基于VMAT技术下自适应补偿膜在乳腺癌放疗中的应用价值

2025-02-07李为之张群贵黄立赖剑平丁金泉刘历鹏吴伟伟

中国医学创新 2025年2期

【摘要】目的：探究基于容积旋转调强放疗（VMAT）技术下自适应补偿膜在乳腺癌放疗中的应用价值。方法：选取赣州市肿瘤医院2021年2月—2023年2月的60例乳腺癌患者，随机分为观察组和对照组，各30例，两组均采用VMAT技术，对照组患者使用固定补偿膜，观察组患者使用自适应补偿膜。比较两组患者的皮肤受照射最小剂量（Dmin）、最大剂量（Dmax）、平均剂量（Dmean），计划靶区的Dmin、Dmax、Dmean、均匀性指数（HI）、适形性指数（CI），患侧肺的Dmean、接受5 Gy及以上剂量照射的体积占总体积的百分比（V5 Gy）、接受10 Gy及以上剂量照射的体积占总体积的百分比（V10 Gy）、接受20 Gy及以上剂量照射的体积占总体积的百分比（V20 Gy）、接受30 Gy及以上剂量照射的体积占总体积的百分比（V30 Gy），心脏的平均剂量Dmean、V20 Gy、V30 Gy。结果：观察组自适应补偿膜的空气间隙体积及最大空气间隙高度均明显小于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05）；观察组患者皮肤受照射的Dmin、Dmax、Dmean均明显低于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05）；观察组患者计划靶区的Dmin、Dmax、Dmean、HI均低于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05）；观察组患者的CI高于对照组，差异有统计学意义（Plt;0.05）；观察组患者患侧肺的Dmean、V5 Gy、V10 Gy、V20 Gy、V30 Gy均明显低于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05）；观察组患者心脏的Dmean、V20 Gy、V30 Gy均显著低于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05）。结论：基于VMAT技术下，自适应补偿膜能降低皮肤受照射剂量，大幅度改善计划靶区剂量分布、适形性指数、均匀性指数，减少患侧、心脏等危及器官的照射剂量。

【关键词】容积旋转调强放疗技术自适应补偿膜乳腺癌放疗

Application Value of Adaptive Compensation Membrane Based on VMAT Technology in Breast Cancer Radiotherapy/LI Weizhi， ZHANG Qungui， HUANG Li， LAI Jianping， DING Jinquan， LIU Lipeng， WU Weiwei. //Medical Innovation of China， 2025， 22（02）： 00-005

[Abstract] Objective： To explore the application value of adaptive compensation membrane based on volumetric modulated arc therapy （VMAT） in breast cancer radiotherapy. Method： Sixty patients with breast cancer from Ganzhou Cancer Hospital from February 2021 to February 2023 were randomly divided into observation group and control group， with 30 patients in each group. Both groups were treated with VMAT technology， the control group was treated with fixed compensation membrane， and the observation group was treated with adaptive compensation membrane. Minimum dose （Dmin）， maximum dose （Dmax）， average dose （Dmean）， planned target area Dmin， Dmax， Dmean， homogeneity index （HI）， conformity index （CI）， the Dmean of the affected lung， the percentage of the volume receiving 5 Gy or more in the total volume （V5 Gy）， the percentage of the volume receiving 10 Gy or more in the total volume （V10 Gy）， the percentage of the volume receiving 20 Gy or more in the total volume （V20 Gy）， the percentage of the volume receiving 30 Gy or more in the total volume （V30 Gy）， the average dose of the heart Dmean， V20 Gy， V30 Gy in the two groups were compared. Result： The air gap volume and maximum air gap height of the adaptive compensation film in the observation group were significantly lower than those in the control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. The Dmin， Dmax and Dmean of skin irradiation in observation group were significantly lower than those in control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. Dmin， Dmax， Dmean and HI in observation group were lower than those in control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. The CI of observation group was higher than that of control group， the difference was statistically significant （Plt;0.05）. The Dmean， V5 Gy， V10 Gy， V20 Gy and V30 Gy of the affected lung in the observation group were significantly lower than those in the control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. The heart Dmean， V20 Gy and V30 Gy of observation group were significantly lower than those of control group， the differences were statistically significant （Plt;0.05）. Conclusion： Based on the VMAT technology， the adaptive compensation membrane can reduce the radiation dose of the skin， greatly improve the dose distribution in the planned target area， CI， HI， and reduce the radiation dose of the affected side， heart and other endangered organs.

[Key words] VMAT technology Adaptive compensation membrane Breast cancer Radiotherapy

First-author's address： Radiotherapy Technology Department， Ganzhou Cancer Hospital， Ganzhou 341000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2025.02.001

乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤之一，女性群体发病率高达11.7%[1-2]。研究发现，早期乳腺癌保乳后放疗和改良根治术效果基本相同，而我国仅有20%选择保乳术，大部分患者仍选择改良根治术[3-4]。放疗是乳腺癌综合治疗的重要组成部分。乳腺癌改良根治术患者在放疗过程中，常因胸壁表面不规则而致靶区内剂量分布不均匀，皮肤上出现冷、热点，且降低了放疗技术的精确性，同时危害周围的器官[5-7]。因此，提高靶区覆盖率和均匀性，减少皮肤受照射剂量，保护靶区周围的器官，降低健康器官致癌风险尤为重要。容积旋转调强放疗（VMAT）技术具有治疗时间短、剂量分布均匀等优点，但在保护危及器官方面仍存在一定的局限性[8]。通常使用组织等效补偿膜使患者肿瘤浅表面获得充足的照射量，但临床上常使用固定大小的补偿膜，而非个性化剪裁的适形补偿膜，可能会导致与胸壁贴合的空间间隙增大，影响放疗效果[9]。基于此，本研究通过VMAT技术对自适应补偿膜的应用价值进行探究，为临床探究乳腺癌改良根治术患者更好的放疗模式提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取赣州市肿瘤医院2021年2月—2023年2月接诊的60例乳腺癌患者，均为女性。纳入标准：确诊乳腺癌[10]；接受改良根治术后进行放疗。排除标准：伴有严重的心、肺器官疾病；妊娠期或哺乳期；存在胸部放疗史；有精神疾病，难以配合；乳腺癌晚期；腋窝和内乳病灶；有放疗禁忌证；皮肤组织破损或溃烂。随机将患者分为观察组30例和对照组30例。本研究经赣州市肿瘤医院医学伦理委员会批准，患者或者患者家属知情同意本研究。

1.2 方法

1.2.1 体位固定患者取仰卧位于多功能乳腺托架，协助患者摆正位置；双侧手臂向外伸展上举置于臂托上，避免锁骨上窝处出现皮肤褶皱，充分暴露患者胸壁。对照组患者乳腺改良根治区域垫30 cm×30 cm未剪裁的固定组织补偿膜，观察组患者在对照组的基础上，在乳腺改良根治区域垫剪裁适形的自适应补偿膜，根据患者的靶区形状和位置，定制个性化的补偿膜，厚度均为0.5 cm，使用颈胸一体膜固定器。

1.2.2 模拟定位使用CT模拟机定位，扫描前标记胸壁靶区参考范围，扫描层厚5 mm，将图像传至Pinnacle计划系统。

1.2.3 靶区勾画参照EORTC乳腺癌勾画指南，临床靶区（CTV）：胸壁CTV、锁骨CTV、内乳区CTV；计划靶区（PTV）：胸壁计划靶区体积（PTVcw）：胸壁CTV三维外扩0.5 cm，收至皮下0.5 cm；锁骨计划靶区体积（PTVsc）：锁骨CTV三维外扩0.5 cm，收至皮肤表面。PTVcw和PTVsc形成PTV。

1.2.4 危及器官包括健侧乳腺、心脏、脊髓及双肺。双肺为肺窗勾画，不包括纵隔结构。心脏从心包层面勾画，起于右肺动脉干下缘，至心尖。冠状动脉左前降支和右冠状动脉勾画全程，直径为1 cm。治疗采用6 MV X射线，计划靶区的处方剂量50 Gy/25次，每周5次。

1.3 观察指标与评价标准

（1）比较两组不同补偿膜的空气间隙；（2）比较两组患者的皮肤受照射剂量参数：最小剂量（Dmin）、最大剂量（Dmax）、平均剂量（Dmean）；（3）比较两组患者的计划靶区剂量参数：Dmin、Dmax、Dmean、均匀性指数（HI）、适形性指数（CI）；（4）比较两组患者的患侧肺剂量参数：Dmean、接受5 Gy及以上剂量照射的体积占总体积的百分比（V5 Gy）、接受10 Gy及以上剂量照射的体积占总体积的百分比（V10 Gy）、接受20 Gy及以上剂量照射的体积占总体积的百分比（V20 Gy）、接受30 Gy及以上剂量照射的体积占总体积的百分比（V30 Gy）；（5）比较两组患者的心脏剂量参数：Dmean、V20 Gy、V30 Gy。

1.4 统计学处理

采用SPSS 25.0软件分析数据，符合正态分布的计量资料采用（x±s）表示，采用t检验；计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验。Plt;0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组基线资料比较

对照组患者年龄38～62岁，平均（48.14±4.05）岁；体重47～56 kg，平均（52.89±2.76）kg；乳腺癌分期：Ⅰ期14例，Ⅱ期16例。观察组患者年龄39～63岁，平均（48.50±4.52）岁；体重46～55 kg，平均（52.46±2.47）kg；乳腺癌分期：Ⅰ期17例，Ⅱ期13例。两组患者的年龄、体重、乳腺癌分期比较，差异均无统计学意义（Pgt;0.05），具有可比性。

2.2 两组不同补偿膜的空气间隙比较

CT图像结果显示，观察组自适应补偿膜的空气间隙体积及最大空气间隙高度均明显小于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05），见表1。

2.3 两组皮肤受照射剂量参数比较

观察组患者皮肤受照射的Dmin、Dmax、Dmean均低于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05），见表2。

2.4 两组计划靶区剂量参数比较

观察组患者计划靶区的Dmin、Dmax、Dmean、HI均低于对照组，CI高于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05），见表3。

2.5 两组患侧肺剂量比较

观察组患者患侧肺的Dmean、V5 Gy、V10 Gy、V20 Gy、V30 Gy均低于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05），见表4。

2.6 两组心脏剂量参数比较

观察组患者心脏的Dmean、V20 Gy、V30 Gy均低于对照组，差异均有统计学意义（Plt;0.05），见表5。

3 讨论

乳腺癌是女性中最常见的癌症，也是全球第二种常见癌症。据推测，世界上八分之一的女性会患上乳腺癌，而只有少数乳腺癌病例是由遗传疾病引起的，大部分与环境因素和生活方式有关[11]。放疗是乳腺癌改良根治术后的辅助治疗方式，能减少三分之二的复发，然而，尽管放疗技术和方法已经取得进步，但放疗的毒性仍然不可避免地发生，放疗涉及心脏和肺部的一些辐射暴露，严重的副作用可能会带来死亡风险[12-14]。VMAT技术是一种先进的放疗技术，可以在目标体积覆盖范围内实现高度适形的剂量分布，但由于乳腺组织的不规则性和周围危及器官的存在，仍难以达到理想的治疗效果，为保证浅表肿瘤处方要求的治疗剂量，可在放疗定位加组织补偿膜弥补这一不足[15-17]。组织补偿膜的材料相似于人体组织吸收特性，但因胸部不平与固定的补偿膜无法紧密贴合，而存在空腔间隙会影响靶区剂量分布[18-20]。研究发现，0.5 cm厚度的组织补偿膜比1 cm厚度的组织补偿膜的贴合度更好，可以减少空腔间隙[21-24]。但目前对组织补偿膜是否需要裁剪的研究较少，因此，本研究探究自适应补偿膜对皮肤受照剂量、计划靶区剂量和危及器官剂量的影响，为临床乳腺癌改良根治术患者更好的放疗模式提供依据。

本研究结果显示，观察组自适应补偿膜的空气间隙体积及最大空气间隙高度均明显小于对照组；观察组的皮肤照射剂量Dmin、Dmax、Dmean及计划靶区的Dmin、Dmax、Dmean、HI均低于对照组患者，CI高于对照组。其原因可能是计划靶区和浅表皮肤离胸壁较近，空腔间隙大小对其照射剂量影响较大，而自适应补偿膜减小了空腔间隙，比固定补偿膜贴合性更强，进而减少浅表皮肤受照射剂量，提高计划靶区剂量的均匀性指数和适形性指数，减少靶区内过多剂量出现的冷点、热点，使放疗更加精准。在危及器官保护方面，观察组患者患侧肺的Dmean、V5 Gy、V10 Gy、V20 Gy、V30 Gy均低于对照组；观察组患者心脏的Dmean、V20 Gy、V30 Gy均低于对照组，显著减少了累及器官的照射剂量。这可能是自适应补偿膜能够根据患者的个体差异实时调整射线的分布，缩小照射范围，减少对患侧肺、心脏及周围正常组织的损伤，降低正常器官因放疗而致癌的风险。

综上所述，基于VMAT技术下自适应补偿膜在乳腺癌放疗中可减少皮肤受照射剂量及出现的冷热点，优化计划靶区剂量分布，改善计划靶区剂量的适形性指数和均匀性指数，减少危及器官受照剂量，降低正常器官的致癌风险。由此可见，正确使用自适应性补偿膜对乳腺癌患者改良根治后放疗具有较高的应用价值，可为临床患者提供依据，但在临床应用中，应根据患者的具体情况综合考虑，选择最适合的治疗方案。本研究存在一定的局限性。首先，样本量较小，随访时间较短，需要进一步扩大样本量。其次，本研究仅对部分累及器官的照射剂量进行了评估，对于其他潜在的受影响器官，如食管、脊髓等，还需进一步研究。

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