容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療和常規(guī)調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)在乳腺癌保乳術(shù)后同步推量中的劑量學(xué)比較

任 曄，徐鋒超，單改仙，戴卓捷，崔 迪，蘇曉明，王宗燁

容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療和常規(guī)調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)在乳腺癌保乳術(shù)后同步推量中的劑量學(xué)比較

任 曄，徐鋒超，單改仙，戴卓捷，崔 迪，蘇曉明，王宗燁

目的 比較容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療(VMAT)和常規(guī)調(diào)強(qiáng)放療(IMRT)兩種技術(shù)在乳腺癌保乳術(shù)后同步推量放療中劑量學(xué)差異。方法 隨機(jī)選擇10例左側(cè)乳腺癌保乳術(shù)后患者，使用MONACO 5.1計(jì)劃系統(tǒng)，分別設(shè)計(jì)VMAT和IMRT計(jì)劃，處方劑量均為PTV50Gy/25 f、PGTVtb60 Gy/25 f，評估兩種計(jì)劃靶區(qū)劑量適形指數(shù)(CI)、均勻性指數(shù)(HI)，以及正常器官受照劑量(Gy)、機(jī)器跳數(shù)(MU)及治療時(shí)間。結(jié)果 VMAT計(jì)劃中靶區(qū)劑量的適形度明顯優(yōu)于IMRT(P<0.05)，而患側(cè)肺V5、V10、V20及健側(cè)肺V5稍高于IMRT組(P<0.05)。結(jié)論 對于乳腺癌保乳術(shù)后同步推量放療，VMAT和IMRT計(jì)劃都可以滿足臨床劑量學(xué)的要求，VMAT在適形度方面對于IMRT計(jì)劃有優(yōu)勢，并縮短了治療時(shí)間。

容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療；適形調(diào)強(qiáng)放療；劑量學(xué)；乳腺癌

乳腺癌是女性最常見的癌癥，在全球范圍內(nèi)，中國占據(jù)新診斷乳腺癌病例的12.2%，占據(jù)乳腺癌死亡的9.6%[1]。70%～80%的乳腺癌患者需要術(shù)后放療[2]。乳腺癌放療技術(shù)主要包括常規(guī)切線楔形野(FWF)、野中野(FIF)、三維適形(3D-CRT)、切線野逆向調(diào)強(qiáng)(T-IMRT)、多野調(diào)強(qiáng)(M-IMRT)、非常規(guī)表面補(bǔ)償(ISC)，以及容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)(VMAT，RapidArc)。切線野計(jì)劃靶區(qū)劑量分布不均；并且由于建成效應(yīng)，皮膚側(cè)形成低劑量區(qū)，增加組織補(bǔ)償后，皮下高劑量區(qū)直接影響保乳術(shù)后美容效果。三維適形放療由于對心臟和肺產(chǎn)生過多的照射劑量，不適于保乳術(shù)后患者，但對穿調(diào)強(qiáng)放療會(huì)使心臟和肺得到更好的保護(hù)[3]。由于保乳術(shù)后乳腺外形輪廓復(fù)雜，靶區(qū)劑量分布要求均勻以滿足乳腺美容效果，同時(shí)盡可能減少對周圍正常組織的照射。現(xiàn)行的IMRT技術(shù)有效提高了靶區(qū)劑量覆蓋,降低周圍正常組織受量；VMAT是在IMRT基礎(chǔ)上的容積動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)技術(shù)。本研究比較了保乳癌術(shù)后全乳照射VMAT和IMRT劑量分布特點(diǎn),評估VMAT技術(shù)在乳腺癌保乳術(shù)后放療的劑量學(xué)特點(diǎn)和應(yīng)用能力。

1 對象與方法

1.1 對象 隨機(jī)選取10例我科2015-1至2015-12左側(cè)乳腺癌保乳術(shù)后患者，病理均為浸潤性導(dǎo)管癌，其中位年齡42歲。以上患者均采用乳腺托架固定，使用飛利浦大孔徑CT模擬機(jī)定位，掃描層厚5 mm。乳腺CTV的勾畫包括定位CT圖像上可見的腺體組織，并參考CT定位時(shí)所做的臨床標(biāo)記。瘤床定義為GTVtb，是術(shù)后高危區(qū)域，參考瘢痕標(biāo)記，應(yīng)包括定位CT圖像上可見的血清腫及術(shù)中放置的鈦夾；GTVtb外放1～1.5 cm為瘤床CTV。乳腺CTV外放5 mm為PTV；瘤床CTV外放5 mm為PGTVtb，均限制不超過皮下3 mm。危及器官包括肺、心臟及健側(cè)乳腺組織。

1.2 計(jì)劃設(shè)計(jì) VMAT和IMRT計(jì)劃分別在Monaco5.1計(jì)劃系統(tǒng)上完成，給以6 MV能量X線照射。IMRT計(jì)劃4野照射，以內(nèi)外側(cè)切線野和各向內(nèi)偏差30°。VMAT計(jì)劃的射野起始角度為140°，終止角度為320°，弧長180°。計(jì)劃系統(tǒng)算法為蒙卡算法。其他條件兩者設(shè)計(jì)參數(shù)相同(射野等中心點(diǎn)，優(yōu)化目標(biāo)條件)，采用同步推量照射。兩組處方劑量均為PTV50 Gy/25 f、PGTVtb 60 Gy/25 f，所有計(jì)劃劑量均歸一至95%靶區(qū)體積達(dá)到處方劑量要求。

1.3 計(jì)劃評估 采用VMAT和IMRT技術(shù)分別對這10例患者制定放療計(jì)劃，比較兩種放療技術(shù)的靶區(qū)和危及器官劑量體積直方圖DVH、均勻性指數(shù)(HI)、適形度指數(shù)(CI)。按照ICRU83號報(bào)告要求[4]：HI=(D2%-D98%)/D50%，HI越小靶區(qū)內(nèi)劑量分布越均勻。CI=V50Gy/PTV，CI越接近1，靶區(qū)適形度越好。并比較左側(cè)肺V5、V10、V20、V30、V40及右側(cè)肺V5、V10，心臟V5、V10、V30、V40的評估指標(biāo)。另外對比兩組計(jì)劃的MU與治療時(shí)間。

1.4 劑量驗(yàn)證 兩種計(jì)劃分別由 IBA公司的驗(yàn)證系統(tǒng)實(shí)際驗(yàn)證，γ分析(3 mm，3%)通過率均達(dá)到95%以上。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS13.0軟件進(jìn)行處理，參數(shù)間比較采用配對t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 靶區(qū)及危及器官DVH圖比較 乳腺癌保乳術(shù)后放療，VMAT和IMRT計(jì)劃均能滿足靶區(qū)要求，但危及器官的照射劑量，兩者存在差異，VMAT和IMRT計(jì)劃靶區(qū)及危及器官DVH圖比較見圖1。

圖1 乳腺癌保乳術(shù)后放療IMRT與VMAT技術(shù)靶區(qū)及危及器官DVH圖比較

2.2 靶區(qū)劑量曲線的比較 乳腺癌保乳術(shù)后放療VMAT技術(shù)靶區(qū)的適形度優(yōu)于IMRT技術(shù)，但健側(cè)肺組織受低劑量照射區(qū)域明顯增大，劑量曲線的比較見圖2。

圖2 乳腺癌保乳術(shù)后放療IMRT與VMAT技術(shù)靶區(qū)劑量曲線的比較

2.3 靶區(qū)劑量學(xué)的比較 VMAT組的PGTVtb和PTV靶區(qū)CI分別為0.84±0.31和0.778±0.06，顯著高于IMRT組的0.58±0.14和0.693±0.082(P<0.05),其他指標(biāo)如平均劑量(Dmean)也表現(xiàn)出相對的優(yōu)越性(表1)。

2.4 肺、心臟、健側(cè)乳腺組織劑量分布比較 肺組織劑量VMAT和IMRT組比較：前者顯著降低了患側(cè)肺組織V30的高劑量區(qū)，而V5、V10、V20及健側(cè)肺V5稍高于IMRT組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。VMAT組心臟V10、 Dmean及健側(cè)乳腺V5、V10稍高于IMRT組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。

2.5 計(jì)劃實(shí)施的比較 VMAT組的平均機(jī)器跳數(shù)為1057 MU，平均出束時(shí)間為2.5 min；IMRT組的平均機(jī)器跳數(shù)為766 MU，平均出束時(shí)間為7.9 min。兩者均不含擺位時(shí)間。

VMATIMRTtPPGTVtb Dmin(Gy)55．14±2．6055．50±2．330．4340．674 Dmax(Gy)66．06±0．6765．83±0．950．6770．516 Dmean(Gy)62．03±0．3761．85±0．361．5000．168 HI1．05±0．001．05±0．010．3610．726 CI0．84±0．310．58±0．142．8980．018PTV Dmin(Gy)37．43±4．3635．66±4．121．2480．244 Dmax(Gy)66．07±0．6865．91±0．960．4230．682 Dmean(Gy)54．97±0．7655．56±0．682．5300．032 HI1．217±0．011．225±0．021．4450．182 CI0．778±0．060．693±0．0827．5360．000

注：VMAT為容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)治療；IMRT為常規(guī)調(diào)強(qiáng)放療

表2 乳腺癌保乳術(shù)后放療VMAT與IMRT技術(shù)肺、心臟、健側(cè)乳腺組織劑量分布比較 ±s)

注：VMAT為容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)治療；IMRT為常規(guī)調(diào)強(qiáng)放療

3 討 論

根據(jù)國家癌癥中心2015年數(shù)據(jù)，乳腺癌占全部女性惡性腫瘤發(fā)病率第一位，發(fā)病率呈明顯上升趨勢，發(fā)病趨勢年輕化。放療在乳腺癌的治療中發(fā)揮了重要作用,研究人員對1987-1999年納入1046例術(shù)后放療的患者行隨訪觀察20年證實(shí)，放射治療降低導(dǎo)管原位癌局部復(fù)發(fā)絕對風(fēng)險(xiǎn)12%(原位病變10%和浸潤性乳腺癌2%，95%置信區(qū)間，6.5～17.7)[5]。很多隨機(jī)分組研究顯示，對于早期乳腺癌患者，在保乳術(shù)后加用放療能夠達(dá)到與乳腺癌改良根治術(shù)相同的療效[6]。同時(shí)患者完整的乳腺也得以保留，具有很好的美容效果。

在乳腺癌術(shù)后放療的研究中，國內(nèi)外的學(xué)者通過不同的研究得到了一些結(jié)果。如Petra和Pohl[7]對比VMAT和IMRT技術(shù)在乳腺癌術(shù)后放療患側(cè)肺的劑量明顯減少，V20分別為19.3%和26.1%。王佳浩等[8]對28例乳腺癌根治術(shù)后放療患者進(jìn)行比較，VMAT計(jì)劃的HI值0.15，較IMRT的0.22均勻性顯著提高；而兩者適形性無明顯差異。本研究結(jié)果中VMAT組PTV及PGTVtb靶區(qū)CI為0.84±0.31和0.778±0.06，顯著優(yōu)于IMRT組，由于VMAT技術(shù)為全動(dòng)態(tài)出束，根據(jù)靶區(qū)形狀在任意方位上給予不同劑量率、不同強(qiáng)度的射線；而IMRT技術(shù)則是在固定方向上給予不同強(qiáng)度的射線，尤其在形狀不規(guī)則及靶區(qū)與危機(jī)器官交接部位，VMAT技術(shù)可以更好地均衡劑量補(bǔ)償。

在本組10例VMAT計(jì)劃中，患側(cè)肺V5、V10、V20，健側(cè)肺V5，心臟V10、 Dmean及健側(cè)乳腺V5、V10稍高于IMRT組，考慮計(jì)劃是采取左側(cè)乳腺切線方向15°入射角度，弧長為180°，由于射野角度的增加，增加了周圍器官的放射劑量。而在王佳浩等[8]對28例乳腺癌根治術(shù)后放療患者VMAT和IMRT計(jì)劃比較中，由于VMAT采用部分弧的雙弧照射，心臟平均劑量較VMAT降低45.4%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

對于乳腺癌保乳術(shù)后同步推量放療，VMAT和IMRT計(jì)劃各具優(yōu)勢。IMRT計(jì)劃對于正常組織的保護(hù)有明顯優(yōu)勢。而VMAT計(jì)劃在劑量適形度上優(yōu)勢突出，VMAT技術(shù)在患者體位重復(fù)性與治療精準(zhǔn)上也是有益的。VMAT的平均治療時(shí)間縮短了68%，減少了患者由于治療時(shí)間過長而引起的分次內(nèi)擺位誤差，有效地提高工作效率。同時(shí)縮短了治療時(shí)間，在乳腺癌保乳術(shù)后的放療中值得推薦。VMAT技術(shù)開展以來，在乳腺癌保乳術(shù)后放療突顯特色，本研究例數(shù)有限，今后有待增加研究數(shù)目并改進(jìn)計(jì)劃參數(shù)，充分體現(xiàn)VMAT治療的優(yōu)越性。

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(2016-11-15收稿 2017-02-21修回)

(責(zé)任編輯 梁秋野)

Dosimetric comparison between VMAT ang IMRT for breast-conserving therapy for breast cancer

REN Ye，XU Fengchao，SHAN Gaixian，DAI Zhuojie，CUI Di，SU Xiaoming，and WANG Zongye.

Department of Radiation Oncology, Hospital 306 of PLA, Beijing 100101, China

Objective To analyze the difference in dosimetric characteristics and protection of organs at risk(OAR)between volumetric modulated arc therapy(VMAT)and intensity modulated radiation therapy(IMRT) for breast cancer patients after breast-conserving therapy.Methods Ten patients with breast cancer (in the left breast)were planned in different ways.The prescribed dose for PTV was 50Gy/25f，while the dose for PGTVtb was boosted to 60 Gy/25 f.The dosimetric parameters of the two different plans, including the dose conformity index(CI)and homogeneity index(HI) of PTV,dose volume histogram(DVH)of normal tissue coverage，MU and delivery time were also analyzed.Results The dose distribution CI of the VMAT plan were better than that of IMRT(P<0.05).Compared with IMRT，VMAT increased the volume of the ipsilateral lung at 5,10,20Gy and the volume of the contrlateral lung at 5 Gy(P<0.05).Conclusion The two treatment modalities can satisfy clinical requirements. The dose distribution CI of the VMAT plan is better than that of IMRT.Also，the VMAT technology can shorten the duration of treatment.

volumetric modulated arc therapy；intensity modulated radiation therapy；dosimetry；breast cancer

任 曄，碩士，主治醫(yī)師。

100101 北京，解放軍306醫(yī)院放療科

王宗燁，E-mail：wangzye@163.com

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