阮長利，宋啟斌，胡欽勇，付敬國，張鈞

武漢大學(xué)人民醫(yī)院 腫瘤中心，湖北武漢 430060

乳腺癌根治術(shù)后適形和調(diào)強混合放療計劃與單純調(diào)強放療計劃的劑量學(xué)比較

阮長利，宋啟斌，胡欽勇，付敬國，張鈞

武漢大學(xué)人民醫(yī)院 腫瘤中心，湖北武漢 430060

目的 比較乳腺癌根治術(shù)后適形（3-Dimensional Conformal Radiation Therapy，3D-CRT）和調(diào)強（Intensity Modulated Radiotherapy，IMRT）混合放療與單純IMRT的劑量學(xué)分布，為乳腺癌根治術(shù)后放療方法的選擇和應(yīng)用提供依據(jù)。方法 選取20例左乳腺癌根治術(shù)后患者，針對每個患者分別設(shè)計CRT和IMRT混合放療計劃與單純IMRT計劃，處方劑量均為50 Gy/25 次，比較兩種計劃的靶區(qū)和危及器官的劑量學(xué)差異。結(jié)果 兩種計劃中95%等劑量曲線包繞計劃靶區(qū)的體積相似，分別為（99.18±0.32）%和（99.43±0.47）%，無顯著差異（P＞0.05）；混合計劃計劃靶區(qū)的V105%、V110%值分 別與單純IMRT計劃的對應(yīng)值接近（P＞0.05）；混合計劃的劑量適形度指數(shù)（Conformity Index，CI）、劑量均勻性指數(shù)（Homogeneity Index，HI）均優(yōu)于單純IMRT計劃（P＜0.05）。與單純IMRT計劃相比，混合計劃患側(cè)肺V30、V20、V5分別降低了2.68%、3.25%和27.38%，同時肺平均劑量（Mean Lung Dose，MLD）由10.21 Gy下降至8.35 Gy(P＜0.05)；混合放療計劃心臟V30、V40和V50分別降低了3.18%、2.27%和1.52%（P＜0.05）。結(jié)論 與單純IMRT計劃相比，CRT和IMRT混合放療計劃在劑量分布及適形度方面效果更好，且降低了肺、心臟等重要器官的照射劑量，具有更好的應(yīng)用效果。

乳腺癌；適形放射治療；調(diào)強放射治療；適形度指數(shù)；均勻性指數(shù)

引言

乳腺癌是當今社會婦女的高發(fā)惡性腫瘤，近年來女性乳腺癌發(fā)病率 明顯增加，嚴重危害女性健康[1]。目前在我國乳腺癌根治術(shù)仍然是乳腺癌的主要手術(shù)方式之一，乳腺癌根治術(shù)后的放療能明顯降低復(fù)發(fā)率，提高患者生存年限，這種綜合治療方法無論在長期生存率方面還是局控率方面，都取得相當不錯的效果[2]。三維適形放療（3-Dimensional Conformal Radiother apy，3D-CRT）、調(diào)強放療（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT）等新技術(shù)具有較高的腫瘤控制概率等優(yōu)點，因此逐漸取代了原始的常規(guī)兩野切線野照射。但采用這些新的放療技術(shù)的同時，放射性肺損傷也呈現(xiàn)了新的劑量體積特點[3]。

本研究對本院行改良根治術(shù)后，采取二切線對穿CRT和三野IMRT混合治療計劃與單純五野IMRT對腫瘤靶區(qū)、肺、心臟等重要器官劑量分布情況進行研究分析，探討與放射性肺損傷相關(guān)的劑量學(xué)因素，為乳腺癌根治術(shù)后的放療提供新的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 資料

選取2013年6月～2014年9月我院腫瘤中心收治的女性患者20例，年齡25～57歲，中位年齡41歲，臨床分期大于T3或轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)超過4個。

1.2 方法

1.2.1 定位方法

患者仰臥于真空墊固定板上，上肢抓住固定柱，頭上揚，稍偏腱側(cè)正臥。采用GE大孔徑16排放療專用CT定位機進行CT掃描，囑患者平靜呼吸，掃描范圍上至下頜骨，下至橫膈下緣2 cm，掃描層厚為5 mm。掃描后將圖像傳至瓦里安Eclipse三維治療計劃系統(tǒng)。

1.2.2 靶區(qū)勾畫

臨床靶區(qū)（Clinical Tumor Volume，CTV）定義為：前界到體表，后界為肋骨前緣，內(nèi)界為胸骨旁，外界為腋中線，上界為環(huán)甲膜，下界為乳房溝下1～2 cm。計劃靶區(qū)（Plan Tumor Volume，PTV）:CTV外放得到，頭腳、左右（胸骨、腋窩）方向外各放0.6 cm，胸壁內(nèi)側(cè)（向肺方向）外放0.5 cm（但不包括肺），皮膚方向外放至體表，為了增加體表劑量做計劃之前在PTV相應(yīng)的體表處加1 cm補償膜。危及器官（Organs At Risks，OARs）:雙肺、心臟、脊髓、輪廓。

1.2.3 計劃設(shè)計

（1）IMRT與CRT混合放療技術(shù)。3D-CRT計劃采用切線野加楔形板照射技術(shù)，放療等中心放于鎖骨附近，鎖骨以下靶區(qū)用兩切線野適形對穿野照射（鎖骨以上靶區(qū)不包在內(nèi)）。調(diào)整內(nèi)、外切線野入射角度，使PTV在射野方向觀上投射最小，PTV外界在乳頭外放1.5 cm，其他方向在相應(yīng)靶區(qū)外擴0.8 cm，為使射野中心層面的劑量分布盡量均勻，添加適當?shù)男ㄐ伟?。三野IMRT計劃放療等中心跟兩切線野等中心相同，根據(jù)瓦里安Eclipse基于兩個切線野計劃劑量基礎(chǔ)上對整個靶區(qū)PTV和正常組織劑量體積限制條件進行逆向調(diào)強優(yōu)化，設(shè)定野內(nèi)最大劑量＜105%處方劑量，計劃靶區(qū)100%體積接受的劑量不小于95%處方劑量；患側(cè)肺V20＜25%，雙肺V5＜50%，雙肺V20＜20%，雙肺V30＜15%，肺平均劑量＜15 Gy；心臟V40＜30%。處方劑量為:總劑量50 Gy/25 次，1 次/d，5 次/周。

（2）單純IMRT計劃。采用動態(tài)IMRT技術(shù)，總共設(shè)置五野:兩個照射野設(shè)置與常規(guī)內(nèi)、外切線野大致相同，與內(nèi)、外切線野間隔相同角度再設(shè)置三個照射野；設(shè)定野內(nèi)最大劑量＜105%處方劑量，計劃靶區(qū)100%體積接受的劑量不小于95%處方劑量；患側(cè)肺V20＜30%，雙肺V5＜70%，雙肺V20＜20%，雙肺V30＜15%，肺平均劑量＜15 Gy；心臟V40＜30%。處方劑量為：總劑量50 Gy/25 次，1 次/d，5 次/周。

1.2.4 評價指標

比較兩種計劃的PTV、OARs劑量體積直方圖（Dose Volume Histogram，DVH）等物理劑量參數(shù)的差別。

（1）PTV的體積參數(shù)：95%、105%和110%的處方劑量等劑量曲線包繞PTV的體積百分數(shù)。

（2）PTV劑量適形度指數(shù)（Conformity Index，CI）[4]

其中，VT,ref為參考等劑量線（95%）所覆蓋的所有PTV體積；VT為PTV體積；Vref為參考等劑量線（95%）所包圍的所有體積。CI值范圍為0～l，CI值越大，表示適形度越好。

（3）PTV劑量均勻性指數(shù)（Homogeneity Index，HI）[5]

HI值越低(即越接近1)，表示靶區(qū)劑量均勻性越好。

（4）OARs受量：患側(cè)肺接受30、20、5 Gy的體積V30、V20、V5和肺平均劑量（Mean Lung Dose，MLD）；乳腺癌患者心臟接受50、40、30 Gy的體積V50、V40、V30。

1.2.5 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 兩組計劃靶區(qū)劑量學(xué)比較

兩組計劃靶區(qū)V95%、V105%、V110%的比較，見表1。兩組計劃中95%等劑量曲線均能很好的覆蓋PTV（P＞0.05），IMRT和CRT混合放療計劃的V105%、V110%的平均值分別為14.55%和3.63%，與單純IMRT計劃的12.01%和2.08%相當(P＞0.05)，這說明IMRT和CRT混合放療與單純IMRT放療計劃的PTV體積參數(shù)無顯著差異。

表1 兩組放療計劃靶區(qū)V95%、V105%、V110%的比較[(±s)，%]

表1 兩組放療計劃靶區(qū)V95%、V105%、V110%的比較[(±s)，%]

參數(shù) IMRT和CRT混合 單純IMRT P V95% 99.18±0.32 99.43±0.47 0.055 V105% 14.55±4.21 12.01±3.82 0.052 V110% 3.63±3.16 2.08±1.62 0.061

兩組放療計劃靶區(qū)CI與HI比較，見表2。兩組計劃的，劑量分布都很均勻，無明顯冷點和熱點。其中，IMRT和CRT混合放療的CI與HI指數(shù)優(yōu)于單純IMRT放療（P＜0.05）。

表2 兩組放療計劃靶區(qū)CI與HI的比較 (±s)

表2 兩組放療計劃靶區(qū)CI與HI的比較 (±s)

參數(shù) IMRT和CRT混合 單純IMRT P CI 0.72±0.05 0.66±0.02 0.0003 HI 1.05±0.04 1.13±0.07 0.005

2.2 OARs劑量學(xué)比較

兩組放療計劃肺部受照體積比較，見表3。其中，CRT和IMRT混合放療計劃中患側(cè)肺V30、V20、V5較單純IMRT計劃都有所降低（P＜0.05)。

表3 兩組放療計劃肺部受照體積的比較 [(±s)，%]

表3 兩組放療計劃肺部受照體積的比較 [(±s)，%]

參數(shù) CRT和IMRT混合 單純IMRT P V30 11.22±3.68 13.90±2.53 0.004 V20 15.44±4.13 18.69±3.29 0.002 V5 45.29±3.41 72.67±5.26 0.000

兩組放療計劃心臟受照體積比較，見表4。患者CRT和IMRT混合計劃的心臟V50、V40、V30分別明顯低于單純IMRT計劃（P＜0.05)。

表4 兩組放療計劃心臟受照體積比較 [(±s)，%]

表4 兩組放療計劃心臟受照體積比較 [(±s)，%]

參數(shù) CRT和IMRT混合 單純IMRT P V30 10.56±1.21 13.74±4.17 0.005 V40 3.05±1.59 5.32±3.03 0.003 V50 1.68±0.93 3.20±1.79 0.000

以上結(jié)果說明，相比單純IMRT計劃，CRT和IMRT混合計劃能很好的降低OARs的受照射劑量,在治療的同時更好的保護心、肺等周圍正常組織。

3 討論

乳腺癌根治術(shù)后再放療已成為乳腺癌患者的主要治療手段，由于患者局控率較好，長期生存率較高，因此治療后遠期并發(fā)癥的發(fā)生直接影響患者的生存質(zhì)量，術(shù)后放療技術(shù)的改進也日益受到人們的關(guān)注[6-7]。

本文通過對比分析20例左乳腺癌根治術(shù)后患者CRT和IMRT混合放療計劃與單純IMRT放療計劃的V95%、V105%、V110%，劑量學(xué)無明顯差異，證實CRT和IMRT混合放療計劃在乳腺癌根治術(shù)后放療中具有與單純IMRT放療同樣的治療優(yōu)勢。此外，本研究中CRT和IMRT混合放療計劃的CI及HI指數(shù)均優(yōu)于單純IMRT放療，說明CRT和IMRT混合放療計劃的劑量分布及適形度更好。

單純IMRT放療不可避免的將一定體積的心臟和肺組織包含入照射野，心、肺受到照射的劑量越高，體積越大，放射性肺炎發(fā)生的程度就越重，心肌損傷也越明顯[8]。CRT和IMRT混合放療計劃主要通過兩個幾乎對穿的適形照射野照射鎖骨以下區(qū)域，再在兩野對穿照射劑量的基礎(chǔ)上對鎖骨以上區(qū)域?qū)嵭腥罢{(diào)強，同時還對鎖骨以下區(qū)域劑量不足的地方進行射線強度微調(diào)，這種放療方法可提高乳腺靶區(qū)內(nèi)的劑量，對心臟和肺組織進行遮擋，減少心、肺組織接受到的照射[9]。本研究結(jié)果顯示,與單純IMRT放療計劃相比，CRT和IMRT混合放療計劃的肺V30、V20、和V5分別降低了2.68%、3.25%和27.38%，同時MLD降低了1.86 Gy（P＜0.05）；患者心臟V30、V40和V50分別降低了3.18%、2.27%和1.52%（P＜0.05）。這表明CRT和IMRT混合放療能更好地保護肺、心臟等周圍正常組織。

4 總結(jié)

本研究對比了乳腺癌根治術(shù)后CRT和IMRT混合放療計劃與單純IMRT放療計劃的劑量學(xué)差異，證明了混合放療計劃在靶區(qū)劑量分布以及保護重要器官上的劑量學(xué)優(yōu)勢。理論上，應(yīng)用CRT和IMRT混合放療可使乳腺癌根治術(shù)患者得到更好的治療，但仍需要大規(guī)模的臨床觀察以進行驗證。

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Dosimetry Comparison of IMRT with 3D-CRT and Simple IMRT for Breast Cancer after Rad ical Surgery

RUAN Chan g-li, SONG Qi-bin, HU Qin-yong, FU Jing-guo, ZAHNG Jun
Oncology Centre, Renmin Hospital of Wuhan University, Wuhan Hubei 430060, China

Objective To compare the dosimetric distribution of Intensity Modulated Radiotherapy (IMRT) together with 3-Dimensional Conformal Radiation Therapy (3D-CRT) and simple IMRT for breast cancer after radical surgery in order to provide the basis for breast cancer radio therapy. Metho d s Altogether 20 breast can cer patients were collected. F or each patient, the combination of IMRT and CRT as well as simple IMRT were designed with the prescription dose of 50 Gy /25 times so as to compare the dosimetric differences in Planning Target Volume (PTV) and Organs at Risk (OAR) of two plans. Results The PTV V95%of two plans were similar [(99.18±0.32)% and (99.43±0.47)% respectively] without statistically significant difference (P＞0.05); V105%and V110%of IMRT together with 3D-CRT and simple IMRT were similar without statistically significant difference (P＞0.05). Conformity Index (CI) and Homogeneity Index (HI) of combined plans were superior than those of simple IMRT, (P＜0.05). In contrast with simple IMRT, ipsilateral lung V30, V20, V5of combined plans were reduced by 2.68%, 3.25% and 27.38% respectively (P＜0.05); cardiac V30, V40and V50were reduced by 3.18%, 2.27% and 1.52% respectively (P＜0.05).Conclusion Compared with simple IMRT, combination of IMRT and 3D-CRT achieved better effects in dose distribution and CI and reduced the irradiation dose of lung, heart and other vital organs, which showed better application effects.

breast cancer; conformal radiotherapy; intensity modulated radiation therapy; conformal index; evenness index

R737.9；TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.11.033

1674-1633(2016)11-0116-03

2015-05-21

2015-05-30

宋啟斌，主任醫(yī)師，主要研究方向為腫瘤放療。

通訊作者郵箱：qibinsong@yahoo.cn