陰曉娟(通信作者)

福建醫(yī)科大學(xué)腫瘤臨床醫(yī)學(xué)院·福建省腫瘤醫(yī)院 (福建福州 350014)

隨著放療技術(shù)的快速發(fā)展，容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療(volumetric modulated arc therapy，VMAT)以其較好的劑量分布與良好的危及器官保護(hù)優(yōu)勢(shì)[1]，成為乳腺癌放射治療的首選方式；但目前許多研究僅單一改變準(zhǔn)直器角度，未研究通過改變準(zhǔn)直器角度夾角，從而獲得最佳準(zhǔn)直器角度對(duì)劑量分布、跳數(shù)、治療時(shí)間和γ通過率的影響[2～5]。基于此，本研究旨在探討乳腺癌雙弧VMAT計(jì)劃中的準(zhǔn)直器角度夾角對(duì)計(jì)劃質(zhì)量與劑量控制的影響，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021年10月至2022年5月在我院就診的10例左側(cè)乳腺癌術(shù)后患者為研究對(duì)象,年齡26～54歲，中位年齡42歲。術(shù)后病理分期0～I(xiàn)IA期，病理類型為浸潤性導(dǎo)管癌，需要接受術(shù)后放療。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，患者及家屬均簽署知情同意書。

1.2 方法

患者取仰臥位，手臂充分上抬，采用真空墊加體部網(wǎng)膜固定，使用大孔徑Brilliance Bigbore CT掃描(美國飛利浦公司)，層厚(層間距)為5 mm，獲得患者的CT圖像。

放療科醫(yī)師在CT圖像上勾畫靶區(qū)和危及器官。計(jì)劃靶區(qū)(planning target volume，PTV)為胸壁區(qū)(PTV1)和鎖骨上區(qū)(PTV2)之和，危及器官包括肺、健側(cè)乳腺、心臟、脊髓；將勾畫好的CT圖像數(shù)據(jù)傳輸至Eclipse15.5治療計(jì)劃系統(tǒng)(treatment planning systems，TPS)，設(shè)計(jì)放療計(jì)劃。

PTV1和PTV2的處方劑量為50 Gy，分25次，2 Gy/次，且處方劑量至少包括95%的靶區(qū)體積。危及器官劑量約束：脊髓最大劑量(Dmax)<40 Gy，心臟平均劑量(Dmean)<7 Gy，健側(cè)乳腺最大劑量(Dmax)<10 Gy，受照5 Gy的肺體積占肺總體積的百分比(V5)<60%，受照20 Gy的肺體積占肺總體積的百分比(V20)<20%。照射使用 Varian TrueBeam 直線加速器，X射線能量為6 MV，60對(duì)多葉準(zhǔn)直器，中間40對(duì)的厚度為5 mm，兩邊各10對(duì)，均為1 cm厚(夾心組合)。

對(duì)所有患者采用雙弧VMAT，順時(shí)針起始角度為290°，終止角度為179°；逆時(shí)針起始角度為179°，終止角度為290°。兩個(gè)準(zhǔn)直器的角度設(shè)置用θ1/θ2表示，即第一和第二弧的角度，這兩者之間的夾角角度用Δθ表示，分別為20°、40°、55°、70°、90°；生成具有不同θ1/θ2的計(jì)劃如下：10°/350°，30°/350°，45°/350°，60°/350°，80°/350°。對(duì)于每例患者，所有計(jì)劃均使用相同的劑量學(xué)約束進(jìn)行優(yōu)化，并歸一化為95%，同時(shí)針對(duì)不同患者對(duì)優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行一定的調(diào)整，確保所有計(jì)劃均符合劑量標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 評(píng)估指標(biāo)

治療方案評(píng)價(jià)包括適形指數(shù)(conformity index，CI)、均勻性指數(shù)(homogeneity index，HI)、機(jī)器跳數(shù)(monitor unit，MU)和危及器官的劑量-體積直方圖(dose-volume histogram，DVH)參數(shù)被選擇用于進(jìn)行方案評(píng)估；均勻性指數(shù)定義為HI=(D2%-D98%)/D50%，0

隨著放療技術(shù)復(fù)雜程度的增加，為確?；颊叩玫綔?zhǔn)確的劑量分布，在患者治療前，必須對(duì)放療計(jì)劃進(jìn)行劑量驗(yàn)證[7]。本研究使用Varian TrueBeam直線加速器自帶的電子射野影像系統(tǒng)(electronic portal imaging device，EPID)劑量驗(yàn)證系統(tǒng)，其操作簡單、使用方便，可及時(shí)顯示劑量結(jié)果，被越來越多地用于VMAT的劑量驗(yàn)證。本研究統(tǒng)計(jì)不同準(zhǔn)直器角度夾角的計(jì)劃γ通過率，使用的標(biāo)準(zhǔn)為3%/3 mm、3%/2 mm 和2%/2 mm。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 不同準(zhǔn)直器角度夾角計(jì)劃治療方案評(píng)價(jià)

表1顯示了不同準(zhǔn)直器角度夾角(Δθ)的VMAT計(jì)劃劑量參數(shù)和MU，Δθ從20°變?yōu)?0°及其單因素方差分析檢驗(yàn)結(jié)果。由表1可知，30°/350°(Δθ=40°)計(jì)劃表現(xiàn)出最好的CI、HI，說明靶區(qū)的均勻性、適形度均較好；正常組織的受量情況如下：更低的患側(cè)肺、全肺的V5和V20；此外，在心臟和對(duì)側(cè)乳腺的受量上，準(zhǔn)直器角度為30°/350°(Δθ=40°)的計(jì)劃也均有不同程度的下降，其MU也低于其他準(zhǔn)直器角度差；但在健側(cè)肺和脊髓的保護(hù)上沒有優(yōu)勢(shì)。在30°/350°計(jì)劃中與80°/350°情況下，CI提高了3.5%(P=0.007)，HI降低了20%(P<0.001)，MU減少了16.6%(P<0.001)；在肺的受量上，患側(cè)肺的V5和V20分別降低了7.8%(P<0.001)和13.1%(P<0.001)，全肺的V5和V20分別降低了11.1%(P<0.001)和5.5%(P<0.001)；心臟的Dmean降低了5.7%(P=0.039)；并且，對(duì)側(cè)乳腺V10降低了30.9%(P<0.001)；從表1中還可看出，準(zhǔn)直器角度夾角Δθ越靠近40°，對(duì)危及器官的保護(hù)和靶區(qū)劑量的覆蓋越具有優(yōu)勢(shì)。

表1 不同準(zhǔn)直器角度的VMAT計(jì)劃評(píng)估參數(shù)

2.2 不同準(zhǔn)直器角度夾角γ通過率

如表2所示，在3%/3 mm、3%/2 mm和2%/2 mm 3種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下，30°/350°計(jì)劃的γ通過率明顯高于其他準(zhǔn)直器角度夾角計(jì)劃(P<0.005)。

表2 不同準(zhǔn)直器角度夾角在不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下的γ通過率

3 討論

選擇準(zhǔn)直器角度是計(jì)劃優(yōu)化的重要組成部分，準(zhǔn)直器角度對(duì)劑量分布和MU均有顯著影響。有研究提出，各種最佳準(zhǔn)直器角度設(shè)置取決于腫瘤的部位和形狀[8]。對(duì)于椎骨轉(zhuǎn)移，Mancosu等[9]建議使用準(zhǔn)直器約90°的角度，使MLC葉片運(yùn)動(dòng)與脊髓對(duì)齊。對(duì)于前列腺癌，Li等[8]提出1個(gè)最佳劑量分布計(jì)劃的準(zhǔn)直器角度為45°。本研究分析了對(duì)于采用雙弧VMAT技術(shù)的乳腺癌患者，設(shè)計(jì)5組不同準(zhǔn)直器角度夾角Δθ對(duì)計(jì)劃與劑量驗(yàn)證的影響，發(fā)現(xiàn)在Δθ=40(即30°/350°)時(shí)，獲得了最優(yōu)靶區(qū)均勻性、適形度及低MU；在危及器官的保護(hù)方面，除了健側(cè)肺和脊髓外，其他均保護(hù)更好。Δθ=40°計(jì)劃的患側(cè)肺V5均比其他低，從而大大降低了乳腺癌患者放射性肺炎的發(fā)生率；另外，Δθ=40°計(jì)劃的心臟Dmean更低，可更好地保護(hù)心臟。關(guān)于計(jì)劃(quality assurance，QA)的質(zhì)量保證，該準(zhǔn)直器角度夾角的通過率在本研究中也顯示出較好的結(jié)果，且越接近Δθ=40°，計(jì)劃質(zhì)量逐步得到提高。此結(jié)果可能與乳腺癌的靶區(qū)形狀以及要保護(hù)的器官有關(guān)。

綜上所述，準(zhǔn)直器角度夾角Δθ的設(shè)置對(duì)左側(cè)乳腺癌患者雙弧VMAT計(jì)劃具有重大影響。但本研究僅將第二弧的準(zhǔn)直器角度固定為350°，第一弧的準(zhǔn)直器角度由10°逐漸遞增至80°，得到準(zhǔn)直器角度設(shè)置為30°/350°(即Δθ=40)時(shí)，靶區(qū)劑量分布、危及器官受照劑量及MU幾乎連續(xù)改善，顯著優(yōu)于其他準(zhǔn)直器角度夾角。因此，臨床在設(shè)計(jì)放射治療計(jì)劃時(shí)，應(yīng)根據(jù)靶區(qū)形狀和位置，選擇最佳的準(zhǔn)直器角度夾角。