左乳腺癌保乳术后瘤床同步加量静态调强放射治疗与断层定野放射治疗的剂量学研究*

刘梦岚，吉维，赵彪，文晓博，袁美芳，杨毅

[云南省肿瘤医院（昆明医科大学第三附属医院）放疗科，云南 昆明 650118]

有研究[1]表明，保乳术可达到与根治术同样的治疗效果，与根治术相比，保乳术加术后放疗可提高患者的总生存期。目前对于左乳腺癌保乳术后行放疗的常用技术包括三维适形放射治疗（threedimensional conformal radiotherapy,3D-CRT）、静态调强放射治疗（static intensity-modulated radiotherapy,sIMRT）、容积调强放射治疗（volumetric modulated arc therapy,VMAT）、断层定野放射治疗（TomoDirect,TD）、断层螺旋放射治疗（TomoHelical,TH）等，各种照射方法各有优缺点。尽管sIMRT与TD技术都是先进的放疗技术，都满足较为满意的靶区覆盖，对正常组织器官也有很好的保护作用，但两者在乳腺癌保乳术后放疗时仍然有一定的剂量学差异。本研究对左乳腺癌保乳术后两种放疗技术的剂量学差异进行了系统的比较，为左乳腺癌保乳术后放疗技术的选择提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年5月—2018年5月云南省肿瘤医院放疗科左乳腺癌保乳术后瘤床有银夹标记患者24例作为研究对象。年龄30～69岁，平均45.9岁，各项临床资料完善。其中，浸润性癌8例，浸润性导管癌15例，黏液腺癌1例；T1N0M010例，T1N1M06例，T2N0M07例，TxN0M01例；内上象限3例，外上象限18例，内下象限2例，外下象限1例。

1.2 体位固定与CT扫描

患者取仰卧位，双上臂置于托架上并用热塑体膜固定。采用德国西门子大孔径螺旋CT平扫或增强扫描，扫描层厚0.5 cm，扫描范围包括颈、胸、上腹部，扫描后CT模拟定位图像由网络传输至计划系统。

1.3 勾画靶区及危及器官

参考北美放射肿瘤协作组（Radiation Therapy Oncology Group,RTOG）乳腺癌保乳术后靶区及危及器官勾画标准[2]。靶区勾画：肿瘤计划靶区（planning gross tumor volume,PGTV）以银夹为中心向上下、左右和前后外扩1.5 cm，前界不超过皮下0.5 cm，后界不超过肋骨表面。临床靶区（clinical target volume,CTV）上界为同侧锁骨头下缘水平，下界为乳腺皱褶下2 cm，后界为胸壁与肺的交界处，前界为皮下0.5 cm，内侧界为胸骨和肋骨连接处，外侧界为腋中线或腋后线，不包括背阔肌。计划靶区（planning target volume,PTV）为CTV外扩0.5 cm。危及器官勾画：脊髓、左右肺、对侧乳腺、心脏、左右心房及心室。

1.4 治疗计划

采用瘤床同步推量技术，用医科达Monaco5.11.03治疗计划系统进行sIMRT计划设计，用安科锐TomoTherapy治疗计划系统进行TD计划设计。6 MV X射线，处方剂量均为PGTV 5 750 cGy/25 f，PTV 5 000 cGy/25 f。sIMRT计划：以射野等中心点（ISO）为等中心，PTV为目标设计6个照射野。最小子野面积4 cm2，最小跳数5 MU，最大子野数80，最大剂量率600 MU/min，计算网格设定为3 mm。TD计划：以PTV为目标设计6个照射野。基本参数设置：照射模式为断层径照；照射野宽度为2.5 cm；螺距为0.21；调制因子为4。PGTV剂量要求：D98%≥5 463 cGy、D50%≥5 750 cGy、D2%≤6 037 cGy；PTV剂量要求：D98%≥4 750 cGy、D50%≥5 000 cGy、D2%≤6 037 cGy；危及器官剂量限值：脊髓D2%≤4 500 cGy、心脏V30≤10%、Dmean≤800 cGy；左肺V5≤65%、V20≤30%；右乳Dmean≤500 cGy。

1.5 计划评估

参考国际辐射单位与测量委员会（International Commission on Radiation Units,ICRU）83号报告[3]，用D2%、D98%、D50%评估靶区PGTV和PTV相应体积所接受的吸收剂量，用适形指数（conformity index,CI）和均匀性指数（homogeneity index,HI）分别评价靶区PGTV和PTV的适形度和均匀性。CI=（Vtref/Vt）×（Vtref/Vref），其中，Vtref为参考等剂量曲线包绕的靶区体积，Vt为靶区体积，Vref为参考等剂量曲线包绕的所有区域的体积。CI值范围为0～1，CI值越大，适形度越好。HI=（D2%-D98%）/D50%，D2%为2%靶区受到的最低剂量，D98%为98%靶区受到的最低剂量，D50%为50%靶区受到的最低剂量。HI值越小，表示均匀性越好。左肺的V5、V20及Dmean，心脏的V30和Dmean、右侧乳腺、左右心房和左右心室的Dmean、脊髓的D2%用来评价危及器官的照射体积和剂量。

1.6 统计学方法

数据分析采用SPSS 22.0统计软件。计量资料以均数±标准差（±s）表示，比较用配对t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 靶区剂量学的比较

2.1.1 靶区PGTV剂量学参数比较sIMRT和TD均能满足对左乳腺癌保乳术后靶区PGTV的剂量要求。两种计划的靶区PGTV剂量学参数D2%、D98%、CI、HI比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。sIMRT的D2%高于TD；D98%低于TD；sIMRT的CI高于TD，即sIMRT的适形度优于TD；TD的HI低于sIMRT，即TD的均匀性优于sIMRT；IMRT和TD的D50%差异没有统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 靶区PGTV剂量学参数的比较 （±s）

表1 靶区PGTV剂量学参数的比较 （±s）

组别sIMRT TD t值P值D2%/cGy 6 003.11±20.58 59 59.83±45.03 3.939 0.001 D98%/cGy 5 722.66±11.15 5 743.85±23.37-4.482 0.000 D50%/cGy 5 878.47±12.84 5 876.57±23.43 0.321 0.751 CI 0.75±0.05 0.61±0.13 6.335 0.000 HI 0.05±0.00 0.04±0.01 4.375 0.000

2.1.2 靶区PTV剂量学参数比较sIMRT和TD均能实现对左乳腺癌保乳术后靶区PTV的剂量要求。两种计划的靶区PTV剂量学参数D98%、CI、HI比较，差异有统计学意义（P＜0.05），sIMRT的D98%低于TD，sIMRT的CI高于TD（P＜0.05），即sIMRT的适形度优于TD，TD的HI低于sIMRT（P＜0.05），即TD的均匀性优于sIMRT，D2%、D50%的组间差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2 靶区PTV剂量学参数的比较 （±s）

表2 靶区PTV剂量学参数的比较 （±s）

组别sIMRT TD t值P值D2%/cGy 5 911.06±42.09 5 904.52±46.06 1.095 0.285 D98%/cGy 4 864.15±48.80 4 911.22±22.60-4.537 0.000 D50%/cGy 5 260.65±50.31 5 287.78±70.09-1.639 0.115 CI 0.82±0.04 0.68±0.05 19.820 0.000 HI 0.20±0.01 0.19±0.01 4.438 0.000

2.2 危及器官剂量学参数的比较

左肺：sIMRT和TD的V5、V20和Dmean比较，差异有统计学意义（P＜0.05），sIMRT较TD降低了左肺的V5、V20和Dmean，其中sIMRT左肺的V5、V20和Dmean较TD分别降低了3.69%、1.26%和7.84%（P＜0.05）。对侧乳腺：sIMRT和TD的Dmean比较，差异有统计学意义（P＜0.05），TD对侧乳腺的Dmean较sIMRT降低了39.65%（P＜0.05）。心脏：sIMRT和TD的V30比较，差异有统计学意义（P＜0.05），TD心脏的V30较sIMRT降低了0.91%（P＜0.05），而TD心脏的Dmean与sIMRT比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。脊髓：sIMRT和TD的D2%比较，差异有统计学意义（P＜0.05），TD较sIMRT降低了脊髓的D2%。心脏亚结构：sIMRT和TD在心脏亚结构中的比较，差异有统计学意义（P＜0.05），TD左右心房的Dmean低于sIMRT，而TD左右心室的Dmean高于sIMRT。见表3～5。

表3 左肺剂量学参数比较 （±s）

表3 左肺剂量学参数比较 （±s）

组别sIMRT TD t值P值V5/%45.58±5.41 49.27±7.72-4.123 0.000 V20/%20.79±3.40 22.05±2.21-2.926 0.008 Dmean/cGy 1 182.60±149.17 1 283.21±147.58-9.209 0.000

表4 对侧乳腺、心脏、脊髓剂量学参数比较 （±s）

表4 对侧乳腺、心脏、脊髓剂量学参数比较 （±s）

组别sIMRT TD t值P值对侧乳腺Dmean/cGy 244.34±97.95 147.46±96.88 7.265 0.000心脏V30/%2.36±1.76 1.45±0.78 3.829 0.001 Dmean/cGy 377.39±115.34 381.79±95.38-0.411 0.685脊髓D2%/cGy 107.85±10.08 47.01±7.16 39.460 0.000

表5 心脏亚结构Dmean比较 （±s）

表5 心脏亚结构Dmean比较 （±s）

组别sIMRT TD t值P值左心房145.15±20.40 81.33±17.51 37.011 0.000左心室534.02±196.15 607.83±170.93-3.074 0.005右心房135.32±21.70 69.13±11.25 19.629 0.000右心室366.37±151.04 420.38±156.91-3.796 0.001

3 讨论

sIMRT是一种允许肿瘤靶区剂量增加并对正常组织保护的技术，适用于各种癌症类型。sIMRT在各处辐射野与靶区外形一致的条件下，针对靶区三维形状和危及器官与靶区的具体解剖关系对束强度进行调节，单个辐射野内剂量分布是不均匀的，但是整个靶区体积内剂量分布比常规放疗更均匀[4]。蒙渡等[5]在乳腺癌保乳术后放疗研究中，采用瘤床同步加量技术，靶区剂量：PTV50 Gy/25 f，PTVboost60 Gy/25 f，评估放疗的剂量分布、不良反应及疗效。结果显示IMRT技术具有良好的CI、HI，且危及器官（如心脏、肺等）均得到了良好的保护。

TD是使用固定的机架以不连续的角度传递辐射。它通过1～12个固定治疗角度，结合二元气动多叶光栅（multi-leaf collimator,MLC）对射线进行快速调制以及通过治疗床的移动来产生高度适形的剂量分布[6]。LEE等[7]研究中，使用瘤床同步加量TD技术，评估TD技术对乳腺癌保乳手术后患者放疗的可行性和毒性。结果显示，使用TD技术放疗显示出可接受的毒性，最常见的毒性反应是皮炎，在乳房照射期间，155例患者中有41例（26.5%）和6例（3.9%）发生了2级和3级皮炎，2例患者发生手臂淋巴水肿，乳房照射后1个月，2例患者患有2级肺炎；并且在靶标覆盖范围和危及器官保护方面均达到了最佳结果。

CHUNG等[8]比较了TD和3D-CRT运用在早期乳腺癌患者中的剂量学特点，研究显示，TD的CI值明显优于3D-CRT的CI值，即TD在适形度方面更佳，但在HI方面，TD与3D-CRT无显著差异。本研究中，不论PGTV或PTV，在CI值方面，sIMRT均高于TD，HI值方面，TD均低于sIMRT，也就是说，sIMRT在适形度方面优于TD，TD在均匀性方面优于sIMRT。陈高翔[9]等关于运用TD技术对乳腺癌保乳术后放疗的研究中，TD组PTV在D2%、D98%及CI方面优于IMRT组，两者在HI的差异无统计学意义。而本研究中，sIMRT计划靶区PTV的D98%、CI优于TD，TD的HI优于sIMRT，D2%组间无差异，这与本研究结果有所差异，这可能与靶区勾画的差异、计划设计和射野角度分布、处方剂量、瘤床同步推量与否、靶区适形度和均匀性要求不一样、对危及器官剂量限制要求不同、病灶象限位置不同等相关。

放射治疗在对肿瘤组织进行照射的同时，周围的正常组织常不可避免地接受到一定的辐射剂量。而放射性肺损伤和放射性心脏损伤是胸部肿瘤放疗后的常见并发症。相关研究表明，肺和心脏的剂量体积参数可分别预测放射性肺炎、心包积液的风险[10]。有研究显示，肺的V5、V20和Dmean均与放射性肺损伤的发生相关[11-12]。PAN等[11]研究中，多变量分析显示，总剂量≥60 Gy，V20≥20%和平均肺部剂量≥12 Gy是放射性肺损伤的独立预测因素。史志勇等[12]研究结果表明患侧肺的V5与放射性肺损伤发生相关。本研究中，sIMRT组左肺的V5、V20和Dmean均低于TD组，不论是高剂量区还是低剂量区，sIMRT均可缩小患侧肺的受照体积，换言之，sIMRT可降低放射性肺损伤发生的概率，可改善患者的远期生存质量。

LAUGAARD等[13]研究提示，心脏剂量每增加1 Gy，主要冠脉事件的发生率增加19%，可见限制心脏剂量，对减少心脏事件的发生起重要作用。本研究中，对心脏的V30，TD组低于sIMRT组，而心脏的Dmean，两者差异无统计学意义。在心脏亚结构方面，与sIMRT组比较，TD组左右心房的Dmean较低，而左右心室的Dmean较高。陈智琴等[14]研究中，左右心房、左右心室的Dmean均是心脏放射性损伤的影响因素，多因素分析结果显示，右心室DVH（剂量-体积）参数可预测放射性心脏损伤，且是急性放射性心脏损伤的独立预后因素。可见，心室的受照剂量对放射性心脏损伤的发生有明显的影响。虽然TD在心脏的V30以及左右心房的Dmean方面低于sIMRT，但TD在左右心室的Dmean方面有高于sIMRT的趋势，可见TD技术对心脏的保护并未体现出明显优势。TD组对侧乳腺Dmean低于sIMRT组，TD较sIMRT降低了对侧乳腺的受照剂量。对脊髓的最大剂量（D2%）来说，TD组低于sIMRT组，脊髓作为串联器官，受照剂量过高时将导致相关的神经系统并发症，本研究提示TD技术对脊髓的保护更佳。

综上所述，sIMRT技术和TD技术均能满足左乳腺癌保乳术后放疗的剂量需求，前者的CI优于后者，后者的HI优于前者；sIMRT组左肺的V5、V20和Dmean均低于TD组，sIMRT技术对患侧肺的保护更佳，对于有肺部基础疾病的患者，建议优先选择sIMRT技术；TD技术对心脏的保护并未体现出明显优势，由于TD技术费用更高，从经济角度出发，部分患者可考虑优先选择sIMRT技术。