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        左乳腺癌保乳術(shù)后瘤床同步加量靜態(tài)調(diào)強放射治療與斷層定野放射治療的劑量學(xué)研究*

        2022-06-26 05:18:52劉夢嵐吉維趙彪文曉博袁美芳楊毅
        關(guān)鍵詞:乳腺癌劑量差異

        劉夢嵐,吉維,趙彪,文曉博,袁美芳,楊毅

        [云南省腫瘤醫(yī)院(昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院)放療科,云南 昆明 650118]

        有研究[1]表明,保乳術(shù)可達到與根治術(shù)同樣的治療效果,與根治術(shù)相比,保乳術(shù)加術(shù)后放療可提高患者的總生存期。目前對于左乳腺癌保乳術(shù)后行放療的常用技術(shù)包括三維適形放射治療(threedimensional conformal radiotherapy,3D-CRT)、靜態(tài)調(diào)強放射治療(static intensity-modulated radiotherapy,sIMRT)、容積調(diào)強放射治療(volumetric modulated arc therapy,VMAT)、斷層定野放射治療(TomoDirect,TD)、斷層螺旋放射治療(TomoHelical,TH)等,各種照射方法各有優(yōu)缺點。盡管sIMRT與TD技術(shù)都是先進的放療技術(shù),都滿足較為滿意的靶區(qū)覆蓋,對正常組織器官也有很好的保護作用,但兩者在乳腺癌保乳術(shù)后放療時仍然有一定的劑量學(xué)差異。本研究對左乳腺癌保乳術(shù)后兩種放療技術(shù)的劑量學(xué)差異進行了系統(tǒng)的比較,為左乳腺癌保乳術(shù)后放療技術(shù)的選擇提供參考依據(jù)。

        1 資料與方法

        1.1 一般資料

        選取2016年5月—2018年5月云南省腫瘤醫(yī)院放療科左乳腺癌保乳術(shù)后瘤床有銀夾標記患者24例作為研究對象。年齡30~69歲,平均45.9歲,各項臨床資料完善。其中,浸潤性癌8例,浸潤性導(dǎo)管癌15例,黏液腺癌1例;T1N0M010例,T1N1M06例,T2N0M07例,TxN0M01例;內(nèi)上象限3例,外上象限18例,內(nèi)下象限2例,外下象限1例。

        1.2 體位固定與CT掃描

        患者取仰臥位,雙上臂置于托架上并用熱塑體膜固定。采用德國西門子大孔徑螺旋CT平掃或增強掃描,掃描層厚0.5 cm,掃描范圍包括頸、胸、上腹部,掃描后CT模擬定位圖像由網(wǎng)絡(luò)傳輸至計劃系統(tǒng)。

        1.3 勾畫靶區(qū)及危及器官

        參考北美放射腫瘤協(xié)作組(Radiation Therapy Oncology Group,RTOG)乳腺癌保乳術(shù)后靶區(qū)及危及器官勾畫標準[2]。靶區(qū)勾畫:腫瘤計劃靶區(qū)(planning gross tumor volume,PGTV)以銀夾為中心向上下、左右和前后外擴1.5 cm,前界不超過皮下0.5 cm,后界不超過肋骨表面。臨床靶區(qū)(clinical target volume,CTV)上界為同側(cè)鎖骨頭下緣水平,下界為乳腺皺褶下2 cm,后界為胸壁與肺的交界處,前界為皮下0.5 cm,內(nèi)側(cè)界為胸骨和肋骨連接處,外側(cè)界為腋中線或腋后線,不包括背闊肌。計劃靶區(qū)(planning target volume,PTV)為CTV外擴0.5 cm。危及器官勾畫:脊髓、左右肺、對側(cè)乳腺、心臟、左右心房及心室。

        1.4 治療計劃

        采用瘤床同步推量技術(shù),用醫(yī)科達Monaco5.11.03治療計劃系統(tǒng)進行sIMRT計劃設(shè)計,用安科銳TomoTherapy治療計劃系統(tǒng)進行TD計劃設(shè)計。6 MV X射線,處方劑量均為PGTV 5 750 cGy/25 f,PTV 5 000 cGy/25 f。sIMRT計劃:以射野等中心點(ISO)為等中心,PTV為目標設(shè)計6個照射野。最小子野面積4 cm2,最小跳數(shù)5 MU,最大子野數(shù)80,最大劑量率600 MU/min,計算網(wǎng)格設(shè)定為3 mm。TD計劃:以PTV為目標設(shè)計6個照射野?;緟?shù)設(shè)置:照射模式為斷層徑照;照射野寬度為2.5 cm;螺距為0.21;調(diào)制因子為4。PGTV劑量要求:D98%≥5 463 cGy、D50%≥5 750 cGy、D2%≤6 037 cGy;PTV劑量要求:D98%≥4 750 cGy、D50%≥5 000 cGy、D2%≤6 037 cGy;危及器官劑量限值:脊髓D2%≤4 500 cGy、心臟V30≤10%、Dmean≤800 cGy;左肺V5≤65%、V20≤30%;右乳Dmean≤500 cGy。

        1.5 計劃評估

        參考國際輻射單位與測量委員會(International Commission on Radiation Units,ICRU)83號報告[3],用D2%、D98%、D50%評估靶區(qū)PGTV和PTV相應(yīng)體積所接受的吸收劑量,用適形指數(shù)(conformity index,CI)和均勻性指數(shù)(homogeneity index,HI)分別評價靶區(qū)PGTV和PTV的適形度和均勻性。CI=(Vtref/Vt)×(Vtref/Vref),其中,Vtref為參考等劑量曲線包繞的靶區(qū)體積,Vt為靶區(qū)體積,Vref為參考等劑量曲線包繞的所有區(qū)域的體積。CI值范圍為0~1,CI值越大,適形度越好。HI=(D2%-D98%)/D50%,D2%為2%靶區(qū)受到的最低劑量,D98%為98%靶區(qū)受到的最低劑量,D50%為50%靶區(qū)受到的最低劑量。HI值越小,表示均勻性越好。左肺的V5、V20及Dmean,心臟的V30和Dmean、右側(cè)乳腺、左右心房和左右心室的Dmean、脊髓的D2%用來評價危及器官的照射體積和劑量。

        1.6 統(tǒng)計學(xué)方法

        數(shù)據(jù)分析采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件。計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示,比較用配對t檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

        2 結(jié)果

        2.1 靶區(qū)劑量學(xué)的比較

        2.1.1 靶區(qū)PGTV劑量學(xué)參數(shù)比較sIMRT和TD均能滿足對左乳腺癌保乳術(shù)后靶區(qū)PGTV的劑量要求。兩種計劃的靶區(qū)PGTV劑量學(xué)參數(shù)D2%、D98%、CI、HI比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。sIMRT的D2%高于TD;D98%低于TD;sIMRT的CI高于TD,即sIMRT的適形度優(yōu)于TD;TD的HI低于sIMRT,即TD的均勻性優(yōu)于sIMRT;IMRT和TD的D50%差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

        表1 靶區(qū)PGTV劑量學(xué)參數(shù)的比較 (±s)

        表1 靶區(qū)PGTV劑量學(xué)參數(shù)的比較 (±s)

        組別sIMRT TD t值P值D2%/cGy 6 003.11±20.58 59 59.83±45.03 3.939 0.001 D98%/cGy 5 722.66±11.15 5 743.85±23.37-4.482 0.000 D50%/cGy 5 878.47±12.84 5 876.57±23.43 0.321 0.751 CI 0.75±0.05 0.61±0.13 6.335 0.000 HI 0.05±0.00 0.04±0.01 4.375 0.000

        2.1.2 靶區(qū)PTV劑量學(xué)參數(shù)比較sIMRT和TD均能實現(xiàn)對左乳腺癌保乳術(shù)后靶區(qū)PTV的劑量要求。兩種計劃的靶區(qū)PTV劑量學(xué)參數(shù)D98%、CI、HI比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),sIMRT的D98%低于TD,sIMRT的CI高于TD(P<0.05),即sIMRT的適形度優(yōu)于TD,TD的HI低于sIMRT(P<0.05),即TD的均勻性優(yōu)于sIMRT,D2%、D50%的組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

        表2 靶區(qū)PTV劑量學(xué)參數(shù)的比較 (±s)

        表2 靶區(qū)PTV劑量學(xué)參數(shù)的比較 (±s)

        組別sIMRT TD t值P值D2%/cGy 5 911.06±42.09 5 904.52±46.06 1.095 0.285 D98%/cGy 4 864.15±48.80 4 911.22±22.60-4.537 0.000 D50%/cGy 5 260.65±50.31 5 287.78±70.09-1.639 0.115 CI 0.82±0.04 0.68±0.05 19.820 0.000 HI 0.20±0.01 0.19±0.01 4.438 0.000

        2.2 危及器官劑量學(xué)參數(shù)的比較

        左肺:sIMRT和TD的V5、V20和Dmean比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),sIMRT較TD降低了左肺的V5、V20和Dmean,其中sIMRT左肺的V5、V20和Dmean較TD分別降低了3.69%、1.26%和7.84%(P<0.05)。對側(cè)乳腺:sIMRT和TD的Dmean比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),TD對側(cè)乳腺的Dmean較sIMRT降低了39.65%(P<0.05)。心臟:sIMRT和TD的V30比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),TD心臟的V30較sIMRT降低了0.91%(P<0.05),而TD心臟的Dmean與sIMRT比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。脊髓:sIMRT和TD的D2%比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),TD較sIMRT降低了脊髓的D2%。心臟亞結(jié)構(gòu):sIMRT和TD在心臟亞結(jié)構(gòu)中的比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),TD左右心房的Dmean低于sIMRT,而TD左右心室的Dmean高于sIMRT。見表3~5。

        表3 左肺劑量學(xué)參數(shù)比較 (±s)

        表3 左肺劑量學(xué)參數(shù)比較 (±s)

        組別sIMRT TD t值P值V5/%45.58±5.41 49.27±7.72-4.123 0.000 V20/%20.79±3.40 22.05±2.21-2.926 0.008 Dmean/cGy 1 182.60±149.17 1 283.21±147.58-9.209 0.000

        表4 對側(cè)乳腺、心臟、脊髓劑量學(xué)參數(shù)比較 (±s)

        表4 對側(cè)乳腺、心臟、脊髓劑量學(xué)參數(shù)比較 (±s)

        組別sIMRT TD t值P值對側(cè)乳腺Dmean/cGy 244.34±97.95 147.46±96.88 7.265 0.000心臟V30/%2.36±1.76 1.45±0.78 3.829 0.001 Dmean/cGy 377.39±115.34 381.79±95.38-0.411 0.685脊髓D2%/cGy 107.85±10.08 47.01±7.16 39.460 0.000

        表5 心臟亞結(jié)構(gòu)Dmean比較 (±s)

        表5 心臟亞結(jié)構(gòu)Dmean比較 (±s)

        組別sIMRT TD t值P值左心房145.15±20.40 81.33±17.51 37.011 0.000左心室534.02±196.15 607.83±170.93-3.074 0.005右心房135.32±21.70 69.13±11.25 19.629 0.000右心室366.37±151.04 420.38±156.91-3.796 0.001

        3 討論

        sIMRT是一種允許腫瘤靶區(qū)劑量增加并對正常組織保護的技術(shù),適用于各種癌癥類型。sIMRT在各處輻射野與靶區(qū)外形一致的條件下,針對靶區(qū)三維形狀和危及器官與靶區(qū)的具體解剖關(guān)系對束強度進行調(diào)節(jié),單個輻射野內(nèi)劑量分布是不均勻的,但是整個靶區(qū)體積內(nèi)劑量分布比常規(guī)放療更均勻[4]。蒙渡等[5]在乳腺癌保乳術(shù)后放療研究中,采用瘤床同步加量技術(shù),靶區(qū)劑量:PTV50 Gy/25 f,PTVboost60 Gy/25 f,評估放療的劑量分布、不良反應(yīng)及療效。結(jié)果顯示IMRT技術(shù)具有良好的CI、HI,且危及器官(如心臟、肺等)均得到了良好的保護。

        TD是使用固定的機架以不連續(xù)的角度傳遞輻射。它通過1~12個固定治療角度,結(jié)合二元氣動多葉光柵(multi-leaf collimator,MLC)對射線進行快速調(diào)制以及通過治療床的移動來產(chǎn)生高度適形的劑量分布[6]。LEE等[7]研究中,使用瘤床同步加量TD技術(shù),評估TD技術(shù)對乳腺癌保乳手術(shù)后患者放療的可行性和毒性。結(jié)果顯示,使用TD技術(shù)放療顯示出可接受的毒性,最常見的毒性反應(yīng)是皮炎,在乳房照射期間,155例患者中有41例(26.5%)和6例(3.9%)發(fā)生了2級和3級皮炎,2例患者發(fā)生手臂淋巴水腫,乳房照射后1個月,2例患者患有2級肺炎;并且在靶標覆蓋范圍和危及器官保護方面均達到了最佳結(jié)果。

        CHUNG等[8]比較了TD和3D-CRT運用在早期乳腺癌患者中的劑量學(xué)特點,研究顯示,TD的CI值明顯優(yōu)于3D-CRT的CI值,即TD在適形度方面更佳,但在HI方面,TD與3D-CRT無顯著差異。本研究中,不論PGTV或PTV,在CI值方面,sIMRT均高于TD,HI值方面,TD均低于sIMRT,也就是說,sIMRT在適形度方面優(yōu)于TD,TD在均勻性方面優(yōu)于sIMRT。陳高翔[9]等關(guān)于運用TD技術(shù)對乳腺癌保乳術(shù)后放療的研究中,TD組PTV在D2%、D98%及CI方面優(yōu)于IMRT組,兩者在HI的差異無統(tǒng)計學(xué)意義。而本研究中,sIMRT計劃靶區(qū)PTV的D98%、CI優(yōu)于TD,TD的HI優(yōu)于sIMRT,D2%組間無差異,這與本研究結(jié)果有所差異,這可能與靶區(qū)勾畫的差異、計劃設(shè)計和射野角度分布、處方劑量、瘤床同步推量與否、靶區(qū)適形度和均勻性要求不一樣、對危及器官劑量限制要求不同、病灶象限位置不同等相關(guān)。

        放射治療在對腫瘤組織進行照射的同時,周圍的正常組織常不可避免地接受到一定的輻射劑量。而放射性肺損傷和放射性心臟損傷是胸部腫瘤放療后的常見并發(fā)癥。相關(guān)研究表明,肺和心臟的劑量體積參數(shù)可分別預(yù)測放射性肺炎、心包積液的風(fēng)險[10]。有研究顯示,肺的V5、V20和Dmean均與放射性肺損傷的發(fā)生相關(guān)[11-12]。PAN等[11]研究中,多變量分析顯示,總劑量≥60 Gy,V20≥20%和平均肺部劑量≥12 Gy是放射性肺損傷的獨立預(yù)測因素。史志勇等[12]研究結(jié)果表明患側(cè)肺的V5與放射性肺損傷發(fā)生相關(guān)。本研究中,sIMRT組左肺的V5、V20和Dmean均低于TD組,不論是高劑量區(qū)還是低劑量區(qū),sIMRT均可縮小患側(cè)肺的受照體積,換言之,sIMRT可降低放射性肺損傷發(fā)生的概率,可改善患者的遠期生存質(zhì)量。

        LAUGAARD等[13]研究提示,心臟劑量每增加1 Gy,主要冠脈事件的發(fā)生率增加19%,可見限制心臟劑量,對減少心臟事件的發(fā)生起重要作用。本研究中,對心臟的V30,TD組低于sIMRT組,而心臟的Dmean,兩者差異無統(tǒng)計學(xué)意義。在心臟亞結(jié)構(gòu)方面,與sIMRT組比較,TD組左右心房的Dmean較低,而左右心室的Dmean較高。陳智琴等[14]研究中,左右心房、左右心室的Dmean均是心臟放射性損傷的影響因素,多因素分析結(jié)果顯示,右心室DVH(劑量-體積)參數(shù)可預(yù)測放射性心臟損傷,且是急性放射性心臟損傷的獨立預(yù)后因素??梢姡氖业氖苷談┝繉Ψ派湫孕呐K損傷的發(fā)生有明顯的影響。雖然TD在心臟的V30以及左右心房的Dmean方面低于sIMRT,但TD在左右心室的Dmean方面有高于sIMRT的趨勢,可見TD技術(shù)對心臟的保護并未體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。TD組對側(cè)乳腺Dmean低于sIMRT組,TD較sIMRT降低了對側(cè)乳腺的受照劑量。對脊髓的最大劑量(D2%)來說,TD組低于sIMRT組,脊髓作為串聯(lián)器官,受照劑量過高時將導(dǎo)致相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥,本研究提示TD技術(shù)對脊髓的保護更佳。

        綜上所述,sIMRT技術(shù)和TD技術(shù)均能滿足左乳腺癌保乳術(shù)后放療的劑量需求,前者的CI優(yōu)于后者,后者的HI優(yōu)于前者;sIMRT組左肺的V5、V20和Dmean均低于TD組,sIMRT技術(shù)對患側(cè)肺的保護更佳,對于有肺部基礎(chǔ)疾病的患者,建議優(yōu)先選擇sIMRT技術(shù);TD技術(shù)對心臟的保護并未體現(xiàn)出明顯優(yōu)勢,由于TD技術(shù)費用更高,從經(jīng)濟角度出發(fā),部分患者可考慮優(yōu)先選擇sIMRT技術(shù)。

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