王秀楠，王 欽，褚尚楠，鄭倩倩，楊 慧，倪文婕

(1.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀壇醫(yī)院放療科 100038；2.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京石景山醫(yī)院放療科 100043)

近年來隨著治療技術(shù)的發(fā)展，乳腺癌根治術(shù)后放療的局部復(fù)發(fā)率已經(jīng)由12%～30%降低至3～7%[1-3]，但仍有部分患者局部復(fù)發(fā)。胸壁是乳腺癌根治術(shù)后最常見的復(fù)發(fā)部位，而胸壁分為三層：皮膚層(皮膚和皮下組織)、胸肌層(胸大肌和胸小肌)及肋骨層(肋骨和肋間肌)，以皮膚層復(fù)發(fā)風(fēng)險最高，因此保證胸壁淺表區(qū)域有足夠放療劑量十分必要?，F(xiàn)有放療技術(shù)采用電子線或者6MV X線照射胸壁靶區(qū)，均需要加填充物以提高淺表劑量，如有乳腺皮膚受侵則皮膚劑量應(yīng)該更高。但填充物使用中存在敷貼問題，孔棟等[4]研究顯示，填充物與皮膚間隙會導(dǎo)致淺表劑量不準確等問題。本文基于Monaco計劃系統(tǒng)提供的表面邊距(Surface margin)功能，分別設(shè)計容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強放療(volumetric modulated arc therapy,VMAT)sm計劃(使用Surface margin功能)和VMAT計劃(不使用Surface margin功能)，比較兩組計劃的劑量學(xué)差異，為臨床提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年10月至2021年3月首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀壇醫(yī)院放療科收治的女性右側(cè)乳腺癌根治術(shù)術(shù)后患者15例，年齡25～68歲，中位年齡53歲。將15例患者術(shù)后CT圖像分別設(shè)計為VMATsm計劃組和VMAT計劃組。

1.2 方法

1.2.1模擬定位

所有患者均采用仰臥位，雙臂上舉置于頭頂，體板+體膜固定。在平靜呼吸狀態(tài)下采用GE discovery大孔徑CT進行掃描，層厚5mm，分辨率為512×512，掃描范圍從頜下至肝底。

1.2.2靶區(qū)、淺表區(qū)域、危及器官勾畫

靶區(qū)勾畫：醫(yī)生使用Monaco 5.11計劃系統(tǒng)進行勾畫；臨床靶區(qū)(clinicat target volume,CTV),包括胸壁及鎖骨上下淋巴引流區(qū);計劃靶區(qū)(planning target volume,PTV),在CTV基礎(chǔ)上三維外擴5 mm，收至皮膚下3 mm；PTV0在CTV基礎(chǔ)上三維外擴5 mm，不超出皮膚。淺表區(qū)域Surface為胸壁部分皮下3 mm區(qū)域(即用PTV0-PTV得到)。圖1所示，紅色區(qū)域為PTV,黃色區(qū)域為淺表區(qū)域(Surface)。使用AccuContour 3.1自動勾畫系統(tǒng)進行危及器官勾畫，包括右肺、左肺、健側(cè)乳腺、心臟、甲狀腺、肝臟、脊髓、氣管、食管、臂叢神經(jīng)。

圖1 典型患者橫斷面、冠狀面、矢狀面靶區(qū)分布圖(紅色區(qū)域為PTV,橘黃色區(qū)域為淺表區(qū)域)

1.2.3計劃設(shè)計

Monaco 5.11計劃系統(tǒng)采用蒙特卡洛算法，兩組計劃均選用6MV X射線，射野條件為一個Beam包括兩個半弧，機架角度為逆時針方向(counterclockwise,CCW)60°～180°，準直器角度為0°。構(gòu)建PTV0.5：在PTV0的基礎(chǔ)上向皮膚外擴5 mm(即超出皮膚5 mm)。其中VMATsm計劃組PTV0.5優(yōu)化函數(shù)勾選Surface margin，VMAT計劃組PTV0優(yōu)化函數(shù)不勾選Surface margin。處方劑量50 Gy/25 f，兩組計劃均以處方劑量覆蓋95%PTV(即收至皮膚下3 mm的靶區(qū))體積進行歸一。

Monaco計劃系統(tǒng)Surface margin值為0～10 mm，其功能是將靶區(qū)函數(shù)作用區(qū)域往皮膚方向回縮0～10 mm。本文Surface margin值設(shè)置為3 mm，VMATsm計劃組將靶區(qū)向皮膚外擴5 mm構(gòu)建PTV0.5(即圖2黃色區(qū)域),然后勾選Surface margin，則靶區(qū)函數(shù)作用范圍為圖2所示棕色區(qū)域。

黃色區(qū)域為：PTV0.5；褐色區(qū)域：靶區(qū)勾選Surface margin后函數(shù)作用范圍。

1.2.4劑量參數(shù)

其中，VPTVt為處方劑量覆蓋靶區(qū)的體積，VPTV為靶區(qū)體積，Vt為處方劑量的體積。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS statistics 22.0 統(tǒng)計軟件對兩種計劃的各劑量學(xué)參數(shù)及機器跳數(shù)進行分析。樣本符合正態(tài)分布后進行配對t檢驗，以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 劑量曲線分布和DVH

VMAT與VMATsm計劃的等劑量分布見圖3，VMAT與VMATsm計劃處方劑量分布見圖4，兩組計劃淺表區(qū)域Surface(皮下3 mm)有明顯差異。VMAT與VMATsm計劃的DVH見圖5，兩組計劃危及器官受量無明顯差異，僅淺表區(qū)域Surface(見圖中藍色箭頭)VMATsm計劃明顯高于VMAT計劃。

A、B、C：VMAT計劃組橫斷面、冠狀面、矢狀面；D、E、F：VMATsm計劃組橫斷面、冠狀面、矢狀面。

A：VMAT計劃組；B：VMATsm計劃組。

圖5 VMAT與VMATsm計劃DVH

2.2 兩組計劃靶區(qū)劑量參數(shù)比較

對于PTV0：VMATsm計劃組的CI大于VMAT計劃組(P<0.001)；VMATsm計劃組的HI小于VMAT計劃組(P<0.001)；VMATsm計劃組的V50大于VMAT計劃組(P<0.001)，見表1。

表1 靶區(qū)劑量學(xué)參數(shù)結(jié)果比較

2.3 兩組計劃Surface劑量參數(shù)比較

VMATsm計劃組的V45、V50、D95均大于VMAT計劃組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)，見表2。

表2 淺表區(qū)域劑量學(xué)參數(shù)比較結(jié)果

2.4 兩組計劃危及器官劑量參數(shù)比較

VMATsm計劃組左肺Dmean大于VMAT計劃組(P=0.004)，其他危及器官劑量比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表3。

表3 危及器官劑量學(xué)參數(shù)比較結(jié)果

2.5 機器跳數(shù)比較

使用Surface margin功能后，機器跳數(shù)略有增加。VMAT計劃組機器跳數(shù)為(1 222±130)MU，VMATsm計劃組機器跳數(shù)為(1 295±111)MU，兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-2.21，P=0.045)。

3 討 論

國際癌癥研究機構(gòu)(International Agency for Research on cancer)編制的2018年全球癌癥發(fā)病率和病死率估計值，女性中乳腺癌是發(fā)生率最高和癌癥死亡的主要原因,其發(fā)生率占所有女性癌癥的24.2%，病死率占15%[6]。隨著治療技術(shù)的不斷發(fā)展，放療在乳腺癌的治療中占據(jù)越來越重要的地位，但仍有部分患者局部皮膚復(fù)發(fā)。WANG等[7]對該中心121例乳腺切除術(shù)后合并胸壁復(fù)發(fā)患者分析，復(fù)發(fā)部位位于皮膚層、胸肌層、肋骨層、混合層分別占58.6%(68/116)、9.5%(11/116)、1.7%(2/116)、30.2%(35/116)。LAO等[8]對該中心26例乳腺癌切除術(shù)后局部復(fù)發(fā)病例分析，其中只有1例復(fù)發(fā)于胸肌層，其余25例均復(fù)發(fā)于皮層或者皮下。因此，保證乳腺切除術(shù)后放療皮膚及皮下劑量十分重要。

早期二維技術(shù)放療時，患者采用仰臥加15°背部斜板定位，胸壁可用電子線垂野或6MV X線切線野,胸壁需要加填充物照射20～30 Gy,以提高皮膚表面劑量。如果有乳腺皮膚受侵，應(yīng)提高加填充物照射劑量至40 Gy[9]。但由于乳腺切除患者的胸壁結(jié)構(gòu)有很大的個體差異，對于胸壁特別薄的患者，需要調(diào)整胸壁填充物厚度和劑量比例以更好地保護肺。三維適形與后期采用的一體化調(diào)強適形放射治療(intensity modulated radiation therapy,IMRT)技術(shù)可以使放療計劃個體化，但依然存在照射野銜接處劑量冷熱點，切線野高劑量照射過多正常組織，布野過程復(fù)雜，治療時間長等問題[10-11]。為了保證充足的皮膚劑量，仍需要在治療次數(shù)中的前3/5加填充物。乳腺癌根治術(shù)后的放療靶區(qū)是為沿胸壁分布的不規(guī)則形狀，目前使用的填充物很難做到與皮膚很好地敷貼?？讞澋萚12]在相關(guān)研究中報道，對于1 cm厚的Bolus,空腔面積為2 cm×2 cm時,其厚度小于5 mm,對劑量精度影響在2%左右,空腔厚度進一步增加,計劃系統(tǒng)會過高評估淺表劑量。計劃制訂時，對于治療子野面積較小的空腔,若其厚度大于或等于5 mm應(yīng)適當(dāng)提高空腔下淺表劑量;若空腔面積較治療子野過大或空腔厚度過大,則需重新定位。劉婷婷等[13]通過對比不同空腔大小對乳腺癌根治術(shù)后IMRT劑量影響發(fā)現(xiàn)，空腔大于10 mm計劃與空腔大于5 mm計劃在空腔附近靶區(qū)聚集不等范圍的高劑量區(qū)及近皮膚劑量不足區(qū),且10 mm計劃較5 mm計劃更嚴重。且對于放療患者，每天填充物的位置及空腔位置的變化都會增加劑量的不確定性。

由于光子束建成區(qū)的存在，淺表劑量的提高存在巨大挑戰(zhàn)。LIM-REINDERS等[14]研究發(fā)現(xiàn)，對于3、5、7和9野IMRT計劃，表面劑量大約是處方劑量的一半，且表面劑量大小也取決于患者的個體解剖。SHIAU等[15]通過比較2野適形放療(2F CRT)計劃和4F IMRT發(fā)現(xiàn)，2F CRT計劃在正中和橫向切入?yún)^(qū)域有大約3 mm的劑量累積，表面劑量約為處方劑量的52%；4F IMRT計劃大部分PTV區(qū)域在大于1 mm深度的劑量為處方劑量的94%，平均表面劑量約為處方劑量的65%。

本文中乳腺癌患者均采用體板加體膜進行體位固定，不加組織填充物。采用Monaco計劃系統(tǒng)的提供的Surface margin功能，將函數(shù)的作用范圍覆蓋皮下，計算得到的VMATsm計劃淺表劑量明顯提高。此外，在兩種計劃均滿足臨床要求前提下對處方劑量覆蓋95%靶區(qū)體積進行歸一，兩組計劃的危及器官劑量除對側(cè)肺以外均無統(tǒng)計學(xué)差異,且均能達到同期其他機構(gòu)水平[16-17]。而VMAT計劃、VMATsm計劃左肺Dmean和機器跳數(shù)雖然有統(tǒng)計學(xué)差異，但二者均數(shù)差別很小，在臨床治療中意義不大。本文中Monaco計劃系統(tǒng)采用Monte Carlo算法，VMATsm計劃淺表劑量可以達到處方劑量的90%。曹瑛[18]用膠片外推法、Monte Carlo模擬及不同算法對比不同入射角度時淺表劑量，結(jié)果顯示各種算法會不同程度的高估或者低估皮膚劑量，最大可達到20%。由于設(shè)備限制未能在模體上對計劃的淺表區(qū)域劑量進行驗證，也未能在臨床治療計劃中應(yīng)用來觀察患者的皮膚反應(yīng)和遠期的皮膚復(fù)發(fā)情況。若能在模體或者患者皮膚表面進行劑量驗證，將會為臨床提供更有意義的指導(dǎo)。

綜上所述，在乳腺癌根治術(shù)后放療的旋轉(zhuǎn)調(diào)強計劃中，可以采用Monaco計劃系統(tǒng)的Surface margin功能來提高胸壁區(qū)淺表劑量，且靶區(qū)適形度和均勻性都有提高。除機器跳數(shù)略高及對側(cè)肺Dmean略有增加，其他危及器官劑量均無統(tǒng)計學(xué)差異。