劉 灝

（皖北煤電集團(tuán)總醫(yī)院（蚌埠醫(yī)學(xué)院第三附屬醫(yī)院）放射治療室，安徽 宿州 234000）

0 引言

根據(jù)2020 年全球癌癥統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，乳腺癌是女性常見(jiàn)的惡性腫瘤，其發(fā)病率已經(jīng)超過(guò)肺癌，成為全球第一大癌，在絕大多數(shù)國(guó)家中的發(fā)病率和死亡率均排名第一[1]。在中國(guó)，乳腺癌的發(fā)病率和死亡率均呈上升趨勢(shì)[2]。根據(jù)現(xiàn)行乳腺癌治療指南[3-5]，乳腺癌術(shù)后放療可大大降低局部復(fù)發(fā)率，提高患者的預(yù)后。目前大量研究[6-9]采用固定野調(diào)強(qiáng)放療（intensity-modulated radiation therapy，IMRT）和容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（volume modulated arc therapy，VMAT）技術(shù)進(jìn)行乳腺癌放療計(jì)劃設(shè)計(jì)，根治術(shù)后靶區(qū)通常包括胸壁和鎖骨上區(qū)域，照射范圍大，導(dǎo)致危及器官（organ at risk，OAR）大量暴露在照射野內(nèi)，如何更好地保護(hù)危及器官是乳腺癌放療計(jì)劃設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。本研究提出一種以VMAT 技術(shù)為基礎(chǔ)的混合布野的方法HVMAT（hybrid-VMAT），并比較該方法與常規(guī)dMLC（dynamic multi-leave collimators）和VMAT 方法的劑量學(xué)差異，旨在證明HVMAT 方法在左側(cè)乳腺癌胸鎖聯(lián)合放療中的可行性，為臨床放療計(jì)劃設(shè)計(jì)提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021 年2 月至2022 年3 月在皖北煤電集團(tuán)總醫(yī)院治療的左側(cè)乳腺癌根治術(shù)后患者21 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）原發(fā)灶均經(jīng)病理證實(shí)為乳腺癌；（2）左側(cè)患病并經(jīng)乳腺癌改良根治術(shù)治療；（3）符合放療指征，需進(jìn)行鎖骨上區(qū)域預(yù)防照射；（4）無(wú)其他部位腫瘤；（5）KPS 評(píng)分≥70 分；（6）病歷資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）無(wú)法配合完成放療者；（2）預(yù)計(jì)總生存期≤3 個(gè)月的患者；（3）有嚴(yán)重的心、肝、腎功能損害及嚴(yán)重內(nèi)科合并癥的患者。本研究中患者均為女性，年齡39～69 歲，中位年齡為54 歲。

1.2 CT 定位及放療計(jì)劃設(shè)計(jì)

患者采取仰臥位體位，頭部墊頭枕，并使用熱塑膜固定，然后在飛利浦PET-CT 上進(jìn)行定位掃描，重建層厚為5 mm。將掃描圖像傳輸至Monaco 5.11 計(jì)劃系統(tǒng)中，醫(yī)生按照ICRU 83 號(hào)報(bào)告[10]和國(guó)內(nèi)指南[3-5]勾畫(huà)臨床靶區(qū)（clinical target volume，CTV）和各危及器官。CTV 勾畫(huà)范圍為患者胸壁和鎖骨上下預(yù)防照射區(qū)域；在CTV 三維方向外放0.5 cm 生成計(jì)劃靶區(qū)（planning target volume，PTV）。受劑量建成效應(yīng)影響，將PTV 內(nèi)收至皮下0.3 cm。

放療計(jì)劃處方為PTV 50 Gy/25 次，采用醫(yī)科達(dá)Precise 加速器進(jìn)行治療，能量選用6 MV X 射線，多葉光柵型號(hào)為MLCi2（含40 對(duì)葉片，葉片厚度均為1 cm），優(yōu)化算法為蒙特卡羅算法，計(jì)劃計(jì)算網(wǎng)格為0.3 cm，整個(gè)計(jì)劃的計(jì)算不確定度為0.7%。為每位患者均設(shè)計(jì)3 種放療計(jì)劃。（1）HVMAT 計(jì)劃：在胸骨旁1～3 肋間隙位置將PTV 分為上、下2 個(gè)部分（如圖1所示），分別命名為PTV_UP 和PTV_DOWN。放療計(jì)劃采用3 個(gè)雙弧射野，第一射野起始于290°，終止于180°，準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)90°，僅照射PTV_UP；第二射野起始于290°，終止于170°，準(zhǔn)直器設(shè)置為0°，僅照射PTV_DOWN；第三射野起始于290°，終止于180°，準(zhǔn)直器設(shè)置為0°，射野尺寸為AUTO 模式。（2）dMLC計(jì)劃：計(jì)劃設(shè)計(jì)7 個(gè)射野，射野角度在290°、300°、310°、0°、130°、140°、150°，根據(jù)PTV 的射野方向觀（beam’s eye view，BEV）調(diào)整準(zhǔn)直器角度和微調(diào)機(jī)架角度，以保證最優(yōu)的劑量分布。（3）VMAT 計(jì)劃：設(shè)置起始角度為290°、終止角度為170°、準(zhǔn)直器為0°的雙弧射野。3 種放療計(jì)劃均使用同一等中心，最小子野寬度均為0.5 cm，通量平滑模式為L(zhǎng)OW。所有計(jì)劃設(shè)計(jì)完成后，將處方劑量歸一至95%的靶區(qū)體積。

圖1 PTV 分割示意圖

1.3 放療計(jì)劃評(píng)估指標(biāo)

根據(jù)劑量體積直方圖（dose-volume histogram，DVH）對(duì)PTV 和危及器官的劑量以及計(jì)劃參數(shù)進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于PTV，評(píng)估最小劑量（D98）、最大劑量（D2）、平均劑量（Dmean）、均勻性指數(shù)（homogeneity index，HI）和適形性指數(shù)（conformity index，CI）。其中HI=D5/D95，D5表示5%的靶區(qū)體積受到的劑量，D95表示95%的靶區(qū)體積受到的劑量[11]。HI 越接近1 表示靶區(qū)劑量的均勻性越好。CI=（VTref/VT）×（VTref/Vref），VTref為參考等劑量線面所包繞區(qū)域體積，VT為總的靶區(qū)體積，Vref為參考等劑量曲線包繞的PTV 體積[12]。CI 的取值范圍為0～1，越接近1 表示適形性越好。危及器官主要包括患側(cè)肺（左肺）、健側(cè)肺（右肺）、心臟、脊髓，主要評(píng)估左肺V30、V20、V10、V5和Dmean，右肺V5和Dmean，心臟V30和Dmean，脊髓Dmax。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 27.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用單因素方差分析對(duì)3 組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并采用鄧肯多重比較（Duncan's multiple range test，DMRT）進(jìn)行齊性子集檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3 種計(jì)劃PTV 劑量分布比較

3 種計(jì)劃的PTV 劑量分布比較結(jié)果見(jiàn)表1?？梢钥闯? 種計(jì)劃間PTV 劑量差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。經(jīng)多重比較后，與dMLC 計(jì)劃相比，HVMAT 計(jì)劃的D98、CI 較大，Dmean較小，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。與VMAT 計(jì)劃相比，HVMAT 計(jì)劃的D2、Dmean、HI 更小，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。其余指標(biāo)經(jīng)多重比較后，3 種計(jì)劃間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 3 種計(jì)劃PTV 劑量分布比較（±s）

表1 3 種計(jì)劃PTV 劑量分布比較（±s）

注：表中有上標(biāo)的數(shù)據(jù)表明該指標(biāo)方差分析結(jié)果P<0.05。其中a 表示較大值，b表示較小值。同一上標(biāo)數(shù)據(jù)之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，不同上標(biāo)的數(shù)據(jù)之間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

組別D98/GyD2/GyDmean/GyCIHI dMLC 計(jì)劃 47.93±0.90b 53.97±0.62b 52.29±0.55a 0.71±0.06b 1.08±0.02b VMAT 計(jì)劃 48.40±0.97ab 54.79±0.82a 52.53±0.53a 0.74±0.05a 1.09±0.02a HVMAT 計(jì)劃 48.75±0.74a 53.72±0.60b 51.88±0.39b 0.77±0.05a 1.07±0.01b F 4.71313.9889.4727.24211.824 P 0.013<0.001<0.0010.002<0.001

2.2 3 種計(jì)劃患側(cè)肺劑量參數(shù)比較

3 種計(jì)劃的左肺劑量參數(shù)比較結(jié)果見(jiàn)表2?？梢钥闯? 種計(jì)劃間左肺的V20和Dmean差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），V30、V10和V5差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。經(jīng)多重比較后，與dMLC 計(jì)劃相比，HVMAT 計(jì)劃的V30更低（P＜0.05）；與VMAT 計(jì)劃相比，HVMAT計(jì)劃的V10和V5更低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。其余指標(biāo)經(jīng)多重比較后，3 種計(jì)劃間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表2 3 種計(jì)劃左肺劑量參數(shù)比較（±s）

表2 3 種計(jì)劃左肺劑量參數(shù)比較（±s）

注：表中有上標(biāo)的數(shù)據(jù)表明該指標(biāo)方差分析結(jié)果P<0.05。其中a 表示較大值，b表示較小值。同一上標(biāo)數(shù)據(jù)之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，不同上標(biāo)的數(shù)據(jù)之間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

組別V30/%V20/%V10/%V5/%Dmean/Gy dMLC 計(jì)劃 13.56±3.77a 19.15±4.3328.07±4.75b 44.18±5.63b 11.00±1.78 VMAT 計(jì)劃8.83±3.47b 17.28±4.0233.54±4.15a 59.32±7.86a 10.91±1.24 HVMAT 計(jì)劃 8.84±3.66b 15.85±4.4728.85±5.42b 48.14±6.11b 9.94±1.73 F11.8303.1347.99129.7062.844 P<0.0010.051<0.001<0.0010.066

2.3 3 種計(jì)劃其他危及器官劑量參數(shù)比較

3 種計(jì)劃右肺、心臟和脊髓的劑量參數(shù)比較結(jié)果見(jiàn)表3?？梢钥闯? 種計(jì)劃間除脊髓Dmax差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）外，其余各指標(biāo)差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。HVMAT 計(jì)劃的右肺V5和Dmean介于dMLC計(jì)劃和VMAT 計(jì)劃之間；HVMAT 計(jì)劃的心臟V30和Dmean低于dMLC 計(jì)劃和VMAT 計(jì)劃。

表3 3 種計(jì)劃右肺、心臟和脊髓劑量參數(shù)比較（±s）

表3 3 種計(jì)劃右肺、心臟和脊髓劑量參數(shù)比較（±s）

注：表中有上標(biāo)的數(shù)據(jù)表明該指標(biāo)方差分析結(jié)果P<0.05。其中a 表示較大值，b表示較小值。同一上標(biāo)數(shù)據(jù)之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，不同上標(biāo)的數(shù)據(jù)之間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

組別右肺V5/%右肺Dmean/Gy心臟V30/%心臟Dmean/Gy脊髓Dmax/Gy dMLC 計(jì)劃1.23±1.92c 1.15±0.34c 4.86±2.38a 8.33±1.70b 33.54±6.24 VMAT 計(jì)劃 17.88±10.50a 3.38±0.83a 2.73±1.55b 10.13±1.52a 32.52±5.12 HVMAT 計(jì)劃 11.53±8.10b 2.86±0.68b 1.84±1.52b 8.21±1.30b 30.61±5.37 F 24.80767.33114.67510.5461.485 P<0.001<0.001<0.001<0.0010.235

2.4 3 種計(jì)劃總體劑量分布比較

選取其中1 例患者，其3 種計(jì)劃的DVH 如圖2所示。左肺DVH 顯示，HVMAT 計(jì)劃的左肺劑量基本介于其他2 種計(jì)劃之間，3 種計(jì)劃的DVH 在20～30 Gy 區(qū)域內(nèi)相交。右肺和心臟的DVH 顯示，VMAT計(jì)劃和HVMAT 計(jì)劃產(chǎn)生了遠(yuǎn)大于dMLC 計(jì)劃的低劑量體積。PTV 的DVH 顯示，dMLC 計(jì)劃的DVH 曲線首先跌落，HVMAT 計(jì)劃最后跌落，但二者陡峭程度基本重合，因此二者的HI 無(wú)明顯差異。但VMAT計(jì)劃的DVH 曲線跌落緩慢，且拖尾較長(zhǎng)，表明PTV 內(nèi)存在大量熱點(diǎn)，均勻性欠佳。

圖2 3 種計(jì)劃DVH 圖

3 討論

目前，大量左側(cè)乳腺癌放療劑量學(xué)研究中計(jì)劃設(shè)計(jì)主要以固定野調(diào)強(qiáng)和VMAT 為主。研究[6-9，13-16]表明固定野調(diào)強(qiáng)技術(shù)在控制健側(cè)肺和患側(cè)肺低劑量方面效果最佳，但對(duì)肺高劑量體積和心臟劑量控制能力欠佳；而VMAT 技術(shù)則完全相反。由于上述2種技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)非常明顯，臨床上對(duì)于乳腺癌放療使用哪種治療方式仍存在不少的爭(zhēng)議。

目前，在乳腺癌放療中如何進(jìn)一步降低危及器官劑量方面有許多研究成果。于曉君等[17]使用固定野調(diào)強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行左側(cè)乳腺癌放療計(jì)劃設(shè)計(jì)，設(shè)置4個(gè)射野照射鎖骨上靶區(qū)，6 個(gè)射野照射胸壁靶區(qū)，與常規(guī)切線6 野計(jì)劃進(jìn)行比較，提高了靶區(qū)的適形性與均勻性，降低了肺及心臟的劑量和照射體積。潘香等[6]設(shè)計(jì)了310°～340°和120°～140°的共面兩野雙弧VMAT 計(jì)劃，并與常規(guī)dMLC 計(jì)劃、單野雙弧VMAT計(jì)劃進(jìn)行劑量對(duì)比，結(jié)果表明共面兩野雙弧VMAT計(jì)劃降低了患側(cè)肺、心臟的照射體積和劑量。李定杰等[18]使用半野分段弧技術(shù)進(jìn)行左側(cè)乳腺癌照射，相較于連續(xù)弧技術(shù)，該技術(shù)進(jìn)一步降低了危及器官的受照劑量。高文超等[19]、陳穎等[20]使用固定野調(diào)強(qiáng)技術(shù)，通過(guò)鎖定部分鎢門(mén)限制照射野面積，既滿足了靶區(qū)劑量要求，又實(shí)現(xiàn)了降低危及器官受量的目的。柴林燕等[21]使用VMAT 技術(shù)，為鎖骨上靶區(qū)和胸壁靶區(qū)設(shè)置不同的照射弧分段照射，通過(guò)與常規(guī)VMAT照射相比，分段照射技術(shù)在保護(hù)危及器官方面具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。由此可見(jiàn)，左側(cè)乳腺癌胸鎖聯(lián)合照射的“C”字形靶區(qū)，增大了治療過(guò)程中的照射面積，增加了危及器官的劑量；而將鎖骨上靶區(qū)和胸壁靶區(qū)分開(kāi)照射可在滿足靶區(qū)劑量要求的同時(shí)，大幅降低危及器官劑量。

本研究中，HVMAT 計(jì)劃在滿足靶區(qū)劑量的同時(shí)，提供了最優(yōu)的適形性和均勻性。在左肺劑量方面，dMLC 計(jì)劃低劑量體積小，高劑量體積大，而VMAT計(jì)劃恰恰相反。因此使用二者之中任一種治療手段，均無(wú)法對(duì)患側(cè)肺提供更優(yōu)的保護(hù)。HVMAT 計(jì)劃在左肺低劑量體積指標(biāo)方面與dMLC 計(jì)劃無(wú)顯著差異，在高劑量體積指標(biāo)方面與VMAT 計(jì)劃無(wú)顯著差異，表明HVMAT 兼容dMLC 和VMAT 2 種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為患側(cè)肺提供了更優(yōu)的劑量分布。在右肺劑量方面，VMAT 計(jì)劃受照劑量最高，HVMAT 計(jì)劃次之，dMLC 計(jì)劃最低，這與射野的照射面積有著很大的關(guān)系。HVMAT 計(jì)劃的多組射野增大了劑量調(diào)制空間，雖然無(wú)法在右肺劑量方面媲美dMLC 計(jì)劃，但相較于VMAT 計(jì)劃有著較大的優(yōu)化空間。在心臟劑量方面，HVMAT 計(jì)劃的劑量最低，為心臟提供了最優(yōu)的保護(hù)。本研究的結(jié)果與潘香等[6]、李定杰等[18]、高文超等[19]、陳穎等[20]和柴林燕等[21]使用VMAT 技術(shù)分段照射的結(jié)果基本一致。

本研究仍存在一些不足之處：（1）本研究布置了3 個(gè)射野，雖然劑量?jī)?yōu)化結(jié)果滿意，但會(huì)導(dǎo)致臨床治療時(shí)間延長(zhǎng)。后續(xù)可繼續(xù)研究射野優(yōu)化方法，找到劑量結(jié)果與治療時(shí)間之間的“平衡點(diǎn)”，更好地服務(wù)于臨床。（2）本研究結(jié)果顯示HVMAT 計(jì)劃降低了危及器官的劑量，在理論上降低了放療副作用的發(fā)生概率，但實(shí)際治療效果仍需長(zhǎng)期的臨床隨訪數(shù)據(jù)支持。后續(xù)可結(jié)合臨床隨訪數(shù)據(jù)，進(jìn)一步評(píng)估HVMAT 的治療效果。綜上所述，HVMAT 在左乳腺癌胸鎖聯(lián)合放療計(jì)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是可行的，其不僅可提供更優(yōu)的靶區(qū)劑量分布，還可進(jìn)一步降低危及器官劑量。