王君輝，劉福友，葛彬彬，曹顧飛，金建華，儲(chǔ)開(kāi)岳，劉海濤

據(jù)國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu) （International Agency for Research on Cancer，IARC）公布的《2020年全球最新癌癥負(fù)擔(dān)數(shù)據(jù)》，乳腺癌已成為全球女性第一大癌[1]。研究表明，多數(shù)乳腺癌患者均需術(shù)后放射治療（簡(jiǎn)稱(chēng)“放療”），放療可避免20%的復(fù)發(fā)率和5%的死亡率[2]。乳腺癌放療的照射范圍一般包括胸壁切線(xiàn)野、鎖骨上野、腋窩照射野和內(nèi)乳野，各區(qū)域?qū)挾?、深度差異大，組成的治療靶區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)計(jì)劃設(shè)計(jì)可以選擇的射野角度范圍小，早期常規(guī)電子線(xiàn)、三維適形等放療劑量分布不易均勻，正常組織副反應(yīng)嚴(yán)重，放療增益比較低。隨著放療軟硬件技術(shù)的進(jìn)展，乳腺癌的放療技術(shù)發(fā)展為圖像引導(dǎo)下調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)，它能夠減小擺位誤差，縮小照射范圍，在有限的角度內(nèi)增加射野數(shù)量，采用全調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)同步優(yōu)化整個(gè)靶區(qū)內(nèi)劑量分布，在改善靶區(qū)劑量分布的同時(shí)，有效保護(hù)肺和心臟，提高了放療增益比，進(jìn)而提高了靶區(qū)的控制率[3，4]。目前，關(guān)于乳腺癌術(shù)后或保守的調(diào)強(qiáng)放療逐漸成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，但由于直線(xiàn)加速器和治療計(jì)劃系統(tǒng)功能的多樣性，研究得到的結(jié)論也并不相同[5，6]。筆者研究采用Monaco計(jì)劃系統(tǒng)中Auto Flash Margin技術(shù)，分別設(shè)計(jì)調(diào)強(qiáng)放療（intensity modulated radiation therapy，IMRT）（7野和9野）、部分雙弧容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（volumetric modulated arc therapy，VMAT）3種不同射野布局調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃（簡(jiǎn)稱(chēng)放療計(jì)劃），分析比較在左乳腺癌術(shù)后放療中對(duì)靶區(qū)和危及器官（organ at risk，OAR）的劑量學(xué)影響，設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的放療計(jì)劃，提供更精確的治療方式，以適應(yīng)臨床多樣化需要。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選擇南通市腫瘤醫(yī)院2020年6月至2021年6月乳腺癌患者25例，年齡28～76歲，中位年齡48歲。全部患者均經(jīng)手術(shù)病理診斷證實(shí)。均為左乳腺癌根治術(shù)后符合放療指征的患者，左上肢通過(guò)康復(fù)鍛煉活動(dòng)功能良好，患側(cè)手臂上舉盡可能≥90°，無(wú)放療禁忌證。

1.2 方法

1.2.1 CT模擬定位

所有患者均采用乳腺托架聯(lián)合U型膜固定技術(shù)進(jìn)行定位[7]。將乳腺托架平放于模擬機(jī)床面，囑患者平躺于托架中心位置上，放松身體平靜呼吸。調(diào)節(jié)頭托位置使其自然舒適，同時(shí)在專(zhuān)用水箱中加熱U型膜，使其軟化后迅速取出扣在患者頭部，輕微按壓塑形，待冷卻后固定頭部。上臂放置于臂托內(nèi)，調(diào)節(jié)臂托各項(xiàng)參數(shù)，使雙臂盡量外展，讓患者患側(cè)腋窩充分暴露并記錄刻度值。因乳腺解剖特點(diǎn)，增加擺位重復(fù)性和減少擺位誤差，定位時(shí)分別標(biāo)記輔助擺位線(xiàn)和治療中心擺位線(xiàn)相結(jié)合的定位方法。輔助擺位線(xiàn)：將激光線(xiàn)分別對(duì)照健側(cè)乳下2 cm處和身體正中水平線(xiàn)。治療中心擺位線(xiàn)：將激光線(xiàn)分別對(duì)照患側(cè)乳瘢痕中心和身體正中水平線(xiàn)。均分別在皮膚上畫(huà)標(biāo)記線(xiàn)和記錄對(duì)應(yīng)的乳腺托架刻度。利用大孔徑CT（big bore brilliance CT，荷蘭飛利浦）進(jìn)行增強(qiáng)掃描（造影劑從健側(cè)乳腺手臂注入），掃描范圍乳突上緣至健側(cè)乳下緣5 cm，掃描層厚為0.5 cm，掃描后圖像傳至Monaco 5.11計(jì)劃系統(tǒng)。

1.2.2 靶區(qū)和危及器官勾畫(huà)

參照北美放射腫瘤協(xié)作組 （Radiation Therapy Oncology Group，RTOG）臨床勾畫(huà)指南對(duì)乳腺癌的靶區(qū)和OAR進(jìn)行勾畫(huà)。乳腺癌的臨床靶區(qū)（clinical target volume，CTV）范圍包括患側(cè)整個(gè)乳腺組織、胸壁、胸鎖關(guān)節(jié)、區(qū)域淋巴結(jié)、鎖骨上淋巴引流區(qū)等。計(jì)劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）由CTV各個(gè)方向外擴(kuò)5 mm并且不超出外輪廓而形成。OAR包括肺、心臟、脊髓等。

1.2.3 治療計(jì)劃設(shè)計(jì)

所有患者處方劑量為50 Gy/25F，2 Gy/F，5 F/W，均采用Monaco 5.11計(jì)劃系統(tǒng)。靶區(qū)的處方劑量要求優(yōu)化后統(tǒng)一將劑量歸一到50 Gy劑量線(xiàn)包饒95%的PTV。OAR限量要求患側(cè)肺Dmean≤16 Gy，V10≤55%，V20≤35%，V30≤25%；健側(cè)肺Dmean≤3 Gy，V5≤15%；全肺V5≤60%，V20≤30%；心臟Dmean≤8 Gy，V10≤25%，V30≤15%；脊髓Dmax≤45 Gy[8]。

射線(xiàn)能量選擇6 MV，劑量率600 MU/min，采用蒙特卡羅優(yōu)化算法，進(jìn)行7FIMRT、9FIMRT、部分雙弧VMAT計(jì)劃設(shè)計(jì)（圖1），其中7FIMRT、9FIMRT計(jì)劃中射野分別延常規(guī)切線(xiàn)野方向向兩側(cè)20°和15°間隔分布，各野最大控制點(diǎn)均為20，另外設(shè)計(jì)一個(gè)垂直于切線(xiàn)野（一般為30°）采用限制鉛門(mén)技術(shù)只針對(duì)鎖骨上野進(jìn)行照射。VMAT考慮肺和健側(cè)乳腺的保護(hù)不采用全弧照射，采用部分切線(xiàn)對(duì)穿雙弧，每個(gè)弧的旋轉(zhuǎn)角度40°，其方向圍繞切線(xiàn)野方向上下各20°，優(yōu)化間隔角度為30°，每個(gè)弧最大控制點(diǎn)為100。所有計(jì)劃均設(shè)置Auto Flash Margin 2.0 cm，PTV優(yōu)化條件后Auto Flash選項(xiàng)打勾，計(jì)算網(wǎng)格為0.3 cm，計(jì)算不確定度為1%。對(duì)同一患者，3組放療計(jì)劃中靶區(qū)和OAR劑量?jī)?yōu)化條件參數(shù)不變，進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)。

圖1 3種放療計(jì)劃射野示意圖Fig.1 Schematic diagrams of 3 radiotherapy plan fields

計(jì)劃設(shè)計(jì)完成后，由主任醫(yī)師審核通過(guò)，物理師進(jìn)行劑量驗(yàn)證，所有劑量驗(yàn)證均采用SUN NUCLEAR的ArcCHECK進(jìn)行三維驗(yàn)證。

1.2.4 計(jì)劃評(píng)估

根據(jù)劑量體積直方圖、等劑量曲線(xiàn)圖和TPS相關(guān)劑量學(xué)參數(shù)等進(jìn)行評(píng)估比較。對(duì)于PTV，評(píng)估靶區(qū)的平均劑量Dmean、靶區(qū)適形度指數(shù)（conformity index，CI）、靶區(qū)均勻性指數(shù) （homogeneity index，HI）[9]。對(duì)OAR，評(píng)估全肺、患側(cè)肺、健側(cè)肺的Dmean、V5、V10、V20、V30。評(píng)估心臟的Dmean，其中V10、V30遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足其劑量限值，此不作為評(píng)估計(jì)劃優(yōu)劣指標(biāo)。另脊髓受量低，容易滿(mǎn)足其劑量限值，因此也不推薦作為評(píng)估計(jì)劃優(yōu)劣重要指標(biāo)。對(duì)于兩組物理學(xué)參數(shù)：評(píng)估計(jì)劃的機(jī)器出束跳數(shù)、機(jī)器出束時(shí)間。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0軟件對(duì)劑量學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。數(shù)據(jù)均以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組數(shù)據(jù)間比較采用樣本t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3種放療計(jì)劃的計(jì)劃靶區(qū)劑量學(xué)比較

PTV D2%：部分雙弧VMAT分別高于7FIMRT和9FIMRT（t=-9.527、-8.692，P＜0.001），7FIMRT與9FIMRT間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.913，P=0.183）。D98%：3種治療計(jì)劃間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-3.427、-0.319、3.412，P=0.057、0.374、0.945）。Dmean：部分雙弧VMAT高于7FIMRT、9FIMRT（P＜0.05）。CI：9FIMRT靶區(qū)適形度均優(yōu)于7FIMRT和部分雙弧VMAT（t=-3.288、5.292，P＜0.05），且7FIMRT靶區(qū)適形度優(yōu)于部分雙弧VMAT（t=1.054，P＜0.05）。HI：9FIMRT靶區(qū)均勻性?xún)?yōu)于7FIMRT和部分雙弧VMAT（t=5.309、-15.521，P＜0.05），且7FIMRT靶區(qū)均勻性?xún)?yōu)于部分雙弧VMAT（t=-11.016，P＜0.05）。見(jiàn)表1。

表1 3種放療計(jì)劃間PTV劑量參數(shù)比較Tab.1 Comparison of PTV dose parameters in 3 radiotherapy plans

2.2 3種放療計(jì)劃的危及器官劑量學(xué)比較

肺組織7FIMRT與9FIMRT相比：7FIMRT全肺的V5、V10、Dmean有降低（t=-1.635、-1.495、-2.779，P＜0.05），7FIMRT患側(cè)肺的V5有降低（t=-2.463，P＜0.05），9FIMRT患 側(cè) 肺 的V20有 降 低（t=1.764，P＜0.05）。肺組織7FIMRT與部分雙弧VMAT相比：部分雙弧VMAT全肺、患側(cè)肺及健側(cè)肺的V5有降低（t=1.952、1.197、9.821，P＜0.05），以及部分雙弧VMAT全肺和健側(cè) 肺的Dmean有降低 （t=1.865、2.081，P＜0.05），7FIMRT患側(cè)肺的V20、V30有降低（t=-1.158、-1.435，P＜0.05）。肺組織9FIMRT和部分雙弧VMAT相比：部分雙弧VMAT全肺、患側(cè)肺及健側(cè)肺的V5明顯降低（t=2.399、1.660、9.843，P＜0.05），以及部分雙弧VMAT全肺和健側(cè)肺的Dmean有降低（t=2.010、2.225，P＜0.05），9FIMRT患 側(cè) 肺 的V20、V30有 降 低（t=-1.798、-2.637，P＜0.05）。其余參數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見(jiàn)表2。

表2 3種放療計(jì)劃肺組織劑量學(xué)比較Tab.2 Comparison of lung tissue dosimetry in 3 radiotherapy plans

正常心臟組織7FIMRT、9FIMRT和部分雙弧VMAT心 臟Dmean分 別 為 （6.14±0.27）Gy、（6.71±0.31）Gy、（5.09±0.52）Gy。部分雙弧VMAT的心臟Dmean均 分 別 低 于7FIMRT和9FIMRT（t=2.340、2.041，P＜0.05），7FIMRT相 較 于9FIMRT心 臟Dmean較低，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-1.095，P=0.068＞0.05）。

2.3 3種放療計(jì)劃的物理學(xué)參數(shù)比較

7FIMRT、9FIMRT和 部 分 雙 弧VMAT的 機(jī) 器 出束跳數(shù)和機(jī)器出束時(shí)間分別為（676±73）MU、（815±94）MU、（591±106）MU和（399±17）s、（453±13）s、（288±21）s。7FIMRT的機(jī)器出束跳數(shù)和機(jī)器出束時(shí)間分別小于9FIMRT（t=-18.408、-9.823，P＜0.05），部分雙弧VMAT的機(jī)器出束跳數(shù)和機(jī)器出束時(shí)間均分別明顯小于7FIMRT和9FIMRT（t=11.425、8.412、22.051、13.630，P＜0.05）。

3 討論

乳腺癌IMRT技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其可以很好地避免胸壁照射野與頸部淋巴引流區(qū)照射野接野處的劑量冷熱點(diǎn)問(wèn)題，能夠很好地限制高劑量區(qū)的劑量，避免劑量不均勻帶來(lái)的療效欠佳和副反應(yīng)過(guò)重的問(wèn)題，可降低肺和心臟在內(nèi)的關(guān)鍵OAR受量等。在Pinnacle或其他計(jì)劃系統(tǒng)技術(shù)上研究[10～12]表明，IMRT或VMAT等調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)均在OAR保護(hù)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。但是一方面對(duì)于年輕左側(cè)乳腺癌患者和先前患有甲狀腺疾病的患者，在調(diào)強(qiáng)放療中應(yīng)用技術(shù)限制鉛門(mén)可能是最佳治療方式；另一方面對(duì)于乳腺癌術(shù)后患者胸壁靶區(qū)過(guò)薄，目前相關(guān)放療計(jì)劃系統(tǒng)提供多葉準(zhǔn)直器在體表處強(qiáng)制打開(kāi)的技術(shù)，其中Monaco計(jì)劃系統(tǒng)提供了Auto Flash Margin技術(shù)，可以在體表創(chuàng)建一個(gè)邊距，指定這個(gè)虛擬區(qū)域需要處方劑量，優(yōu)化時(shí)多葉光柵可以主動(dòng)打開(kāi)，避免漏照的發(fā)生。因此，筆者主要設(shè)計(jì)Monaco計(jì)劃系統(tǒng)3種放療計(jì)劃，比較相關(guān)劑量學(xué)的差異。

筆者研究25例左乳腺術(shù)后放療患者，比較7FIMRT、9FIMRT和部分雙弧VMAT 3種放療計(jì)劃間的劑量學(xué)差異。結(jié)果顯示，對(duì)靶區(qū)而言，部分雙弧VMAT的靶區(qū)平均劑量高于7FIMRT和9FIMRT，9FIMRT的靶區(qū)適形度和均勻性均優(yōu)于7FIMRT和部分雙弧VMAT。3種放療計(jì)劃都能夠保證PTV的靶區(qū)的CI、HI達(dá)到臨床劑量學(xué)要求，其中9FIMRT稍好，這與以往報(bào)道存在差異[13]，分析原因可能與計(jì)劃選擇角度有關(guān)。為了降低肺的低劑量體積，筆者試驗(yàn)采用兩個(gè)切肺最少的40°的弧進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)而非全弧，這在一定程度上減弱了VMAT技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。對(duì)OAR而言，部分雙弧VMAT相較IMRT在全肺、患側(cè)肺及健側(cè)肺的V5有降低，以及在全肺和健側(cè)肺的Dmean有降低，IMRT相較部分雙弧VMAT在患側(cè)肺的V20、V30有降低，7FIMRT相較9FIMRT在低劑量區(qū)略有降低。乳腺癌放療需要重點(diǎn)評(píng)估肺的受照劑量，相關(guān)研究表明，放射性肺炎發(fā)生率與肺V5、V20、Dmean密切相關(guān)[14]。筆者采用部分雙弧VMAT技術(shù)中盡量減少照射野的角度范圍，避免射野過(guò)多地穿過(guò)肺組織，有效降低肺的低劑量照射。筆者研究中部分雙弧VMAT技術(shù)在肺的低劑量區(qū)及平均劑量上均明顯降低，在一定程度上減少放射性肺炎的發(fā)生率。與此同時(shí)部分雙弧VMAT在心臟平均劑量均低于IMRT，以及在機(jī)器出束跳數(shù)和機(jī)器出束時(shí)間均明顯優(yōu)于IMRT，說(shuō)明其在OAR的保護(hù)和計(jì)劃治療效率方面更優(yōu)。

綜上所述，在3種放療計(jì)劃均能達(dá)到靶區(qū)臨床要求時(shí)，部分雙弧VMAT在肺的低劑量體積照射銳減，且在機(jī)器出束跳數(shù)和機(jī)器出束時(shí)間具有一定的優(yōu)勢(shì)，建議選擇部分雙弧VMAT技術(shù)，在保證患者放療計(jì)劃質(zhì)量的同時(shí)節(jié)省醫(yī)療資源，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。