不同手术类型对乳腺癌放射治疗精确度的影响

高梦圆 陈新佳 朱鹭超 林勤 陈泽杰

在女性中，乳腺癌是仅次于皮肤癌的第二大常见癌症[1]。目前常用的手术类型包括改良的根治性乳房切除术（根治）、早期保乳手术（保乳）和假体植入手术，每种手术都有不同的预期手术并发症[2]。放射治疗往往作为乳腺癌术后治疗的补充，是乳腺癌治疗必不可少的手段[3]。放射治疗精确治疗的前提是利用体表标记使患者保持良好的体位重复性，尽量使患者治疗体位与定位时的体位保持一致。乳腺癌的固定体位大都是使患者双手上举置于乳腺托架上，然而由于不同手术类型的不同预期手术并发症，患者常常无法完美的重复定位时的体位。如：根治手术常常导致患者手臂或肩膀僵硬，从而使患者手臂位置的重复性变差[4]。保乳手术患者常常因乳房脂肪位置变化，使其体表标记偏离原有的位置，降低放射治疗的精确度；假体植入患者常常因皮肤紧绷无法重复定位时的治疗体位[5]。由此可见，不同的手术类型可能从不同方面影响乳腺癌放射治疗的精确度。随着放射治疗的发展，个性化为患者定制治疗方案越来越重要[6]。本研究从不同的手术类型作为切入点，研究不同手术类型对放射治疗患者治疗精确度的影响并计算其计划靶区（planning target volume，PTV）外扩边界，从而指导临床医生为患者制定个性化治疗方案。

1 资料与方法

1.1 一般资料

1.1.1 设备

研究使用Varian Truebeam SN1402 直线加速器（美国瓦里安医用器材公司）进行锥束计算机断层成像（conebeam computed tomography，CBCT）图像采集和治疗，使用Discovery CT590 RT 放疗定位大孔径CT（美国GE公司）进行模拟定位，使用CVICO 简易乳腺托架和腿垫进行患者固定。

1.1.2 研究对象

随机选取2023 年2—7 月厦门大学附属第一医院37例乳腺癌患者。纳入标准：（1）首次放疗患者。（2）患者精神状态良好，能够自理。排除标准：（1）男性乳腺癌患者。（2）双侧乳腺癌患者。（3）行乳腺癌根治术和乳腺癌扩大根治术患者。共收集乳腺根治患者13 例（根治组），保乳患者11 例（保乳组），假体植入患者13 例（假体植入组）。3 组患者的年龄、身体质量指数（body mass index，BMI）、学历、手术位置进行基线比较，差异无统计学意义（P＞ 0.05），具有可比性，见表1。本研究经厦门大学附属第一医院医学伦理委员会批准。

表1 根治组、保乳组与假体植入组患者基线资料比较

1.2 方法

所有患者取仰卧位，躺在简易乳腺托架上，双手自然放置于托架，使用热塑头模固定头部，使用腿垫固定膝关节。简易乳腺托架固定于加速器三维床的H4 刻度，腿垫的固定位置取决于患者的身高：150 ～165 cm 的患者腿垫选择C 孔，固定于三维床的F4 刻度，＞165 cm患者腿垫选择A 孔，固定于三维床的F5 刻度。根据患者鼻尖、锁骨、肚脐位置确定体中线，并利用激光线在头模，患者胸骨处标记。同时利用激光线根据治疗部位标记出左右两侧的定位线。首次在加速器复位时利用头模和胸骨处的体中线确定患者的体中位置，后利用定位线重复患者体位，根据治疗计划的移床要求初步确定治疗位置，然后行锥形束CT（Cone beam CT，CBCT）扫描，微调后确定实际治疗中心，在患者身上标记出治疗线并保存此时治疗床三维方向上的数值。后续每次治疗前，先利用体中线确定体中位置后利用治疗线确定治疗位置，并以治疗床三维方向上数值作为参考。

1.3 观察指标

CBCT 数据采集：除首次在加速器进行CBCT 复位外每5 天采集1 次CBCT 数据，并由2 名专业的放射治疗师按照相同的配准方法进行图像配准，记录腹背（ventral-dorsal，VRT）、 头脚（cranial-caudal，LNG）、左右（lateral，LAT）3 个方向上的摆位误差。并根据计划靶区（planning target volume，PTV）边界公式M ＝2.5Σ+ 0.7δ计算3 组患者三维方向的PTV 边界[7]。其中为Σ是每位患者摆位误差平均值的标准偏差（standard deviation，SD），δ为作为患者特异性SD 的均方根（root mean square error，RMS）计算的随机误差，最后计算出PTV 外放边界（margin of planning target volume，MPTV）。同时计算3 组不同手术类型患者靶区三维方向的PTV 边界。

1.4 统计学处理

采用SPSS 22.0 统计学软件进行分析。获取的3 组不同手术类型的摆位误差数据以[M（P25，P75）] 表示，并在不同方向上进行方差分析。对3 组摆位误差差异有统计学意义的方向上进行K 个独立样本的非参数检验，采用Bonferroni 法进行事后分析检验水准α＝0.05。

2 结果

2.1 摆位误差分析

3 组不同手术类型患者的摆位误差见表2。3 组VRT 方向数据比较，差异有统计学意义（F＝6.990，P＜ 0.05）；3组LNG，LAT方向数据比较，差异无统计学意义（F＝5.381，3.544，P＞ 0.05）。对3 组数据在VRT 方向上进行K 个独立样本的非参数检验和事后多重比较得出显示，根治组和保乳组在VRT 方向，差异有统计学意义（q＝0.042，P＜0.05），根治组和假体植入组在VRT 方向，差异无统计学意义（q＝0.321，P＞ 0.05），保乳组和假体植入组在VRT 方，差异无统计学意义（q＝0.124，P＞0.05），见表3。

表2 根治组、保乳组与假体植入组不同手术类型患者三维方向上的误差分析[M（P25，P75）]

表3 根治组、保乳组与假体植入组不同手术类型患者在VRT 方向上的多重比較

2.2 PTV 边界计算

计算得出3 组不同手术类型的MPTV 分别为根治组（4.18，6.19，7.52 mm），保乳组（4.71，6.53，8.01 mm），假体植入组（6.17，7.53，6.29 mm），见表4。

表4 根治组、保乳组与假体植入组不同手术类型患者三维方向的PTV 边界（mm）

3 讨论

放射治疗的原理是采用高能射线照射肿瘤靶区以杀死肿瘤细胞，其要求尽可能使靶区受到最大的照射剂量同时减少周围正常器官的受照剂量。为了使靶区得到更加精确的照射，在模拟定位和治疗时，患者需采取相同的体位和固定方法，并利用图像引导放射治疗技术保证患者体位的重复性和靶区照射的精确度。然而在乳腺癌的放射治疗中，患者常常因为不同的手术并发症无法完美地重复固定体位，从而造成靶区脱离照射中心。随着放射治疗的不断发展，个性化为患者制定放疗方案已成为趋势，本研究发现不同手术类型的患者放射治疗精确度在存在统计学差异，可从不同手术类型层面为患者个性化制定放疗方案[8]。

本研究将乳腺癌患者分为3 组的原因如下：（1）乳腺癌根治术和乳腺癌扩大根治术现已较少使用，因此并未纳入研究范围。（2）乳腺癌改良根治术分为2 种术式，一是保留胸大肌，切除胸小肌，二是保留胸大小肌。有研究显示这2 种术式在血管或神经切片、血肿或感染方面没有差异[9]，因此对这2 种术式不加以分组讨论，统称为根治组。

本研究对3 组不同手术类型乳腺癌患者放射治疗精确度进行回顾性分析，得出根治组和保乳组在VRT 方向比较，差异有统计学意义（P＜ 0.05），且根治组的摆位误差中位数为-1.80 mm，四分位数间距为3 mm，保乳组的摆位误差中位数为-0.2 mm，四分位数间距为2 mm。可见根治组的摆位误差较保乳组大，而误差的波动性小于保乳组。分析原因如下：（1）淋巴水肿时乳腺癌手术后最重要的并发症，有研究显示，淋巴水肿患者斜方肌和三角肌疼痛压力阈值、沉重感水平、上肢功能不全显著升高，肩胛骨运动障碍发生率较高[10]。有研究显示，49%行改良根治术患者发生淋巴水肿的并发症[11]。因此可认为根治组的摆位误差较大是由于淋巴水肿引起的症状导致患者手臂无法正常上举，从而无法重复治疗体位。（2）患者切除乳腺后导致身体紧绷，在保持治疗床值时，体表标记（随着肌肉和皮肤紧张而上升）常常位于激光线以上，扫描后往需升床以校正靶区位置，因此根治组VRT 方向的摆位误差中位数为负值。（3）保乳组保留了乳腺的脂肪组织，由于脂肪组织柔软，波动性大，体表标记相对来说并不准确，因此四分位数间距大，但患者基本没有术后并发症[12]，体位重复性较好，所以平均值较小。除此之外，本研究显示假体植入组在三维方向上的摆位误差均小于根治组，可能是由于假体植入组的淋巴水肿发生率明显低于根治组。

乳腺癌放射治疗技术中的计划靶区体积（PTV）边界计算是一个关键步骤，对于确保治疗的准确性和有效性至关重要。乳腺癌放射治疗中，PTV 是由临床医生根据治疗计划系统设定的，它包括了肿瘤靶区和周围可能存在肿瘤细胞的风险区域，对于防止肿瘤复发和保护正常组织至关重要。PTV 边界的计算通常基于患者的个体差异和肿瘤特性。其中包括了肿瘤的位置、大小、形态，以及可能存在的微转移和肿瘤细胞侵袭等因素。通常，乳腺癌PTV设定为CTV（临床靶区）的5 mm。然而，这个范围并非固定不变，需要根据患者的具体情况进行调整。有研究显示，定制和最小化PTV 扩增可显著改善左侧乳腺癌患者改良根治性乳房切除术后调强放疗剂量学测定[12]。本研究的PTV 外扩范围根据Marcel van Herk 研究中提出的边界公式M ＝ 2.5Σ+ 0.7δ 进行计算，得出3 组不同手术类型患者三维方向上PTV 外扩范围分别为根治组（4.18，6.19，7.52 mm），保乳组（4.71，6.53，8.01 mm），假体植入组（6.17，7.53，6.29 mm）。可见由此估算出本中心乳腺癌患者不同手术类型的PTV 外扩边界多数都＞5 mm 的指南要求范围，甚至保乳组左右方向的估算外扩范围达到8 mm，假体植入组的三维方向的外扩范围都＞5 mm。分析其原因如下：（1）患者个体差异：包括患者的体型、器官运动（如呼吸运动）、治疗前的影像等因素，这些因素会影响治疗的精度。（2）本肿瘤中心的随机误差和系统误差。（3）放射治疗技术：不同的放射治疗技术（如立体定向体部放疗、调强放疗等）对PTV 的设定也会产生影响。尽管PTV 边界计算已经得到了广泛的应用，但仍存在一些问题和挑战。例如，过小的PTV 可能导致治疗失败，而过大的PTV 则可能导致正常组织的损伤。此外，由于患者的个体差异和治疗技术的发展，PTV 边界的计算仍需要进一步优化和标准化[13]。

本研究的不足之处如下：（1）患者数量较少，增加患者数量可提高本研究的准确度。（2）由于本中心工作量较大，无法在患者每次治疗前进行CBCT 扫描，因此计算出的PTV边界精准度有待提高，建议各治疗中心在计算其PTV 边界时能增加CBCT 次数，以保证其准确性[14]。（3）PTV 边界计算后仍需物理师进行剂量评价，观察全肺平均放射剂量（mean does，Dmean）、全肺受到5 Gray 或以上的辐射剂量的体积百分比（Volume 5，V5）及全肺受到20 Gray 或以上的辐射剂量的体积百分比（volume 20，V20）是否符合临床要求[15]。

综上所述，不同手术类型对乳腺癌放射治疗精确度影响不同，行改良根治术患者由于术后上肢功能异常造成VRT 方向上的精确度低于保乳组，可根据不同的手术类型个性化制定放疗方案以提高患者的治疗精确度。除此之外，每个肿瘤中心可根据不同的手术类型计算适合自己中心的PTV 外扩范围以给予临床医生建议。此文的研究结果可为《乳腺癌术后放疗靶区勾画和计划设计指南（2022 版）》[16]后期标准制定提供借鉴内容。