放疗技术对乳腺癌改良根治术后大分割调强放射治疗计划影响

王 宁，徐 航，苏洪新，祁 宁，张珠祥，冉俊涛

（兰州大学第一医院放疗科，甘肃兰州 730000）

乳腺癌是最常见的女性恶性肿瘤，虽然我国的医疗技术和质量在不断提高，但是乳腺癌的发病率仍在不断上升。有研究结果显示乳腺癌的术后放疗可有效的改善局控率和长期生存率[1-2]。调强放射治疗已成为乳腺癌放射治疗的主要技术[3]，胸壁是乳腺癌局部区域复发的最常见部位，术后放疗显著降低锁骨上下区淋巴结和胸壁复发率，并延长生存期。如何进一步减少患者正常组织不良反应、提高生活质量成为研究关注点。调强放疗技术在铅门和多叶准直器的配合调节下获得满足临床标准的剂量分布，但由于乳腺位置和解剖结构特殊，在放疗计划设计过程中相较于其他肿瘤较难获得最佳剂量分布。本研究从靶区剂量分布、剂量分布适形度和均匀性及心脏、肺、对侧乳腺受量等方面，比较乳腺癌患者改良根治术术后IMRT大分割放疗计划设计中，部分铅门固定动态调强和铅门完全跟随动态调强和铅门完全跟随静态调强三种计划设计方案的剂量学差异，为临床选择治疗方案提供依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择我科2019年1至8月收治的22例乳腺癌改良根治术后患者，均为女性，中位年龄49岁(30～62岁)，其中左侧11例，右侧11例。

1.2 定位方法和CT数据的获取

采用乳腺托架定位，固定患者于舒适的体位上，经过适当的调节使胸廓与模拟定位机床面平行，并使患侧上臂充分上举，记录乳腺托架参数，然后在患者体表确定激光定位点。使用无伪影定位标记在体中线、腋中线、第一肋下缘、患侧胸壁平对侧乳腺褶皱下1 cm 处、手术瘢痕及引流口标记。定位CT 扫描范围从舌骨至膈下5 cm，层厚5 mm，然后通过网络系统将CT图像传至Eclipse计划系统工作站。

1.3 靶区及危及器官的勾画

照射范围包括锁骨上下区及胸壁，不照射内乳区。临床靶区（clinical target volume，CTV）勾画参考RTOG 乳腺癌根治术后靶区勾画建议，其中胸壁CTV包括了胸壁皮肤及胸大、小肌，并包括所有的引流口及术后瘢痕。前8 次照射，计划靶区（planning target volume，PTV）在CTV基础上外扩0.5 cm后将前界定义在皮肤表面，后7 次照射PTV 在CTV 基础上外扩0.5 cm 后将前界定义在皮下0.4 cm 处。同时定义心脏（包括左右心室，心房）、同侧与对侧肺、对侧乳腺以及脊髓为危及器官。

1.4 靶区处方剂量和治疗计划

22 例患者靶区处方剂量均为40.05 Gy/ 15 次，单次剂量2.67 Gy。采用Eclipse 治疗计划系统（Vari⁃an，13.6）分别设计部分铅门固定动态调强和动态铅门完全动态调强以及动态铅门跟随静态调强技术3套IMRT 计划，计划设计主要以切线野为主，所有计划总射野数为7 野。前半程8 次在胸壁区加5 mm 厚的bolus，靶区内收皮肤以内；后半程7次不加bolus，靶区内收皮肤下0.4 cm，分别进行计划设计（照射野皮肤处增加适当厚度的组织等效膜，可降低肺前缘的受照量提高皮肤及皮下组织的受照剂量)。两套计划均以100%处方剂量包括95%的PTV体积进行剂量归一，靶区体积PTV 和保护器官剂量在要求的剂量范围以内。

1.5 计划评估

通过治疗计划的剂量体积直方图（dose-volime histogram，DVH）和机器跳数等参数行比较。靶区的评价参数包括D98、D50、D2、机器跳数（machine unit，MU）以及HI、CI。其中HI=（D2-D98）/D50，HI 值越大(即越远离1)说明该计划的剂量分布均匀性越差。CI=(TVRI/VT)*（TVRI/VRI），TVRI 为参考等剂量曲线所包绕的靶区，VT 为靶体积，VRI 为参考等剂量面包绕的靶区。CI 的取值在0～1，CI 值越靠近1，则表示靶区的适形度更理想。主要危及器官评价参数：患侧肺V20、V5，健侧乳腺的Dmean和Dmax，心脏的Dmean、V30和V40，以及脊髓的Dmax。因本中心对于改良根治术后乳腺癌患者行大分割放疗分两个半程进行，为保证实验结果的准确性，在靶区剂量学参数的比较中，对前后半程计划分别进行相关参数的比较（前半程加标注-1，后半程加标注-2），对于危及器官则通过合成计划结果进行参数分析。

1.6 统计方法

用SPSS 23.0 对铅门部分固定和动态铅门完全跟随计划结果进行成对样本t检验进行分析，数据结果以均数±标准差（）表示，两个样本均数比较采用t检验，P ＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 靶区剂量比较

在靶区剂量满足处方剂量要求的情况下，部分固定铅门技术(JTT）动态调强，铅门完全跟随技术(SJT)动态调强以及铅门完全跟随技术静态调强分别获得计划P-fixed-D，P-unfixed-D 以及P-unfixed-S.三组计划分别进行配对比较（结果分别为表1，表2及表3），计划靶区的评估参数D50、D98差异均无统计学意义（P ＞0.05）。

使用铅门完全跟随的动静态调强技术获得靶区剂量体积结果：计划P-unfixed-D与P-unfixed-S相比，计划的适形指数（CI）提高，均匀性指数（HI）降低，计划跳数MU增加，差异均具有统计学意义（P ＜0.05）；

使用部分铅门固定和铅门完全跟随的动态调强技术获得靶区剂量体积结果：计划P-fixed-D 和P-unfixed-D 相比，适形指数（CI）有所降低，计划跳数增加，且差异具有统计学意义；

使用部分铅门固定的动态调强技术和铅门完全跟随静态调强技术获得的靶区剂量体积结果：计划P-fixed-D 与P-unfixed-S 相比，D2有所降低，均匀性指数（HI）降低，跳数有所增加，差异均有统计学意义（P ＜0.05）。三组计划统计学数据显示，计划组P-fixed-D，P-unfixed-D 以及P-unfixed-S 跳数总体呈降低趋势，且计划组P-fixed-D中计划组均匀性好。

表1 铅门完全跟随动态调强技术和铅门完全跟随静态调强技术靶区剂量体积参数对比（）

表1 铅门完全跟随动态调强技术和铅门完全跟随静态调强技术靶区剂量体积参数对比（）

表2 铅门部分固定动态调强技术与铅门完全跟随动态调强技术靶区剂量体积参数对比（）

表2 铅门部分固定动态调强技术与铅门完全跟随动态调强技术靶区剂量体积参数对比（）

表3 铅门部分固定动态调强技术和铅门完全跟随静态调强技术靶区剂量体积参数对比（）

表3 铅门部分固定动态调强技术和铅门完全跟随静态调强技术靶区剂量体积参数对比（）

2.2 危及器官剂量比较

三组计划分别进行配对比较（结果分别为表4，表5及表6），危及器官的评估参数心脏V30、脊髓Dmax差异无统计学意义；使用铅门完全跟随的动静态调强技术获得靶区危及器官评估参数结果：计划P-un⁃fixed-D 与P-unfixed-S 相比，患侧肺V5，V20，心脏的Dmean健侧乳腺的Dmean都有所增加差异具有统计学意义（t=-3.240～7.759，P ＜0.05）。使用部分铅门固定和铅门完全跟随的动态调强技术获得的危及器官评估参数结果：计划P-fixed-D和P-unfixed-D相比，患侧肺V5，健侧乳腺的Dmean、Dmax，心脏的Dmean降低，心脏V40有所增加，差异具有统计学意义（t=-7.206～4.354，P ＜0.05）。使用部分铅门固定的动态调强技术和铅门完全跟随静态调强技术获得危及器官评估参数：计划P-fixed-D 与P-unfixed-S相比，评估参数患侧肺的V5、心脏的V40，乳腺的Dmax以及脊髓Dmax都有所降低，且差异具有统计学意义。

综合三组比较数据，计划P-fixed-D相较于其他两组，患侧肺V5，心脏平均剂量Dmean，健侧乳腺Dmean都有所降低，差异具有统计学意义。

表4 铅门完全跟随动态调强技术和铅门完全跟随静态调强技术危及器官参数对比（）

表4 铅门完全跟随动态调强技术和铅门完全跟随静态调强技术危及器官参数对比（）

表5 铅门部分固定动态调强技术与铅门完全跟随动态调强技术危及器官参数对比（）

表5 铅门部分固定动态调强技术与铅门完全跟随动态调强技术危及器官参数对比（）

表6 铅门部分固定动态调强技术和铅门完全跟随静态调强技术危及器官参数对比（）

表6 铅门部分固定动态调强技术和铅门完全跟随静态调强技术危及器官参数对比（）

3 讨论

近年来，国内外专家Ko 等[4-5]与王淑莲等[6]对乳腺癌改良根治术后行大分割照射的研究显示，近期疗效及患者耐受性均良好，安全可行，且IMRT 用于乳腺癌改良根治术后放疗，可有效地提高靶区的覆盖率并且降低心脏和肺的受量[7]，为乳腺癌改良根治术患者行大分割放疗提供有力的证据。由于乳腺位置及其解剖结构的特殊性，其计划设计存在一定的挑战，在实际的计划设计中需考虑靶区的适形度和均匀性、危及器官的保护主要的危及器官（organ at risk，OAR）为：左右肺，心脏，健侧乳腺以及脊髓）[8]以及计划执行的重复准确性。放射性肺炎和放射性心脏损伤是乳腺癌放疗中重要的两个并发症[9]，双肺为并联器官，需要关注其受照剂量和受照体积关系。乳腺癌治疗效果好，绝大部分患者能长时间生存，低剂量辐射致癌作用越来越引起人们的重视，低剂量区体积的增加也逐渐引起关注[10-11]，其中肺的V5（5 Gy照射区域体积）也是预估放射性肺炎的一个重要判断标准[12-13]。对于左侧乳腺癌的患者，心脏的受照剂量也是计划选择的重要衡量标准，降低其平均受照剂量及减少最大剂量照射体积对晚期放射性心脏损伤具有积极影响[14-16]。

笔者研究过程中应用部分铅门固定（铅门固定（fixed jaw）与铅门跟随（jaw tracking）相结合）动态调强和铅门完全跟随动态调强和铅门完全跟随静态调强三种技术分别进行计划设计并进行分组配对比较，其中部分铅门固定技术动态调强计划布野为胸壁采用两个切线固定野，锁骨上区根据患者的具体锁骨上靶区情况给予三个固定野，并对整体靶区给予两个铅门自动跟随野。三种技术获得的治疗计划，其靶区和危及器官均能满足临床要求，在靶区的适形度和均匀性方面，计划P-unfixed-D 较有优势，且与P-unfixed-S相比计划的适形指数（CI）提高，均匀性指数（HI）降低，差异具有统计学意义。计划跳数在计划组P-fixed-D最高，在P-unfixed-S最低，且分组相比差异具有统计学意义。部分铅门固定动态调强技术能够更好的降低危及器官的受量，计划P-fixed-D 相较于其他两组，患侧肺V5，心脏平均剂量Dmean，健侧乳腺Dmean都有所降低，且差异具有统计学意义。该研究结果与卢小开等[17]固定铅门技术在左乳癌保乳术后放疗计划中的应用研究结果相一致，固定铅门技术减少了照射范围，降低了肺和心脏等并联器官的受累剂量。成树林等[18]人将铅门跟随和静态铅门技术分别应用于乳腺癌计划设计，研究结果表明，静态铅门技术的正常组织和危及器官的剂量比铅门跟随技术更高，究其原因其静态铅门技术基于大野固定铅门，铅门并没有跟随MLC一起运动，从而导致多叶光栅（multileaf collimtor，MLC）漏射增加，增加相关危及器官的受量。本文涉及到的铅门完全跟随动静态调强技术获得的计划，动态调强技术计划的正常组织和危机器官较低，是因在静动态调强技术中，铅门与MLC 均一起跟随运动。结合研究结果，将固定铅门技术与铅门跟随相结合的动态调强技术可获得较好的剂量学结果的实施计划。

本研究为基于CT图像的回顾性研究，放疗方案已做绝对剂量和相对剂量验证和测试，确保该方案可以安全执行。

4 结论

本研究采用的固定铅门与铅门跟随相结合动态调强技术即部分固定野动态调强技术的方式进行计划设计，在确保靶区适形指数和均匀指数在可接受的范围内的同时，降低了患侧肺和心脏的低剂量照射体积，是一种较好的乳腺癌改良根治术后大分割放疗的计划设计方式。