劉旭紅，夏耀雄，陳曉，丁祥，趙永軍

650118 昆明，云南省腫瘤醫(yī)院/昆明醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院/云南省癌癥中心 放療中心

早期乳腺癌保乳術后行全乳腺放射治療與乳腺癌根治術可取得相同的無病生存率[1-5]。保乳術聯(lián)合術后放療已經(jīng)成為治療早期乳腺癌的有效方法[6-10]。許多臨床研究顯示，容積旋轉調強放射治療(volumetric modulated arc therapy，VMAT)技術能改善靶區(qū)適形度及均勻性，同時減少靶區(qū)周圍危及器官(organs at risk,OAR)受照劑量[11-12]。早期雙側乳腺癌同期保乳術后放療是乳腺癌放療中較為特殊的病例，具有巨大的C型靶體、靶體的形狀和體積變化很大，且覆蓋范圍廣，目標外側靠近皮膚，內(nèi)側靠近肺、心和肝臟，及易造成周圍正常組織在放療中受照劑量增加，因而放療計劃的設計難度系數(shù)高。目前雙側乳腺癌同期保乳術后多射野中心與單射野中心的對比研究國內(nèi)很少有文獻報道。本研究針對雙側乳腺癌的多腫瘤靶區(qū)特性，采用VMAT技術分別設計單射野中心與雙射野中心兩種放療計劃方案，比較計劃靶區(qū)( planning target volume，PTV)劑量分布、適形性指數(shù)(conformaity index,CI)、均勻性指數(shù)(homogeneity index,HI)、OAR的劑量分布、計劃設計難度和機器跳數(shù)等，分析兩種計劃方案在雙側乳腺癌保乳術后聯(lián)合全乳腺放療中的優(yōu)劣，為臨床應用的可行性和效率性提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

隨機選取2017年1月1日至2020年6月30日云南省腫瘤醫(yī)院接受雙側乳腺癌保乳術后聯(lián)合全乳腺放療的患者8例，女性，年齡33～65歲，中位年齡49歲。用Monaco計劃系統(tǒng)為每例患者分別設計單射野中心與雙射野中心兩種放療計劃方案。靶區(qū)輪廓，OAR及其他正常組織由同一組醫(yī)生勾畫完成。

1.2 方法

1.2.1 體位固定和CT掃描 8例患者均取仰臥位，采用碳纖維乳腺托架及熱塑體模固定，在定位激光標記線交叉處放置金屬標記點用于治療時的體位重復，手術瘢痕及乳腺組織用金屬線標識。采用西門子大孔徑CT機(Siemens Sensation Open，孔徑82 cm)進行定位掃描，層厚3 mm，范圍從下頜骨下緣到橫隔下緣5 cm。

1.2.2 靶區(qū)和OAR的勾畫 將掃描圖像經(jīng)網(wǎng)絡傳輸至Monaco醫(yī)生工作站，放療專業(yè)醫(yī)師依據(jù)國際輻射單位和測量委員會第50、62號報告，參考腫瘤放射治療組指南，由同一組醫(yī)生確定雙側乳腺臨床靶區(qū)(clinical target volume，CTV)，PTV及OAR輪廓。CTV包括皮下3 mm乳腺腺體及腺體下胸壁。PTV由CTV外放形成，左側為PTVL、右側為PTVR。胸壁內(nèi)側向肺方向外放5 mm，頭腳方向、乳腺外側向腋窩方向、內(nèi)側向胸骨方向各外放8 mm，皮膚方向不外放。同時勾畫OAR包括脊髓、心臟、肝臟及肺組織。

1.2.3 處方劑量和計劃要求 雙側乳腺處方劑量PTV(PTV=PTVL+PTVR)給予50 Gy/25 F的常規(guī)分割模式，每周5次，每次2 Gy的照射劑量，同時要求100 %的處方劑量覆蓋95%的靶區(qū)體積。OAR限量要求脊髓Dmax≤ 10 Gy；心臟V30≤5%，Dmean≤8 Gy；肝臟V20≤10%；單肺或雙肺V5≤65%，V20≤30%，Dmean<14 Gy；肝臟V20≤10%，Dmean<10 Gy。所有計劃由另外同一名物理師審核通過。

1.2.4 計劃設計 將入組的8例患者數(shù)據(jù)由醫(yī)生工作站傳至Monaco計劃系統(tǒng)。分別為每例患者設計兩組計劃，每組計劃均基于醫(yī)科達直線加速器(Elekta VersaHD，Sweden)設計。采用VMAT技術，雙射野中心組計劃設計需根據(jù)雙側靶區(qū)位置、形狀、輪廓定義兩個射野中心點，雙中心點設置是以雙側乳腺靶區(qū)(PTVL和PTVR)的幾何中心為各自初始點，然后將各自初始點分別移動到雙靶區(qū)與肺組織交界處，形成雙弧雙中心(ISOL和ISOR)，并注意兩個弧之間的銜接。單中心點是設置于雙中心點連線的中點(圖1)。

單射野中心射野分布依據(jù)雙側靶區(qū)范圍機架(Gantry)的起、止位置間的夾角為230°，雙射野中心射野分布依據(jù)雙側靶區(qū)形狀曲度設置Gantry的起、止位置間的夾角在220°～230°之間。射線能量為6MV X射線，弧的最大控制點設置為160個，算法運用蒙特卡羅統(tǒng)計模擬法，該算法被公認是所有劑量計算方法中最精確的計算方法[13]。最小子野寬度為0.6 cm，劑量計算網(wǎng)格選擇0.3 cm，通量平滑為medium，統(tǒng)計不確定性為1%。將95 %的 PTV(包括PTVL和PTVR)接受50Gy的處方劑量且OAR達到臨床要求設置為預定的優(yōu)化目標。優(yōu)化時采用分步優(yōu)化方式，優(yōu)化過程中反復查看斷層劑量分布曲線圖和劑量體積直方圖(dose-volume histogam，DVH)，反復優(yōu)化、反復調整直到第一步優(yōu)化能較好地滿足了優(yōu)化目標，再進入第二步的運算。

計劃完成后，需要特別標注兩個射野中心點的坐標及名稱，提醒技師擺位需要查看并核對兩個中心，不能弄反，并經(jīng)過圖像配準驗證無誤方可執(zhí)行治療，治療時導入計劃也必須仔細核對計劃各項參數(shù)，必須嚴格執(zhí)行整個放療流程的質量保證和質量控制，確保從計劃到治療準確無誤。

1.2.5 評價指標及計劃評估 優(yōu)化完成后，根據(jù)放療計劃的靶區(qū)及OAR的劑量體積統(tǒng)計表、斷層劑量分布曲線圖和DVH對兩組計劃進行評估比較。評價指標如下：1)靶區(qū)評價指標：雙側靶區(qū)PTV(包括PTVL和PTVR)的D98(覆蓋98%PTV體積的劑量，表示靶區(qū)的最小劑量)、D95(覆蓋95%PTV體積的劑量，表示靶區(qū)的覆蓋率)、D2(覆蓋2%PTV體積的劑量，表示靶區(qū)的最大劑量)、D50(覆蓋50%PTV體積的劑量，表示靶區(qū)的中位劑量)、Dmax(靶區(qū)實際的最大劑量)和Dmean(靶區(qū)的平均劑量)；CI[(CI=(Vt,ref/Vt)×(Vt,ref/Vref)，式中：Vt,ref表示參考等劑量線面所包繞的靶體積、Vt表示靶體積、Vref表示參考等劑量線面所包繞的所有區(qū)域的體積，CI值小于1且越接近1適形度越好]；HI[HI=(D2/D50)-(D98/D50)，HI越小劑量分布越均勻];2)OAR評價指標：脊髓Dmax、左肺、右肺、全肺、心臟和肝臟的V5、V10、V20、V30及Dmean; 3)計劃設計時間和MU。

1.3 統(tǒng)計學方法

試驗數(shù)據(jù)選用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行分析。數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準差表示，對兩組計劃方案得到的數(shù)據(jù)正態(tài)性分布采用Shapiro-Wilk檢驗，對符合正態(tài)分布的兩兩比較采用配對t檢驗，不符合正態(tài)分布的兩兩比較采用非參數(shù)配對Wilcoxon符號秩檢驗，檢驗水準α=0.05(雙側)。P< 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 雙側腫瘤靶區(qū)劑量結果分析

8例患者兩種放療計劃的劑量分布及計劃參數(shù)都能達到處分劑量要求。兩組計劃PTV的D95和Dmean差別不大，雙射野中心組CI劣于單射野中心組，但差異沒有統(tǒng)計學意義(P>0.05)。雙射野中心組PTV的D98、D50、D2、Dmax和HI均優(yōu)于單射野中心組[D98：(48.68±0.18) Gyvs(47.89±0.20) Gy，P=0.012；D50：(52.31±0.41)Gyvs(53.26±0.43)Gy，P=0.001；D2：(54.44±0.56)Gyvs(56.13±0.79)Gy，P=0.003；Dmax：(56.39±0.63)Gyvs(58.21±0.89)Gy，P=0.011;HI:0.12±0.02vs0.14±0.56 ,P=0.025]，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)表明雙射野中心計劃劑量分布更均勻。具體參數(shù)指標如表1所示，同一病例橫斷面和冠狀面劑量分布如圖2所示。

2.2 OAR劑量結果分析

雙射野中心組的脊髓的最大劑量Dmax明顯低于單射野中心組,雙射野中心組的左肺、右肺、全肺、心臟和肝臟等危及器官受照體積和平均劑量(V5、V10、V20、V30和Dmean)明顯低于單射野中心組，差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。具體參數(shù)指標如表2所示。

2.3 PTV和OAR平均劑量-體積直方圖的比較

分別將每名患者的兩組PTV和各OAR的參數(shù)從計劃系統(tǒng)導出，分別計算出8名患者PTV和OAR每組計劃參數(shù)的平均值，輸入OriginPro8繪圖軟件，分別得到兩組計劃的PTV和OAR的劑量-體積直方圖，如圖3所示。圖中也可以看出雙射野中心組能明顯降低脊髓、心臟、肺和肝臟等OAR的受照體積和劑量，雙射野中心均勻性更好。

2.4 計劃設計時間和機器跳數(shù)比較

單射野中心組與雙射野中心組計劃設計時間分別是(138.35±13.20)min和(159.41±19.28)min，P<0.05；MU分別是1 381.12±221.23和1 408.62±293.78,P>0.05。單射野中心組計劃設計因為射野中心只有一個，計劃設計難度相對降低，所以計劃設計時間縮短；單射野中心組機器跳數(shù)MU稍低，模擬機位置驗證一次完成，加速器治療時僅需一次擺位就可以完成雙靶區(qū)治療，單射野中心組放療實施效率高一些。

3 討 論

乳腺癌發(fā)病率始終處于女性惡性腫瘤第一位，對女性健康危害極大[14-15]。保乳術后聯(lián)合放療是早期乳腺癌的常規(guī)治療方案，可以使局部復發(fā)率降低50%、死亡率降低16.7%[16]。另外，在保證療效的同時對患者心理、形體影響降到最低[17-18]。雙側乳腺癌極為少見，其發(fā)病率僅占單發(fā)乳腺癌的2%～3%[19]。近年來，隨著醫(yī)學影像技術的發(fā)展，乳腺癌由彩色多普勒超聲、全視野數(shù)字化X射線攝影技術和乳腺磁共振三大檢查手段綜合診斷，雙側乳腺癌查出概率有所提高[20-25]。與單側早期乳腺癌相比，雙側乳腺癌保乳術后放療區(qū)域范圍較廣、體積較大，靶區(qū)緊貼心臟、肝臟和肺組織，要求同時滿足雙側靶區(qū)的處方劑量，會增加OAR的受照體積，導致放療毒副作用增加，而放療引起的肺損傷、心臟毒性和繼發(fā)惡性腫瘤風險率與受照劑量相關[26-28]。因此，在滿足靶區(qū)處方劑量的同時，保護好OAR成為雙側乳腺癌放療計劃設計的難題，極具挑戰(zhàn)性。

Boman等[29]在雙側乳腺癌VMAT的單射野中心點和雙射野中心的研究發(fā)現(xiàn)，雙射野中心VMAT能明顯降低肺的平均劑量和受照體積，結果為全肺V5：54.5%±7.8%，V20：18.5%±2.8%，Dmean：(10.9±1.1)Gy，Boman的雙射野中心全肺的結果與本研究類似。而張磊等[30]在雙側乳腺癌同步放療設計中多射野中心及固定鎢門技術的應用研究中，雙射野中心肝臟V5:32%±16.5%、Dmean:(626.1±160.1)cGy,心臟V20:13.2%±6.1%、Dmean：(814.9±307.5)cGy，脊髓Dmax：(1 410.5±253.510)cGy，均明顯高于本研究，可能與張磊等[30]的研究有50%的病例采用改良根治術有關。

本研究結果顯示，兩組放療計劃均能滿足臨床要求。兩組靶區(qū)PTV的靶區(qū)覆蓋率D95、平均劑量Dmean差別不大，雙射野中心組靶區(qū)適形度CI稍差一些(P>0.05)，但雙射野中心組PTV的其他指標包括D98、D50、D2、Dmax和HI均優(yōu)于單射野中心組(P<0.05)，雙射野中心組靶區(qū)的劑量更均勻，冷熱點少；在OAR保護方面,雙射野中心組能降低脊髓的最大劑量,明顯降低肺、心臟和肝臟等OAR受照體積和平均劑量(P<0.05)，有效降低各器官放射性損傷的發(fā)生概率，在提高生活質量和延長生存期等方面有其深遠的意義和價值。從劑量學上來講，建議雙側乳腺癌保乳術容積旋轉調強放療優(yōu)先考慮雙射野中心技術。雙中心雖部分指標有優(yōu)勢，但是在執(zhí)行過程中對于質控的要求會更多，同時也會影響到技術人員的工作效率，以及患者位置的重復性，而這些都是我們治療患者時必須綜合考慮的。

基于乳腺癌靶區(qū)位置及形狀的特殊性，無論采用何種照射技術，均需以切線方向出束為主，以減少對OAR的輻射。雙射野中心選擇的兩個中心點分別靠左、右兩側靶區(qū)與肺組織的交界處，VMAT射野中包含了接近切線方向的子野，且在切線方向出束劑量所占比重高，對OAR輻射量少；單射野中心位于雙中心連線的中點，需兼顧兩側靶區(qū)，VMAT射野中難以形成接近切線方向的子野，在治療過程中對OAR的輻射量增加。這可能是造成雙側乳腺癌保乳術放療雙射野中心與單射野中心劑量差異的原因。

本研究探討了雙側乳腺癌保乳術后采用單射野中心與雙射野中心VMAT的劑量學差異，可作為雙側乳腺癌不同臨床病例選擇合適放療技術的參考。由于研究病例數(shù)量有限，可能在結果上存在一定的誤差。本研究未考慮與定角切線野相比較的情況，在實際應用過程中，劑量學優(yōu)勢能否轉化為腫瘤控制率的提高有待于進一步的觀察和研究。

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