乳腺癌改良根治术后不同放疗技术的剂量学比较及不良反应观察

王承伟　许刚　薛辉　张良

乳腺癌改良根治术后不同放疗技术的剂量学比较及不良反应观察

王承伟许刚薛辉张良

目的：比较乳腺癌改良根治术后3种不同放疗计划的剂量学差异和急性不良反应。方法：将30例左侧乳腺癌改良根治术后患者分别设计容积旋转调强（VMAT）、固定野调强（IMRT）和三维适形放疗（3D-CRT）计划，随机分成VMAT、IMRT和3DCRT组，各10例，按处方剂量50Gy进行放射治疗。利用剂量体积直方图(DVH)分析评价PTV的剂量参数，比较患侧肺V5、V10、V20、Dmean，心脏V30、V40、Dmean。评价急性放射性皮肤反应、肺损伤。以心肌肌钙蛋白Ⅰ变化评价心脏损伤。结果：除均匀性指数（HI）外，3D-CRT计划PTV各评价指标中均低于VMAT和IMRT(P＜0.01)。VMAT计划Dmean比IMRT计划更接近处方剂量，且V95覆盖率高达98.53%，VMAT分次治疗时间用时最短（P＜0.01）。危及器官：VMAT和IMRT计划的患侧肺V20、心脏V30、V40、Dmean均明显低于3D-CRT计划（P＜0.05）。VMAT和IMRT计划的皮肤反应，心脏损伤等发生率明显低于3D-CRT（P＜0.05）。三组放射性肺损伤无明显差异(P＞0.05)。结论：VMAT和IMRT计划的剂量分布、均匀性优于3D⁃CRT计划，VMAT在靶区剂量覆盖、分次治疗时间较其他两组具有明显优势。VMAT和IMRT能有效降低危及器官的高剂量区体积和平均剂量，减少皮肤损伤、心脏损伤等急性不良反应。

乳腺癌；改良根治术；放射治疗；剂量学；放射损伤

放射治疗是乳腺浸润性导管癌综合治疗的重要手段。术后放射治疗可以降低患者70%的复发风险及9%～12%的死亡率[1]。虽然放疗在乳腺癌治疗中占重要地位，但也存在诸多不良反应。因此，如何提高放疗精确度，减少放射损伤是肿瘤放射治疗工作者关注的热点。本研究比较了乳腺癌改良根治术后患者容积旋转调强（VMAT）、固定野调强（IMRT）、三维适形放疗（3D-CRT）三种不同治疗计划的剂量学差异和近期不良反应，为临床选择放疗计划提供参考依据。

1　资料和方法

1.1临床资料选取2013年6月至2015年10月在我院行左侧乳腺癌改良根治术后的女性患者30例，年龄（46±3.56）岁。均为浸润性导管癌，腋窝淋巴结阳性数≥1个，临床分期Ⅱ～Ⅲ期，已全程完成化疗，无放疗禁忌。将患者随机分VMAT、IMRT和3D-CRT放疗3个治疗组，每组10例。每例患者均设计三套放射治疗计划，均由同一名高年资物理师设计，实际治疗按原分组进行。于放疗前及放疗后1周分别检查胸部CT、血常规、心肌肌钙蛋白Ⅰ（cTn-Ⅰ）的变化。

1.2模拟定位、靶区和危及器官勾画患者进行体位固定，体表标记后行CT扫描，层厚5mm，范围自环状软骨上缘到肝脏下缘，CT图像传输到计划系统上作靶区勾画。将患侧胸壁定义为计划靶区1(PTV1)，勾画范围：上界为第二前肋上缘，下界为乳腺下皮肤皱褶下2cm，内界为体中线，外界为腋中线，前界在胸壁皮下0.3cm，后界为肺窗与胸壁交界。将锁骨上下区域定义为计划靶区2（PTV2），勾画范围：上界为环状软骨下缘水平，下界为第二前肋上缘，内界为气管旁，外界为肱骨头内侧缘。计划靶区(PTV)为PTV1和PTV2构成的整个区域。危及器官为患侧肺、心脏、脊髓。

1.3照射野设置及剂量处方VMAT计划设计采用2个弧，因为全部为左侧乳腺癌，故机架角起止范围为280～310°和80～110°双弧，采用6MV-X射线，PTV 50Gy/25次/5周。IMRT采用环绕计划靶区前面180°夹角内等分5野进行逆向计划设计，PTV 50Gy/25次/5周。3D-CRT计划：PTV1设两对穿1/4切线野加楔形滤板，6MV-X射线50Gy/25次/5周。PTV2设等中心半野照射，避免漏照或剂量重叠现象。6MV-X射线30 Gy/15次/3周，之后用10MeV电子线20Gy/10次/2周。

1.4评价参数使用剂量体积直方图(DVH)评估靶区和危及器官的剂量分布[2]。比较三种治疗计划PTV接受处方剂量95%、110%体积百分比(V95、V110)和最小剂量（Dmin）、最大剂量（Dmax）、平均剂量（Dmean）、靶区的均匀性指数(HI)、适形度指数(CI)和每分次治疗时间。比较患侧肺的V5、V10、V20、Dmean，心脏V30、V40、Dmean。健侧乳房Dmean。按RTOG急性放射损伤标准，评价急性放射性皮肤反应、肺损伤。以血清中cTn-I＞0.4ng/ml为诊断心脏损伤的界限值[3]

1.5统计学分析用SPSS17.0软件进行统计分析，三组计划间的比较采用方差分析，率的比较采用卡方分析，P＜0.05为差异有统计学意义。（其中P1为VMAT与IMRT组间比较，P2为VMAT与3D-CRT组间比较，P3为IMRT与3D-CRT组间比较）。

2　结果

2.1靶区剂量比较①3D-CRT计划PTV中的Dmax、V110高于VMAT和IMRT(P2，3＜0.01)，而Dmin、Dmean、V95、CI低于VMAT和IMRT(P2、3＜0.01)，均匀性指数（HI）与其他两组相当（P1、2、3＞0.05）。②VMAT与IMRT计划的PTV仅在Dmean、V95%间的差异有统计学意义（P1＜0.05），且以VMAT计划Dmean更接近处方剂量，V95%覆盖率高达98.53%，其余各剂量学参数比较差异均无统计学意义(P3＞0.05)。③每分次治疗时间VMAT最短，平均5～6min，IMRT最长，达20min以上，三组间差异有统计学意义（P＜0.01）。见表1。

表1　VMAT、IMRT、3D-CRT的计划靶区的剂量学及每分次治疗时间比较

表2　VMAT、IMRT、3D-CRT计划危及器官（OAR）的剂量学比较

2.2危及器官的剂量比较VMAT和IMRT计划中患侧肺的V20、Dmean，心脏的V30、V40、Dmean，均明显低于3D⁃CRT计划（P2,3＜0.05）。见表2。

2.3不良反应比较所有患者均有不同程度的皮肤反应、放射性肺损伤、骨髓抑制。在肺放射性损伤和骨髓抑制方面三组间比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。放疗前所有患者的cTn-I均小于0.4（0.012±0.008）ng/m l。放疗后1周复查cTn-I，IMRT 组1例（0.72ng/ml），3D⁃CRT组4例（0.86±0.16ng/m l）升高。见表4。

表3　VMAT、IMRT、3D-CRT计划治疗的近期不良反应比较(例)

表4　VMAT、IMRT、3D-CRT计划治疗前后cTn-I的比较（例）

3　讨论

胸壁是乳腺癌术后局部复发风险最高的部位，占44%～69%，锁骨上及腋顶区为10%～26%[4]。由于乳腺癌改良根治术后胸壁呈不规则的圆弧状，厚薄不一，加上锁骨上下野与胸壁切线野的衔接问题，使得靶区适形性和剂量均匀性欠佳。IMRT自90年代末出现以来，越来越多被应用于乳腺癌术后放疗。与3DCRT相比，IMRT可在靶区和重要结构边缘间产生一个剂量陡峭跌落区，形成理想形状的等剂量分布，避免了接野现象，降低了正常组织的受照体积[5]。但IMRT因射野角度的选择对治疗计划的优劣有重要影响，而分次治疗时间较长，导致治疗过程中患者体位变化、治疗精度下降等一系列问题。VMAT能很好地解决以上问题。其主要特性为在较短的时间内进行单弧或多弧旋转照射，在机架旋转出束的同时动态改变多叶光栅的位置、射线束剂量率、机架旋转速度以调整剂量强度分布，以最少剂量的消耗、超低剂量的投照，获得最优化的剂量分布效果[6]。

本研究发现，通过DVH图比较，VMAT和IMRT计划中PTV Dmin、Dmean、Dmax、V110、V95、CI优于3D-CRT计划，三组靶区的HI组相当。说明相比3D-CRT计划，VMAT和IMRT计划靶区有较均匀的剂量分布，靶区内的高剂量(Dmax、V110)得到了降低，低剂量(Dmin、V95)得到了提高，靶区的平均剂量（Dmean）更接近处方剂量。尽管VMAT和IMRT在剂量学上无明显差异，但VMAT计划Dmean更优，V95%覆盖率高达98.53%。VMAT每分次治疗时间最短，仅为5～6min，约为IMRT的1/3。由于治疗时间的缩短，患者治疗的舒适性和依从性得到了提高，从而保证了体位的一致性，使治疗更加精确。

肺V20已经被证明是放射性肺炎的独立预测因子，V20≤30%是相对安全的[7]。本研究发现，三种治疗计划中的V5、V10无显著差异（P＞0.05）。尽管3D⁃CRT的V20、Dmean最高（P2，3＜0.05），但V20均≤30%，故放射性肺损伤较轻。作为放射性心肌损伤的早期诊断指标，cTn-Ⅰ敏感度和特异度分别达100%和96.3%[8]。本研究IMRT组有1例cTn-Ⅰ为0.72 ng/ml，3D-CRT组有4 例cTn-I为（0.86±0.16）ng/m l，均高于0.4 ng/m l这一界限值。虽然患者无胸闷、胸痛、心悸等临床表现，但不排除存在放射性心肌损伤。三组中3D-CRT组cTn-Ⅰ异常比例高达40%（4/10）。这可能与3D⁃CRT的心脏V30、V40、Dmean高有一定的相关性，需要扩大样本进一步研究。本研究发现，VMAT和IMRT的2级以上急性放射性皮炎发生率比3D-CRT明显减少，这与3D-CRT计划锁骨上下野后程使用电子线补充照射，皮肤受量较高有关。

综上所述，对乳腺癌改良根治术后放疗的患者而言，VMAT在靶区剂量覆盖、分次治疗时间较短上更具优势。VMAT和IMRT能弥补3D-CRT照射不均匀及危及器官照射剂量过大的问题，能有效降低不良反应的发生率。

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Comparisonofdosimetricparameterandadversereactionanalysisindifferentradiationtechnologyinthepatientsreceivedmodi⁃fiedradicalmastectomyforbreastcancer

Wang Chengwei,Xu Gang,Xue Hui,Zhang Liang.Rdiation Therapy Center,Affiliated People’s HospitalofJiangsu University,Zhenjiang 212002,China

Objective:To compare dosimetric difference and acute adverse reactions between 3 different radiotherapy plan in pa⁃tientswho5,V10,V20,Dmean in left lung,V30,V40,and Dmeanof heartwere compared between 3 groups.Acute radiation skin reaction,lung injurywas evaluated.The changes of cardiac TroponinIwas used to evaluate cardiac injury.Results:Allof the evaluation indexesexcept for HIof3D-CRTPTVwere inferior to VMATand IMRT(P2,3＜0.01).In VMATand IMRTplans,theonly differenceshave sta⁃tistical significancewere Dmean and V95(P1＜0.05),and the Dmean of VMATplanswasmore close to the prescription doseand the coverage rate of V95%wasashigh as98.53%,In the fraciton timesof treatment,the time of VMATwas shortest(P1,2,3＜0.01).Organsat risk(OAR):The ipsilateral lung V20,cardiac V30,V40,Dmean inVMATand IMRTwere lower than that in 3D-CRT(both P2,3＜0.05).The incidence ofskin reac⁃tion,and cardiac injury in VMATand IMRTwas lower than that in 3D-CRT(P2,3＜0.05).Therewereno differences in radiation-induced lung injury between 3groups(P＞0.05).Conclusion:The dose distribution and uniformity in VMAT and IMRTwere better than that in 3D-CRT, and VMAThasobviousadvantage in targetvolume dose coverage and fraction treatment time than other 2 groups,VMATand IMRT can effec⁃tively reduce the high dose area volume and average dose ofOAR,reduce the incidence ofacute adverse reactions such as skin damage,heart damageand soon.

modified radicalmastectomy for breast cancer.M ethods:30 cases ofmodified radicalmastectomy of breast cancer pa⁃tientswere leftafter thedesign ofvolumetricmodulated arc(VMAT),intensity-modulated(IMRT)and three-dimensionalconformal radiother⁃apy(3D-CRT),were randomly divided into VMAT,IMRTand 3D-CRTgroup,each group of10 cases,radiotherapy according to the prescrip⁃tion dose of50Gy The dose volume histogram(DVH)analysiswas used to evaluate the dose parametersofplanning targetvolume(PTV),the treatment time in each time.V

breastcancer;modified radicalmastectomy;radiation therapy;dosimetry;radiation injury

A

1004-2725（2016）12-0881-04

212002江苏 镇江,江苏大学附属人民医院放射治疗中心

王承伟,E-mail:zjwcw6811@sina.com