大分割模式下FIF-IMRT和IMRT技术治疗左侧乳腺癌保乳术患者的剂量学参数比较

易琼 钱红燕 杨燕光 王向前 袁小鹏 王锋 朱琪伟

【摘要】 目的：探究大分割模式下，野中野正向调强放疗（FIF-IMRT）和逆向调强放疗（IMRT）技术治疗左侧乳腺癌保乳术患者的剂量学参数差异。方法：选取2018年5月-2021年7月南通大学附属肿瘤医院收治的左侧乳腺癌保乳术后患者62例，分别制定FIF-IMRT、IMRT两种治疗计划。在满足计划靶体积（PTV）达到95%乳腺处方剂量的前提下，两种计划的PTV、危及器官（OAR）受量分布及机器跳数等剂量学参数差异。结果：FIF-IMRT计划的最大剂量（Dmax）及均匀性指数（HI）均高于IMRT计划，差异均有统计学意义（P<0.05），两种计划的靶区平均剂量（Dmean）、V95、V100、V105及适形度指数（CI）比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。FIF-IMRT计划心脏及左肺V5、V10均低于IMRT计划，差异均有统计学意义（P<0.05），与此同时FIF-IMRT计划右乳及脊髓Dmean、Dmax均低于IMRT计划，差异均有统计学意义（P<0.05），两种计划右肺Dmean、Dmax及最小剂量（Dmin）剂量分布比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。此外FIF-IMRT计划的机器跳數低于IMRT计划，差异有统计学意义（P<0.05）。结论：在左侧乳腺癌保乳术后大分割调强治疗中，与IMRT技术相比，FIF-IMRT均匀性略差，但在降低心脏及左肺低剂量照射区体积的优势较大，同时对右乳及脊髓的保护作用更显著，且机器损耗小。

【关键词】 大分割模式 野中野正向调强放疗 逆向调强放疗 乳腺癌 保乳术 剂量学

[Abstract] Objective： To investigate the differences in dosimetry parameters between hypofractionated field-in-field intensity-modulated radiotherapy （FIF-IMRT） and intensity-modulated radiotherapy （IMRT） in the treatment of patients undergoing breast-conserving surgery for left breast cancer. Method： A total of 62 patients with left breast cancer after breast-conserving surgery admitted to Tumor Hospital Affiliated to Nantong University from May 2018 to July 2021 were selected， two treatment plans， FIF-IMRT and IMRT， were made respectively. On the premise that the planning target volume （PTV） reached 95% of the prescribed dose， dosimetry parameters such as PTV， dose distribution of organ at risk （OAR） and machine hop count were compared between the two plans. Result： The maximum dose （Dmax） and homogeneity index （HI） in the FIF-IMRT plan were higher than those in the IMRT plan， the differences were statistically significant （P<0.05）. There were no statistically significant differences in mean dose （Dmean）， V95， V100， V105 and conformity index （CI） between the two plans （P>0.05）. Heart and left lung V5 and V10 in the FIF-IMRT plan were lower than those in the IMRT plan， the differences were statistically significant （P<0.05）. Dmean， Dmax and Dmin of right breast and spinal cord in the FIF-IMRT plan were lower than those in the IMRT plan， the differences were statistically significant （P<0.05）. There were no statistically significant differences in Dmean， Dmax and minimum dose （Dmin） of the right lung （P>0.05）. Machine hop count in the FIF-IMRT plan was lower than that of IMRT plan， the difference was statistically significant （P<0.05）. Conclusion： Compared with hypofractionated IMRT， the uniformity of hypofractionated FIF-IMRT is slightly worse after breast-conserving surgery for left breast cancer， but it has more advantages in reducing the volume of low-dose radiation area in heart and left lung， in addition， it can better protect on right breast and spinal cord， with less machine loss.

[Key words] Hypofractionated Field-in-field intensity-modulated radiotherapy Intensity-modulated radiotherapy Breast cancer Breast-conserving surgery Dosimetry

First-author's address： Tumor Hospital Affiliated to Nantong University， Nantong 226361， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2023.14.002

随着我国医疗水平的不断进步，对于早期乳腺癌患者行保乳术后给予化疗的治疗方式能够显著增加患者的生存率，并有效降低复发的风险，该综合治疗方式已逐渐成为临床标准治疗方案[1]。由于不同患者的乳腺外观及相关部位的宽度之间存在差异，普通放疗的靶区剂量难以均匀分布，同时对患者的心、肺等危及器官（OAR）的照射剂量较高，由于治疗时间长，易使正常组织发生损伤，对患者的预后水平产生不利影响[2-3]。既往文献[4-5]研究表明，大分割模式下调强放疗能够有效改善剂量的分布情况，并能减少治疗过程中对正常组织或器官的照射区体积及相关不良反应的发生率。不同大分割模式下调强放疗技术具有不同的优化过程，使得放疗靶区及OAR的剂量分布存在较大差异，但对于乳腺癌保乳术后大分割调强放疗技术的选择尚未得出一致性结论[6-7]。目前对于野中野正向调强放疗（FIF-IMRT）和逆向调强放疗（IMRT）两种技术的剂量学参数比较鲜有研究，鉴于此，本研究旨在比较FIF-IMRT、IMRT两种治疗计划的剂量学参数差异，以期为临床提供参考。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2018年5月-2021年7月南通大学附属肿瘤医院收治的左侧乳腺癌保乳术后患者62例，年龄26～58岁，平均（43.58±3.81）岁；临床分期：Ⅰ期38例，Ⅱ期24例；病理类型：浸润性导管癌48例，原位癌11例，其他3例。（1）纳入标准：①均接受左侧乳腺癌保乳术，且经病理诊断为乳腺癌，手术切缘为阴性；②年龄>18岁；③术后病理分期为Ⅰ～Ⅱ期；④术后手术切口愈合较好，能满足治疗时体位的要求。（2）排除标准：①卡式评分低于90分；②伴有心肺功能障碍；③具有放疗禁忌证或放疗史；④伴有肝肾功能异常。本研究经医院医学伦理委员会批准，患者知情同意。

1.2 方法

1.2.1 CT扫描与定位 指导患者取仰卧位，将双手交叉后抱头，使用真空袋对患者体位进行固定，将患者的左上肢向外展开至90°以上，对腋中线及体中线进行标记。采用螺旋CT对患者进行扫描定位，层厚为5 mm，扫描的范围主要包括患者的胸廓入口处至肺部下缘，包括全乳腺及周围组织，扫描完成后将图像上传至计划系统。

1.2.2 靶区定义 所有入选患者均由同一具有丰富放疗经验的医师勾画靶区，在全乳腺范围的基础上外放5 mm形成计划靶体积（PTV），对于皮肤方向则不进行外放。将心脏、双肺、右乳及脊髓定义为OAR。

1.2.3 計划制定 采用Eclipse 13.5治疗计划系统为62例左侧乳腺癌保乳术后患者分别制定FIF-IMRT、IMRT两种治疗计划。乳腺处方剂量DT为40.05 Gy，2.67 Gy/次，5次/周，共15次，后瘤床区加量10.68 Gy，2.67 Gy/次，共4次，要求两种计划均满足PVT达到95%的处方剂量。FIF-IMRT计划：以两个平行对穿的切线野照射为主野，并于主野方向增加子野，利用多叶准直器对高剂量区进行遮挡，并对子野进行剂量优化。IMRT计划：主野方向与FIF-IMRT计划一致，设定6个野，并通过参数优化对剂量分布进行调整。

1.3 观察指标与计划评估 （1）利用DVH比较两种计划的PVT，主要包括靶区平均剂量（Dmean）、最大剂量（Dmax）、V95、V100、V105，计算适形度指数（CI）评估两种计划的适形程度，公式如下：CI=（Vt， ref/Vt）×（Vt， ref/Vref），其中Vt为计划总靶体积，Vref为95%处方剂量覆盖体积，Vt， ref为95%处方剂量覆盖计划靶体积，CI值范围为0～1，且CI值越高表示计划适形度越好[8]。另外计算均匀性指数（HI）评估两种计划剂量分布情况，公式如下：HI=D5%/D95%，其中D5%、D95%分别为该计划5%及95%靶体积内受照射的最低剂量，且HI值越大表示计划均匀性越差[9]。（2）比较两种计划OAR相关参数，其中心脏主要包括Dmean、Dmax、V5、V10、V20、V30及V40，左肺包括Dmean、Dmax、V5、V10、V20及V30，右肺、右乳及脊髓包括Dmean、Dmax及Dmin。（3）比较两种计划的机器跳数。

1.4 统计学处理 采用SPSS 20.0软件对所得数据进行统计分析，计量资料用（x±s）表示，比较采用t检验；计数资料以率（%）表示，比较采用字2检验。检验水准α=0.05，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两种计划的PTV参数比较 FIF-IMRT计划的Dmax及HI均高于IMRT计划，差异均有统计学意义（P<0.05）；两种计划的Dmean、V95、V100、V105及CI比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1。

2.2 两种计划的心脏剂量分布比较 FIF-IMRT计划心脏V5及V10均低于IMRT计划，差异均有统计学意义（P<0.05）；两种计划的Dmean、Dmax、V20、V30及V40比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表2。

2.3 两种计划的左肺剂量分布比较 FIF-IMRT计划左肺V5及V10均低于IMRT计划，差异均有统计学意义（P<0.05）；两种计划的Dmean、Dmax、V20及V30比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表3。

2.4 两种计划的右肺、右乳及脊髓剂量分布比较 FIF-IMRT计划右乳及脊髓Dmean、Dmax均低于IMRT计划，差异均有统计学意义（P<0.05）；两种计划右乳、脊髓Dmin剂量分布比较，差异均无统计学意义（P>0.05）；两种计划右肺Dmean、Dmax及Dmin剂量分布比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表4。

2.5 两种计划的机器跳数比较 FIF-IMRT计划的机器跳数为（293.38±51.33）MU，低于IMRT计划的（352.89±70.06）MU，差异有统计学意义（P<0.05）。

3 讨论

大量研究已证实对于早期乳腺癌保乳术后给予放疗是必要治疗手段，该方案能显著降低患者术后复发及远处转移的风险[10-11]。由于受人体乳腺外形不规则性的影响，不同乳腺部位的源皮距之间存在较大差异，因此在接受传统放疗治疗时，易导致靶区剂量不均匀分布，从而诱发皮肤、肺及心脏等部位的损伤[12]。大分割模式下调强放疗则在冷点及热点的剂量限制方面优势较大，能显著改善放疗治疗时的剂量适形性及均匀性，并在一定程度上减少局部正常组织的照射剂量[13-14]。随着乳腺癌保乳术患者生存期的不断延长，长期接受化疗易增加缺血性心脏病等疾病的发生率，因此在大分割模式下，选择合适的放疗计划提高靶区照射剂量以满足临床治疗，同时减少对正常组织及器官的照射副反应对于乳腺癌患者意义重大[15]。

本研究通过对比FIF-IMRT、IMRT两种治疗计划的剂量学参数差异，结果显示FIF-IMRT计划的Dmax及HI均高于IMRT计划，差异均有统计学意义（P<0.05），两种计划的Dmean、V95、V100、V105及CI比较，差异均无统计学意义（P>0.05），提示FIF-IMRT、IMRT两种治疗计划均能满足临床治疗，其中FIF-IMRT计划的均匀性略差，这与章倩等[16]研究结果具有一致性。本研究中制定的FIF-IMRT计划首先是对照射野进行规定，在此基础上利用治疗系统对射野进行权重分配并调节剂量，同时增加了子野数量并对机架角进行了适当调整，更大程度减少对患者正常组织及器官局部照射剂量的叠加，提高了均匀性。而IMRT计划则是先对靶区剂量及周围组织器官的耐受剂量进行评估，采用逆向算法得到相关参数，因此均匀性更高。吕仁明[17]研究也证实IMRT技术对于治疗保乳术后患者的靶区均匀性更高。

对于左侧乳腺癌保乳术患者，当接受放疗时靶区涉及心脏、双肺等器官，易引起相关不良反应。既往文献[18]研究表明，随着心脏照射剂量的增加，冠状动脉不良事件的发生风险显著增加。另外放疗时低剂量照射范围与放射性肺炎的发生率密切相关[19]。相关文献[20]报道，与传统放疗方案相比，FIF-IMRT与IMRT治疗保乳术后患者在保护OAR等方面优势较大。但目前对于FIF-IMRT与IMRT的选择还存在较大争议。本研究结果显示，FIF-IMRT计划心脏及左肺V5、V10均低于IMRT计划，差异均有统计学意义（P<0.05），与此同时FIF-IMRT计划右乳及脊髓Dmean、Dmax均低于IMRT计划，差异均有统计学意义（P<0.05），两种计划右肺Dmean、Dmax及Dmin剂量分布比较，差异均无统计学意义（P>0.05），提示与IMRT技术相比，FIF-IMRT技术在降低左侧乳腺癌保乳术患者心脏及左肺低剂量照射区体积的优势较大，且对右乳及脊髓的保护作用更显著。这与周芳等[21]研究结果一致，与熊耀祖等[22]研究结果存在差异，可能是因为本研究中FIF-IMRT技术子野数量较少，降低了心脏与左肺区域的低剂量区体积，因此IMRT计划在应用时应注意子野的分布，平衡靶区均匀性与正常组织照射情况。此外本研究结果还显示，FIF-IMRT计划的机器跳数低于IMRT计划，差异有统计学意义（P<0.05），提示FIF-IMRT计划能显著减少机器的损耗。主要原因在于IMRT计划子野数多，使得机器跳数随之增加，并增加了患者体位移动及射线漏照的发生率，从而加重机器损耗。本研究已证实FIF-IMRT计划在剂量学参数方面的优势，但后续有待进一步对其临床疗效及不良反应发生率的影响进行探究。

綜上所述，在左侧乳腺癌保乳术后大分割调强治疗中，与IMRT技术相比，FIF-IMRT均匀性略差，但在降低心脏及左肺低剂量照射区体积的优势较大，同时对右乳及脊髓的保护作用更显著，且机器损耗小。

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（收稿日期：2023-03-29） （本文编辑：张爽）