鄧 威 徐細(xì)明 周 靜

乳腺癌是發(fā)生在乳腺腺上皮組織的惡性腫瘤，嚴(yán)重威脅著女性的健康，而放射治療對(duì)于乳腺癌患者無論是術(shù)后根治還是作保乳放射治療都能起到很好的作用，可抑制腫瘤細(xì)胞的生長，提高5年生存率[1]。目前，隨著調(diào)強(qiáng)放射治療(intensity modulated radiation therapy，IMRT)技術(shù)的普及，對(duì)于腫瘤局部控制率的提高，周圍正常組織的保護(hù)相比以往的楔形板三維適形治療更加精準(zhǔn)[2]。本研究旨在比較靜態(tài)調(diào)強(qiáng)中兩種不同的射野方式對(duì)于乳腺癌患者靶區(qū)的控制程度和危及器官(organ at risk，OAR)的損傷程度，從而找到更符合臨床應(yīng)用的射野方式，提高乳腺癌患者的放射治療效果。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

隨機(jī)選取2018年2-6月在黃陂人民醫(yī)院接受放射治療的20例乳腺癌患者，其中10例為左側(cè)乳腺癌、10例為右側(cè)乳腺癌患者，患者均為女性，年齡25～67歲，平均年齡(48±20)歲。

1.2 儀器設(shè)備

采用Lightspeed16排CT(美國GE公司)。

1.3 掃描方法

患者體位為仰臥位，患側(cè)的手抱頭，頭向健側(cè)偏向，使用頭體碳纖維高分子定位板，頭枕為B，下移并固定，在患者的引流管兩端貼上鉛點(diǎn)，患處貼上組織補(bǔ)償膜，使用熱塑模固定。根據(jù)激光燈在患者體表貼上鉛點(diǎn)，并使用Lightspeed16排CT掃描，層厚均為5 mm，掃描范圍鎖骨上到肝下緣。

1.4 靶區(qū)及危及器官勾畫

同一醫(yī)生在醫(yī)生工作站根據(jù)歐洲放射治療和腫瘤學(xué)會(huì)(European Society for Radiotherapy and Oncology，ESTRO)發(fā)布的術(shù)后靶區(qū)勾畫指南，利用Pinnacle9.8計(jì)劃系統(tǒng)(荷蘭Philips公司)在每層CT圖像上勾畫靶區(qū)和OAR，全乳腺定義為臨床靶區(qū)靶體積(clinical target volume，CTV)，OAR主要為肺、脊髓及心臟。

1.5 處方劑量

CTV總劑量為50 Gy/25 f，單次劑量2 Gy，1次/d，5 d/周，所有靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃均要求CTV≤107%處方劑量，最小劑量≥98%處方劑量。OAR脊髓最大劑量(Dsc)＜3300 Gy；接受5 Gy照射的肺體積占肺總體積(V5)＜55%，接受20 Gy照射的肺體積(V20)＜30%，接受30 Gy照射的肺體積(V30)＜20%；接受30 Gy照射的心臟體積(V30)＜25%，接受40 Gy照射的心臟體積(V40)＜15%。

1.6 計(jì)劃制定

所有計(jì)劃均由同一高資歷物理師設(shè)計(jì)，同一物理師利用Pinnacle 9.8計(jì)劃系統(tǒng)分別為每例患者設(shè)計(jì)兩種不同的射野方式的靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃，在同一個(gè)計(jì)劃中制定兩個(gè)方案(trails)，選用6 MV的X射線進(jìn)行照射，采用直接機(jī)器參數(shù)優(yōu)化(direct machine parameter optimization，DMPO)算法。

(1)計(jì)劃方案。①垂直野計(jì)劃：7個(gè)大射野，第1個(gè)射野和最后1個(gè)射野根據(jù)靶區(qū)的方向選擇切線設(shè)置，可上下偏移10°，然后2個(gè)射野各自往內(nèi)15°或者20°為間隔分布2個(gè)射野，最后1個(gè)射野分布于靶區(qū)切線的垂直線上；②均分野計(jì)劃：7個(gè)大射野，第1個(gè)射野和最后1個(gè)射野根據(jù)靶區(qū)的方向選擇切線設(shè)置，可上下偏移10°，與垂直野保持一致，然后中間5個(gè)射野，所有射野角度均分(如圖1所示)。

圖1 兩種射野分布示意圖

(2)劑量計(jì)算。放射治療的劑量計(jì)算通過Pinnacle計(jì)劃系統(tǒng)獲得，使用迭代卷積的方法進(jìn)行劑量計(jì)算，優(yōu)化方式為DMPO，子野數(shù)量上限為29，最小子野跳數(shù)≤5 MU，最小子野面積≥5 cm2。

1.7 計(jì)劃評(píng)估指標(biāo)

(1)在同一個(gè)計(jì)劃中，制定2個(gè)不同射野方式的trials，各計(jì)劃完成后，分別對(duì)靶區(qū)每一層的CTV和OAR的劑量分布和劑量-體積直方圖(dose-volume histogram，DVH)進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)左肺右肺比較V5、V20及V30，對(duì)心臟比較V30和V40，對(duì)脊髓限量＜33 Gy以下并進(jìn)行比較。

(2)比較靶區(qū)平均劑量(Dmean)，接受處方劑量(50 Gy)照射的靶區(qū)體積占靶區(qū)總體積的百分比值(V50)，計(jì)算并比較靶區(qū)覆蓋度(D95：95%的靶體積所受到的劑量)。

(3)比較適形指數(shù)(conformity index，CI)，其計(jì)算為公式1：

式中VTR為參考等劑量線面所包含的靶區(qū)體積；VT為靶區(qū)體積；VR為參考等劑量線曲面所包繞的靶區(qū)體積；CI值范圍是0～1，CI值越大，靶區(qū)適形度越好；HI值范圍是0～1，該值越小，均勻性越好[3-6]。

(4)比較均勻性指數(shù)(homogeneity index，HI) 其計(jì)算為公式2：

式中D2指在DVH圖上2%的靶區(qū)體積對(duì)應(yīng)的劑量，可被認(rèn)為是“最大劑量”；D98指在DVH圖上98%的靶區(qū)體積對(duì)應(yīng)的劑量，可被認(rèn)為是“小劑量”；D50指在DVH圖上50%的靶區(qū)體積對(duì)應(yīng)的劑量；

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 24.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)兩種不同劑量算法結(jié)果的各項(xiàng)評(píng)價(jià)參數(shù)進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 垂直野與均分野方式CTV劑量比較

(1)兩種射野方式都能實(shí)現(xiàn)＞95%的靶區(qū)的處方劑量覆蓋，二者計(jì)劃的CTV劑量分布曲線基本相似，如圖2所示。

圖2 兩種不同射野方式DVH對(duì)比圖

(2)左乳腺癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃中垂直野方式較均分野方式D2減小了約50.41 cGy，平均劑量Dmean減小了約30.26 cGy，D95與D98相對(duì)略高，但相差不大，V50相差不大，以上指標(biāo)均無顯著差異。右乳腺癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃中，垂直野方式D2較均分野方式降低了約38.42 cGy，平均劑量Dmean降低了約14.91 cGy，D95相對(duì)略低且D98相對(duì)略高，但相差不大，V50相差不大，以上指標(biāo)均無顯著差異(見表1)。

(3)在左側(cè)和右側(cè)乳腺癌中，均分野方式的適形度略優(yōu)于垂直野方式，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-2.79，P＜0.05)；均勻性同樣略優(yōu)于垂直野方式，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-5.729，P＜0.05)。此外，所有計(jì)劃中，不論是哪種射野方式，右乳腺癌的D2與Dmean均高于左乳腺癌，但相差不大。二者CTV劑量指標(biāo)對(duì)比見表2。

2.2 垂直野與均分野方式OAR劑量比較

(1)右乳腺癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃中，垂直野方式患側(cè)肺平均劑量Dmean低于均分野方式14.7 cGy，患側(cè)肺V5高于均分野方式1.4%，V20高于均分野方式0.2%，V30高于均分野方式0.2%，但均無顯著差異(t=-4.72，P＞0.05)；健側(cè)肺平均劑量低于均分野方式72.10 cGy，V5低于均分野方式3.4%，二者均有顯著差異(t=1.23，P＜0.05)；心臟平均劑量低于均分野方式126.53 cGy，但無顯著差異(t=-2.53，P＞0.05），V30低于均分野方式3%且有顯著差異(t=0.32，P＜0.05)；脊髓平均劑量低于均分野方式325.94 cGy，且有顯著差異(t=-2.661，P＜0.05)，見表3。

(2)左乳腺癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃中，垂直野方式患側(cè)肺平均劑量Dmean低于均分野方式18.45 cGy，患側(cè)肺V5低于均分野方式1.4%，V20低于均分野方式0.4%，V30低于均分野方式0.8%，但均無顯著差異(t=-4.12，P＞0.05)，見表4。

表1 兩種射野方式CTV劑量指標(biāo)比較

表1 兩種射野方式CTV劑量指標(biāo)比較

注：表中Dmean為平均劑量；D2為占比2%體積的劑量；D95為占比95%體積的劑量；D98為占比98%體積的劑量。

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表2 兩種射野方式評(píng)價(jià)參數(shù)比較

表2 兩種射野方式評(píng)價(jià)參數(shù)比較

注：表中V50為劑量50 Gy以上的體積；CI為適形度；HI為均勻度。

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表3 右乳腺癌兩種射野方式OAR劑量指標(biāo)對(duì)比

表3 右乳腺癌兩種射野方式OAR劑量指標(biāo)對(duì)比

注：表中Dmean為平均劑量；Dmax為最高劑量；V5為5 Gy的劑量體積；V20為20 Gy的劑量體積；V30為30 Gy的劑量體積；V50為50Gy的劑量體積。

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表4 左乳腺癌兩種射野方式OAR劑量指標(biāo)對(duì)比

表4 左乳腺癌兩種射野方式OAR劑量指標(biāo)對(duì)比

注：表中Dmean為平均劑量；Dmax為最高劑量；V5為5 Gy的劑量體積；V20為20 Gy的劑量體積；V30為30 Gy的劑量體積；V50為50Gy的劑量體積。

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(3)健側(cè)肺平均劑量低于均分野方式121.03 cGy，V5低于均分野方式5.6%，二者均有顯著差異(t=-2.09，P＜0.05)；心臟平均劑量高于均分野方式29.12 cGy，V30高于均分野方式2.4%，均無顯著差異(t=-4.01，P＞0.05)；脊髓平均劑量低于均分野方式376.71 cGy，且有顯著差異(t=-2.947，P＜0.05)。

2.3 垂直野與均分野方式機(jī)器跳數(shù)比較

右乳腺癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃中垂直野方式機(jī)器跳數(shù)平均約高于均分野方式17.89 MU；左乳腺癌調(diào)強(qiáng)計(jì)劃中垂直野方式機(jī)器跳數(shù)平均約低于均分野方式15.67 MU，其差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.537，t=-0.513；P＞0.05)，見表5。

表5 兩種射野方式機(jī)器跳數(shù)指標(biāo)對(duì)比(MU，

表5 兩種射野方式機(jī)器跳數(shù)指標(biāo)對(duì)比(MU，

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3 討論

調(diào)強(qiáng)放射治療是乳腺癌放射治療的主要治療方式，能有效提高靶區(qū)的劑量，降低OAR的受量[7]。靶區(qū)為5000cGY/95%的體積，主要評(píng)價(jià)參數(shù)為適形度和均勻度。均分野方式的適形度略優(yōu)于垂直野方式，均勻性同樣略優(yōu)于垂直野方式，均分野方式相較于垂直野的方式在計(jì)劃計(jì)算優(yōu)化過程中，多葉光柵的子野優(yōu)化更有利于實(shí)現(xiàn)降低高劑量區(qū)及熱點(diǎn)，提高低劑量區(qū)及冷點(diǎn)。而垂直野的方式其兩側(cè)布野的范圍較均分野方式狹窄，多葉光柵子野優(yōu)化時(shí)，可調(diào)強(qiáng)的射野角度有一定局限，因此其相同體積劑量也較均分野方式要高。此兩種治療方式，均是在相同治療野數(shù)的條件下比較。魯旭尉等[5]的研究認(rèn)為，乳腺癌三維適形照射技術(shù)優(yōu)于常規(guī)切線照射技術(shù)，調(diào)強(qiáng)照射技術(shù)優(yōu)于三維適形照射技術(shù)，不同的照射野的數(shù)目和方式對(duì)計(jì)劃結(jié)果存在不同的影響。因此在應(yīng)用調(diào)強(qiáng)照射技術(shù)時(shí)，設(shè)置相同的照射野和子野數(shù)，可以排除其因素對(duì)研究結(jié)果帶來的可能影響。

乳腺癌調(diào)強(qiáng)放射治療主要的OAR為：左右肺，心臟及脊髓[8]。放射性肺炎是乳腺癌放射治療中最重要的并發(fā)癥，其發(fā)生概率隨著肺受照劑量與受照體積的增大而快速增大。放射性心臟損傷是另外一個(gè)重要并發(fā)癥[9-10]。從放射生物效應(yīng)來看，心臟中冠狀動(dòng)脈屬于串行器官，心肌屬于并行器官，因此降低平均劑量和最大劑量的照射體積，對(duì)降低晚期放射性心臟損傷的發(fā)生率有重要意義；脊髓屬于串行器官，其受量均低于耐受劑量[11-13]。本研究兩種計(jì)劃設(shè)計(jì)方案均以達(dá)到5000cGY/95%的體積為前提進(jìn)行比較，OAR受量評(píng)價(jià)閾值TD5/5(5年發(fā)生嚴(yán)重并發(fā)癥的概率≤5%)與TD50/5(5年發(fā)生嚴(yán)重并發(fā)癥的概率≤50%)[14]。在患側(cè)的OAR及健側(cè)OAR，垂直射野方式較均分野方式所受照射劑量低。垂直射野是基于經(jīng)典的切線布業(yè)方式加上垂直補(bǔ)量射野改良而來，因?yàn)樵谏湟罢丈鋮^(qū)域內(nèi)，正常的OAR所照射的體積較均分野方式要小，所以在計(jì)劃優(yōu)化設(shè)計(jì)后，其受量減低[15]。但是兩種布野方式在調(diào)強(qiáng)計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)，其垂直射野間的角度差異性不明顯，以及角度分布較密集，以致其對(duì)正常組織的保護(hù)作用差異性不明顯。

4 結(jié)語

本研究通過對(duì)乳腺癌均分野和垂直野兩種布野方式的研究表明，均分野的方式在調(diào)強(qiáng)計(jì)劃優(yōu)化后，其適形度和劑量的均勻性好；垂直布野的方式對(duì)正常的OAR保護(hù)要好。針對(duì)胸壁靶區(qū)較厚的計(jì)劃設(shè)計(jì)，采用均分野的方式調(diào)強(qiáng)計(jì)劃優(yōu)勢(shì)更明顯，垂直布野對(duì)體積較小的靶區(qū)計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)正常組織的保護(hù)有優(yōu)勢(shì)。