈癌等疾病治疗中[9-10]。基于此，本研究探讨sIMRT 在乳腺癌保乳术后的应用可行性，并与IMRT 进行比较，旨在为临床治疗技术的选择提供参考，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年5—8月在我院放疗科行右侧乳腺癌保乳术后放射治疗的20例患者，年龄35～60岁，中位年龄47岁；所有患者均经病理证实为乳腺癌且无腋下淋巴结转移，同时镜下切缘阴性，确认诊断分期均为T1N0M0的早期乳腺癌，一般情况良好，心肺功能正常，可实施全乳腺照射。本研究经医院医学伦理委员会审核批准。

1.2 CT 模拟定位

嘱患者去除全部上衣以及金属饰品，协助其平躺于西门子Somatom Spirit CT 定位床上，使用头体碳纤维高分子定位板加头枕的方式进行固定；要求患者双手高举过头抓住手握棒保持不动，在CT 扫描激光灯下确认其水平位置，由主管医师根据视诊在乳房的边界用铅丝作标记；扫描范围为下颌骨上1 cm 至乳腺下缘皱襞下5 cm，层厚3 mm，并将获得的CT 图像传输到Pinnacle v9.10放射治疗计划系统进行靶区勾画与计划设计。

1.3 靶区勾画与计划设计

（1）靶区勾画：为保持一致，所有病例均由同一高年资主治以上医师进行靶区勾画，参考手术前后影像、金属钛夹标记点、铅丝标记等定义瘤床区并将其作为肿瘤区（gross target volume tumor bed，GTVtb），GTVtb 均匀外扩1 cm 作为临床肿瘤区（clinical target volume tumor bed，CTVtb），CTVtb 均匀外扩5 mm 作为计划肿瘤靶区（planning target volume tumor bed，PTVtb），勾画出患侧全乳腺作为临床靶区（clinical target volume，CTV），CTV均匀外扩5 mm 作为计划靶区（planning target volume，PTV），注意PTVtb 和PTV 前界需修改至皮下5 mm，后界修改至胸大肌前缘，同时勾画出心脏、患侧肺以及对侧乳腺等危及器官。（2）计划设计：在Pinnacle v9.10放射治疗计划系统上为每例患者设计sIMRT 和IMRT 两种放射治疗计划，两种计划均采用5野照射，给予处方剂量PTVtb 59.92 Gy/28 f，PTV 50.4 Gy/28 f，要求至少95%的靶区体积达到处方剂量；设定sIMRT 最少子野数目25个，最小子野面积10 cm2，最小子野跳数10 MU，以及IMRT 最少子野数目50 个，最小子野面积4 cm2，最小子野跳数6 MU，其他物理优化条件相同，计划均采用直接机器参数优化方式（direct machine parameter optimization，DMPO）进行优化。

1.4 计划评估

（1）靶区评估参数：V95（Vx为x%处方剂量包绕的靶区体积）、V100、V105、平均剂量（Dmean）、均匀指数（homogeneity index，HI）（HI=D5/D95，其中，Dx表示x%的靶区体积接受的最低剂量，HI值越接近1表示靶区内剂量分布的均匀性越好）、适形指数（conformity index，CI）[CI=（PTVref/Vptv）×（PTVref/V95），其中，PTVref为95%处方剂量包绕的靶区体积，Vptv为靶区的体积，CI值为0～1，CI值越接近1表示靶区剂量包绕的适形性越好]。（2）主要危及器官评价指标：患侧肺V20，V30，Dmean；心脏Dmean；对侧乳腺Dmean。（3）机器跳数及治疗时间：治疗时间（单位为s）=6.4S+12.3F+0.3M+0.17G，其中，S 为总的子野数，F 为射野数，M 为机器跳数，G 为机架旋转总角度[11]。

1.5 统计学处理

2 结果

2.1 靶区剂量学比较

20例患者的IMRT 和sIMRT 计划均能满足临床剂量学要求，图1为同一患者两种放射治疗计划靶区横断面的剂量分布情况。两种放射治疗计划的V95、V100、V105、Dmean、HI、CI比 较，差 异 均 无 统计学意义（P＞0.05），见表1～2。

表1 两种放射治疗计划的PTVtb 剂量分布比较（±s，20例）

表1 两种放射治疗计划的PTVtb 剂量分布比较（±s，20例）

注：IMRT 为调强放射治疗，sIMRT 为简化调强放射治疗，PTVtb 为计划肿瘤靶区，Vx 为x%处方剂量包绕的靶区体积，Dmean 为平均剂量，HI 为均匀指数，CI 为适形指数

PTVtb HI CI V95（%） V100（%） V105（%） Dmean（Gy）IMRT 99.53±0.17 91.10±0.61 15.13±2.27 61.80±0.10 1.069±0.003 0.719±0.046 sIMRT 99.46±0.21 89.85±1.42 18.34±2.93 61.82±0.07 1.074±0.040 0.693±0.045 t 0.602 1.806 -1.936 -0.254 -2.122 0.901 P 0.564 0.108 0.091 0.806 0.067 0.394计划方式

表2 两种放射治疗计划的PTV 剂量分布比较（±s，20例）

表2 两种放射治疗计划的PTV 剂量分布比较（±s，20例）

注：IMRT 为调强放射治疗，sIMRT 为简化调强放射治疗，PTV 为计划靶区，Vx 为x%处方剂量包绕的靶区体积，Dmean 为平均剂量，CI 为适形指数

PTV CI V95（%） V100（%） V105（%） Dmean（Gy）IMRT 98.78±0.45 92.95±1.88 43.88±4.55 54.15±0.69 0.81±0.05 sIMRT 98.71±0.63 92.92±2.85 49.69±2.14 54.42±0.85 0.80±0.04 t 0.205 0.020 -2.310 -0.553 0.259 P 0.842 0.985 0.060 0.596 0.802计划方式

2.2 危及器官剂量学比较

20例患者的IMRT 和sIMRT 计划均能满足临床剂量学要求。两种放射治疗计划主要危及器官的各剂量参数比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见表3。

表3 两种放射治疗计划主要危及器官的剂量参数比较（±s，20例）

表3 两种放射治疗计划主要危及器官的剂量参数比较（±s，20例）

注：IMRT 为调强放射治疗，sIMRT 为简化调强放射治疗，Vx 为x%处方剂量包绕的靶区体积，Dmean 为平均剂量

右肺 心脏 左侧乳腺V20（%） V30（%） Dmean（Gy） Dmean（Gy） Dmean（Gy）IMRT 21.26±1.27 12.74±0.64 11.48±0.33 3.58±0.22 3.23±0.23 sIMRT 21.05±1.33 12.69±0.60 11.42±0.37 3.66±0.22 3.23±0.30计划方式t 0.267 0.137 0.299 -0.629 -0.036 P 0.797 0.895 0.773 0.543 0.972

2.3 机器跳数及治疗时间比较

sIMRT 计划的机器跳数少于IMRT 计划，治疗时间短于IMRT 计划，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表4 两种放射治疗计划主要危及器官的机器跳数和治疗时间比较（±s，20例）

表4 两种放射治疗计划主要危及器官的机器跳数和治疗时间比较（±s，20例）

注：IMRT 为调强放射治疗，sIMRT 为简化调强放射治疗

计划方式 机器跳数（MU） 治疗时间（s）IMRT 540.0±36.5 572.2±10.3 sIMRT 393.2±31.3 371.3±8.9 t 7.468 35.837 P 0.000 0.000

3 讨论

随着计算机技术的不断发展和放射治疗设备的不断更新，肿瘤放射治疗进入了精确放射治疗时代。放射治疗作为早期乳腺癌保乳术后的重要补充手段，有70%～80%的患者需于保乳术后行放射治疗。目前，IMRT 已成为放射治疗的主要手段，相较于传统的三维适形放射治疗，其最大的特点是可在达到良好的靶区剂量分布的同时降低周围正常组织剂量，从而提高肿瘤控制概率（tumor control probability，TCP），降低正常组织并发症概率（normal tissue complication probability，NTCP）， 且其具有更好的美容效果[12]。但由于IMRT 子野数较多，最小子野面积较小，总机器跳数较高，导致治疗时间延长，增加了患者在治疗过程中的非必要照射，不利于对危及器官的保护。而sIMRT 通过减少每个照射野的子野个数，增大单个子野的最小面积和最少机器跳数，极大地降低了总的机器跳数，缩短了总的治疗时间，且可达到与IMRT 相同的治疗效果。

本研究设计了两种放射治疗计划（IMRT 计划和sIMRT 计划），并比较了两种计划的靶区剂量分布情况、主要危及器官受照剂量，以及机器跳数和治疗时间，结果显示，两种放射治疗计划均能满足临床剂量学要求；两种放射治疗计划的V95、V100、V105、Dmean、HI、CI，以及主要危及器官的各剂量参数比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；sIMRT计划的机器跳数少于IMRT 计划，治疗时间短于IMRT 计划，差异均有统计学意义（P＜0.05）。

总之，将sIMRT 技术应用于右侧乳腺癌保乳术后放射治疗中，可达到与IMRT 相同的靶区剂量分布以及危及器官保护效果，且降低了机器跳数，缩短了治疗时间，减少了治疗过程中的误差和设备损耗。