混合野調強增加調強野比例在乳腺癌保乳術后放療中的應用研究

李超，胡艷，李晶晶，宋文立，羅海鋒

（長江大學附屬第一人民醫院腫瘤科放療中心，湖北 荊州 434000）

放射治療是早期乳腺癌患者行保乳術后較成熟的治療方式之一，作為手術和化療的一種輔助治療方式，放射治療能提高此類患者的總生存率[1]。由于乳腺所在位置離人體多個重要器官較近，因此，患者的放療計劃設計有一定難度。如果患者對美觀要求較高，則乳腺組織內的劑量均一性要高而靶區外的熱點區域要少。由于乳腺癌保乳患者壽命期望值較高，因此，在制定放療計劃時，應盡可能減少患者肺部組織及心臟部位接受的劑量以降低不良反應發生率。另外，患者對側乳腺也應接受盡量少的射線，如對側乳腺接受射線較多，將增加乳腺二次腫瘤的發生率[2]。Mayo 等[3]研究顯示，h-IMRT 與其他計劃比較，在乳腺癌保乳患者中的應用有劑量學方面的優勢，83%的劑量由3D-CRT 提供。本研究調整IMRT 和 3DCRT 的比例，其中 IMRT 為 80%，3D-CRT 為 20%，通常情況下，IMRT 占比的提高會提高靶區適型度從而提高美觀性。本研究探究了該技術在左右乳腺癌患者中的應用，并與其他3 種放療技術從危及器官參數、靶區適型度、靶區均一性、治療跳數、計劃執行時間等方面進行比較，以探求在乳腺癌混合野放療中提高IMRT 的比例是否能提高放療計劃質量，從而為乳腺癌保乳術患者選擇合適的放療技術提供理論依據，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2018 年6 月至2019 年10 月長江大學附屬第一人民醫院腫瘤放療中心收治的左右乳腺癌患者各12例，平均年齡（47±8）歲，乳腺大小為普通體積。

1.2 方法

1.2.1 體位固定及模擬定位 所有患者均使用一體化碳纖維板和熱塑體模進行體位固定，并行CT掃描，掃描范圍從下頜骨下緣到肋弓水平，包含整個肺部組織，層厚為5 mm，將得出的模擬定位CT 圖像傳至治療計劃系統（Varian Eclipse version 10.0: Varian Medical Systems Palo Alto，CA）。

1.2.2 靶區及危及器官勾畫 放射腫瘤醫師根據ICRU50，62 對危及器官及靶區進行勾畫，包括臨床靶區（CTV）、計劃靶區（PTV）、左右肺組織、心臟、對側乳腺。CTV 包括患者患側乳腺和胸大肌筋膜，在CTV基礎上進行外擴得到PTV，其中患者頭腳方向外擴1.5 cm，前方在體表內收5 mm，后方及左右方向均外擴1 cm。

1.2.3 放射治療計劃設計 所有放療計劃均由高年資放療物理師計劃設計，每位患者均設計4 套放療計劃。第1 個放療計劃為傳統計劃，使用30°楔形板的方形切線野；第2 個計劃為IMRT/3D-CRT 混合野計劃，照射方向均有切線方向，在此計劃中，3D-CRT 貢獻總劑量為20%；第3 個計劃為本腫瘤中心一直使用的IMRT/3D-CRT 計劃，其中IMRT 貢獻總劑量為20%，照射方向也均為切線方向；第4 個為全調強計劃，從患者乳腺切線分別以12°為間隔分別設置3野，總共6野制定計劃。4 套計劃處方劑量均為50 Gy，每分次2 Gy，整個治療次數25 次，其中要求95%的PTV 體積接受95%的處方劑量的照射。

放療計劃優化條件：PTV，95%的PTV接受處方劑量照射。危及器官：雙肺，V20＜25%，同側肺，V20＜30%，V5＜40%，V30＜20%，對側肺，V10＜10%，心臟，V20＜10%，V30＜5%，對側乳腺，V10＜10%。

1.3 放療計劃評估 每個放療計劃均記錄最終的治療跳數及執行時間，其中執行時間為換楔形板及技術員進出1 min、跳數除以劑量率600 Mu/min及機架旋轉時間之和。

從計劃系統的DVH圖像中獲取靶區及危急器官參數值。靶區：V105，V98，V2，V50。選用V105（即靶區105%處方劑量等劑量線包繞區域體積）參數是因靶區V105%能較好地反應患者后期的皮膚反應率[4]。選用V98，V2，V50參數是根據這幾個指標可計算均一性指數（homogeneity index，HI），公式為：HI=（D2-D98）/D50[5]。獲得靶區接受處方劑量的體積（VROI，pres），處方劑量包繞的體積（Vbody，pres）及PTV（VROI）體積，靶區的適型度指數（confomal index，CI）計算公式如下：CI=（VROI，pres）2/（VROI×Vbody，pres）[6]。危及器官主要選取以下參數：肺、心臟、對側乳腺。對于肺組織，記錄總肺V5、平均劑量，這2個參數與治療后的放射性肺炎密切相關[7-8]，此外，還分別記錄左右肺V20，V30，對于左側乳腺癌患者，記錄其心臟低劑量區V5及V30，平均劑量，有研究[9]表明，當心臟接受30 Gy劑量＜40%時，由放射線對心臟損傷而引起的死亡風險較低。對側乳腺記錄其V5及平均劑量。

1.4 統計學方法 采用SPSS 25.0統計軟件進行數據分析，計量資料以“”表示，使用單因素方差分析，如果有差異，則進一步進行LSD檢驗，以P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 靶區劑量學比較 腫瘤位于肺部左側時,PTV高劑量區V107%方面，h-IMRT（1∶4）明顯高于其他3 種放療計劃（P＜0.05），其他3種放療計劃V107%比較差異無統計學意義；PTV平均劑量方面，6f-IMRT與h-IMRT（1∶4）比較差異無統計學意義，并高于其他兩種放療計劃（P＜0.05），h-IMRT（4∶1）高于3D-CRT，4 種放療計劃平均劑量均高于處方劑量；適型度指數方面，6f-IMRT 明顯高于其他 3 種放療計劃，h-IMRT（1∶4）次之，3D-CRT 最差；4 種放療計劃均一性指數比較差異無統計學意義。腫瘤位于肺部右側的評估結果與左側一致，見表1。

表1 靶區劑量參數比較（）Table 1 Comparison of dosimetric parameters in planning target volume()

表1 靶區劑量參數比較（）Table 1 Comparison of dosimetric parameters in planning target volume()

腫瘤位置左側（n=12）右側（n=12）治療方式3D-CRT h-IMRT（1∶4)h-IMRT（4∶1)6f-IMRT F值P值3D-CRT h-IMRT（1∶4)h-IMRT（4∶1)6f-IMRT F值P值PTV平均劑量（Gy）50.3±0.5 52.3±0.4 51.1±0.6 52.0±0.2 26.51 0.00 50.0±0.1 51.8±0.3 50.8±0.2 51.9±0.2 138.30 0.00 V107%（cc）2.2±5.2 78.7±31.1 0.7±1.1 2.3±4.2 3.42 0.04 0.7±1.0 48.8±42.2 2.8±4.5 1.5±1.4 2.50 0.00 CI 0.44±0.11 0.70±0.06 0.64±0.06 0.79±0.04 23.21 0.00 0.42±0.03 0.74±0.04 0.71±0.05 0.85±0.02 196.81 0.00 HI 0.12±0.02 0.11±0.02 0.09±0.02 0.10±0.01 3.12 0.05 0.12±0.01 0.11±0.02 0.10±0.01 0.11±0.02 3.93 0.18

2.2 肺部劑量參數

2.2.1 與腫瘤位于同一側肺部劑量參數比較 在低劑量區（肺V5）方面，無論腫瘤位于肺部左側或右側，6f-IMRT均顯著高于其他3 種放療技術（P＜0.05），但在中高劑量區肺V20，V30方面，4種放療計劃比較差異均無統計學意義，見表2。

表2 與腫瘤位于同一側肺部劑量參數比較（，%）Table 2 Comparison of dosimetric parameters in ipsilateral lung(x±s,%)

表2 與腫瘤位于同一側肺部劑量參數比較（，%）Table 2 Comparison of dosimetric parameters in ipsilateral lung(x±s,%)

腫瘤位置左側（n=12）右側（n=12）治療方式3D-CRT h-IMRT（1∶4)h-IMRT（4∶1)6f-IMRT F值P值3D-CRT h-IMRT（1∶4)h-IMRT（4∶1)6f-IMRT F值P值V30 15.2±5.1 13.5±4.2 14.2±4.6 13.2±4.3 0.22 0.88 15.4±4.4 14.0±4.1 14.3±4.3 13.3±4.1 0.35 0.79 V5 25.4±7.7 23.4±6.8 23.7±6.8 33.3±8.6 5.29 0.01 27.9±5.9 26.2±5.9 26.4±5.8 36.8±5.5 6.04 0.00 V20 17.1±5.4 15.6±4.8 16.4±5.2 18.4±5.6 0.29 0.83 17.5±4.7 16.2±4.5 16.7±4.6 20.3±4.0 1.31 0.29

2.2.2 位于腫瘤對側肺部劑量參數比較 無論腫瘤位于肺部左側或右側，在4 種放療技術中，只有肺部低劑量區（肺V5）在使用6f-IMRT 時有極少部分肺組織受到照射，而肺中劑量區V20，V30均未累及肺，見表3。

表3 位于腫瘤對側肺部劑量參數比較（，%）Table 3 Comparison of dosimetric parameters in contralateral lung(x±s,%)

表3 位于腫瘤對側肺部劑量參數比較（，%）Table 3 Comparison of dosimetric parameters in contralateral lung(x±s,%)

腫瘤位置左側（n=12）V30 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0右側（n=12）治療方式3D-CRT h-IMRT（1∶4)h-IMRT（4∶1)6f-IMRT F值P值3D-CRT h-IMRT（1∶4)h-IMRT（4∶1)6f-IMRT F值P值V5 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.5±0.3 10.80 0.00 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 1.0±1.1 6.96 0.00 V20 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.1 1.00 0.41 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0

2.2.3 兩側肺總體受到劑量參數比較 無論腫瘤位于肺部左側或右側，低劑量區（肺V5）均在使用6f-IMRT時明顯增高（P＜0.05）。肺部平均劑量方面，當腫瘤位于肺部左側時，4種放療技術比較差異均無統計學意義；腫瘤位于肺部右側時，3D-CRT 技術平均劑量較其他技術均顯著增大（P＜0.05），見表4。

2.3 對側乳腺受到劑量參數比較 對側乳腺低劑量區（V5）方面，6f-IMRT 均顯著高于其他3 種放療技術；平均劑量方面，無論腫瘤位于肺部左側或右側，6f-IMRT組均高于其他3種放療技術（P＜0.05），見表5。

表4 肺總體積參數比較（）Table 4 Comparison of dosimetric parameters in whole lung()

表4 肺總體積參數比較（）Table 4 Comparison of dosimetric parameters in whole lung()

腫瘤位置左側（n=12）右側（n=12）平均劑量（Gy）4.4±1.4 3.5±1.1 4.0±1.3 4.4±1.3 0.71 0.56 12.0±7.8 5.3±1.4 5.4±1.4 6.1±1.1 4.04 0.03治療方式3D-CRT h-IMRT（1∶4)h-IMRT（4∶1)6f-IMRT F值P值3D-CRT h-IMRT（1∶4)h-IMRT（4∶1)6f-IMRT F值P值V5（%）11.3±3.8 10.3±3.3 10.4±3.4 15.3±4.9 6.14 0.03 16.2±3.7 15.2±3.7 15.3±3.8 21.7±3.5 5.61 0.00

表5 對側乳腺受到劑量參數比較（）Table 5 Comparison of dosimetricparameters in contralateral breast()

表5 對側乳腺受到劑量參數比較（）Table 5 Comparison of dosimetricparameters in contralateral breast()

1.1±0.4 0.9±0.3 1.0±0.4 2.6±1.3 8.07 0.00 2.8±2.6 2.5±2.4 2.5±2.4 5.4±3.0 4.33 0.04腫瘤位左側（n=12）右側（n=12）3D-CRT h-IMRT（1∶4）h-IMRT（4∶1）6f-IMRT F值P值3D-CRT h-IMRT（1∶4）h-IMRT（4∶1）6f-IMRT F值P值1.5±2.2 1.1±1.7 1.2±1.8 15.0±7.7 16.20 0.00 7.3±8.1 6.6±7.9 6.8±8.0 28.3±14.8 8.93 0.00

2.4 心臟受到劑量參數比較 當腫瘤位于肺部左側：在心臟低劑量區方面（V5），6f-IMRT 明顯高于其他3 種放療技術（P＜0.05），3D-CRT 次之并高于混合調強兩種放療技術；在心臟中劑量區（V30）方面，h-IMRT（1∶4）低于其他3種放療技術（P＜0.05）；平均劑量方面4 種放療技術比較差異無統計學意義。當腫瘤位于肺部右側：中劑量區（V30）方面，4種放療技術均未累及；低劑量區方面，6f-IMRT高于其他3種放療技術（P＜0.05），平均劑量方面6f-IMRT 也最高（P＜0.05），其他幾種治療技術在這兩種參數方面比較差異均無統計學意義，見表6。

2.5 治療跳數和執行時間 治療跳數方面，無論腫瘤位于肺部左側或右側，6f-IMRT 均高于其他3 種放療技術（P＜0.05），且其他3種放療技術比較差異均無統計學意義；執行時間方面，6f-IMRT 和其他3 種放療方式比較顯著增加（P＜0.05），兩種混合野技術無差別且低于6f-IMRT。執行時間是指患者位置擺好時至治療跳數完成時的時間，包括機架旋轉時間（5.8°/s），出跳數時間（總MU/10），換楔形板時間（換一次按60 s計算），見表7。

表6 心臟劑量參數比較（）Table 6 Comparison of dosimetric parameters in heart()

表6 心臟劑量參數比較（）Table 6 Comparison of dosimetric parameters in heart()

腫瘤位置 平均劑量（Gy治療方式V5（%）V30（%）左側（n=12）右側（n=12）4.5±2.8 4.1±2.7 4.1±2.8 5.3±3.8 0.21 0.89 1.4±0.3 1.3±0.3 1.3±0.3 2.3±0.8 8.39 0.00 3D-CRT h-IMRT（1∶4）h-IMRT（4∶1）6f-IMRT F值P值3D-CRT h-IMRT（1∶4）h-IMRT（4∶1）6f-IMRT F值P值13.5±8.9 11.3±8.7 11.7±8.7 20.8±8.5 6.21 0.03 0.5±0.6 0.2±0.3 0.2±0.3 8.7±5.2 20.26 0.00 4.5±5.1 3.7±4.7 4.7±4.5 4.7±6.9 0.04 0.99 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0 0.0±0.0）

表7 治療跳數和執行時間（）Table 7 Treatment monitor unit and treatment time()

表7 治療跳數和執行時間（）Table 7 Treatment monitor unit and treatment time()

執行時間（s）122.1±0.4 93.4±2.3 90.8±0.8 144.2±6.4 324.20 0.00 122.3±0.2 93.1±1.2 91.4±0.9 146.2±11.5 162.54 0.00腫瘤位置左側（n=12）右側（n=12）治療方式3D-CRT h-IMRT（1∶4)h-IMRT（4∶1)6f-IMRT F值P值3D-CRT h-IMRT（1∶4)h-IMRT（4∶1)6f-IMRT F值P值治療跳數（MU）311.3±4.4 313.3±22.7 287.7±8.5 717.7±64.5 216.13 0.00 313.0±2.4 310.1±12.5 293.4±9.4 737.6±114.9 111.22 0.00

3 討論

乳腺癌保乳術后放療包括非根治性術后放療和手術后放療，患者無需切除整個乳房，因此，能顯著提高患者的生活質量[10]。有研究顯示，乳腺癌患者保乳術后放療能達到與根治性手術同樣的治療效果，是早期乳腺癌患者的一種標準治療手段[11-12]。由于患者生存期望較高，因此，在滿足靶區要求的同時降低危急器官劑量，從而降低患者晚期不良反應發生率，不良反應包括放射性肺炎、放射性心臟病、二次腫瘤等。

本研究比較 3D-CRT，h-IMRT（1∶4），h-IMRT（4∶1），6f-IMRT 放療技術在早期乳腺癌的應用，以了解提高混合野調強IMRT 劑量輸出比例是否能提高放療計劃質量，并找到適合左右乳腺癌患者的最佳放療方式。

傳統的3D-CRT技術對設備要求不高，且能滿足靶區的劑量要求，但如果此類計劃并未根據患者實際情況設計，則適型度不高易導致危急器官接受過高劑量，晚期易發生嚴重不良反應[13]。因此，Mayo等[3]在傳統切線野上加了2個正對的調強切線野，其中3D-CRT劑量為83%，這一改進提高了靶區適型度并降低心臟、同側肺及靶區周圍軟組織劑量，與本研究第3個計劃—h-IMRT（4∶1）結果一致。本研究的第2個計劃通過提高IMRT的比例提高計劃質量，發現與h-IMRT（1∶4）比較，其靶區適型度（CI）明顯提高（P＜0.05），但增加了靶區V107%的體積（P＜0.05）。6f-IMRT計劃能顯著改善靶區適型度，但在危及器官低劑量區控制效果不佳。

乳腺癌放療中，患者皮膚反應是人們普遍關心的問題，因皮膚反應過大會影響美觀。V107%能較好地預測皮膚反應的發生率。Chen等[14]發現在傳統分割條件下，V107%＞28.6%或V110%＞5.13%與急性皮膚反應密切相關，Tortorelli等[15]發現在傳統分割條件下，V107%＞9 cc與急性的二度到三度皮膚反應密切相關。本研究結果顯示，無論腫瘤位于左側乳腺或右側乳腺，切線野3D-CRT 和h-IMRT（4∶1）均能滿足要求，而6f-IMRT和h-IMRT（1∶4）均不能滿足要求，提示如需保護乳腺皮膚組織，應選擇對皮膚傷害較小的3D-CRT或h-IMRT技術。

放射性心臟損傷也是乳腺癌保乳術后放療患者所面臨的問題之一，由于患者預期的生存期較長，因此，在制定放療計劃時應考慮心臟劑量，尤其在制定左側乳腺癌放療計劃時，Darby等[16]的研究中發現，在乳腺癌放療中，如果心臟暴露在射線下會增加缺血性心臟病發生率。心臟V30是重要指標，如果V30＞10%會影響心肌灌注[17]。本研究結果顯示，當病灶在右側，除使用6f-IMRT時V5較大外，其他幾種治療方式心臟接受的劑量可忽略不計，但當病灶在左側時，使用6f-IMRT時V5較大，在使用h-IMRT（1∶4）時V30較?。≒＜0.05），但所有的放療技術均未達到文獻中V30＞10%這一臨界值。因此，就心臟保護方面，這4種放療技術均可使用。

在乳腺癌保乳術患者中，肺部劑量限值應引起放療計劃者的重視，因放射性肺炎的發生與患者的預后有密切關系。在常規分割的放射治療中，放射劑量學參數在一定程度上可預測肺炎發生率。研究表明，肺V20和MLD及肺V5與放射性肺炎密切相關[18-20]。本研究結果顯示，無論病灶位于肺部左側或右側，使用6f-IMRT時低劑量區V5均大于其他幾種放療技術（P＜0.05），其他3種放療技術比較差異無統計學意義；平均劑量方面，當腫瘤位于肺部右側時,3D-CRT較其他幾種放療方式顯著增大（P＜0.05）,其他幾種放療方式比較差異無統計學意義。當腫瘤位于左側時，幾種放射治療技術比較均無統計學意義，提示當腫瘤位于右側時使用3D-CRT 或者6f-IMRT技術時均可能增加患者放射性肺炎發生率，而當腫瘤位于左側時只有當使用6f-IMRT 技術時可能會增加患者放射性肺炎發生率，影響患者預后。

由于乳腺癌保乳術后患者生存期較長，因此，對于其他部位由于接受散射線而導致二次腫瘤的發生也應引起關注。有研究表明[21]，雖然調強放射治療降低了高劑量區接受射線照射面積，但正常組織接受低劑量照射區域卻增多，將增加二次腫瘤發生率，與其他不良反應不同，二次腫瘤發生率無閾值，即使接受低劑量照射也引起重視。本研究結果顯示，使用6f-IMRT放療技術不僅增加了低劑量區且平均劑量也較高，而其他幾種放療技術在這兩個參數方面比較差異無統計學意義。因此，如患者年齡較小，應慎重考慮使用6f-IMRT技術。

有研究報道，治療跳數增加也會增加二次腫瘤發生風險，機器跳數增加2～3倍，會使二次腫瘤發生率由1%提高至1.75%，尤其是在長期生存的患者中更顯著[22]。上述放療方式中，6f-IMRT 治療方式跳數最多，h-IMRT(4∶1)最少，其他兩種治療方式比較差異無統計學意義。治療時間是患者及技術員比較關心的指標，通過計算發現6f-IMRT 組最高，其次是有楔形板的3D-CRT 組，兩種混合野調強比較差異無統計學意義。因此，如患者身體狀態不佳，耐受時間較多，應考慮治療時間相對較短的兩種混合野調強技術。

本研究通過比較3D-CRT，h-IMRT（1∶4），h-IMRT（4∶1），6f-IMRT 4 種放療技術在左右乳腺癌保乳術后患者中的應用，綜合考慮放射性心臟病、放射性肺炎、對側乳腺二次腫瘤發生率、治療跳數及執行時間等因素，發現如患者年齡較小，預期壽命較長，應慎重選擇6f-IMRT技術；如患者在治療過程中不能耐受較長時間，應選擇h-IMRT（4∶1）；如要控制患者皮膚反應，不應選擇h-IMRT（1∶4）技術；如要控制患者放射性肺炎及放射性心臟病發生率也不應選擇6f-IMRT技術。本研究的不足之處在于樣本量較少，只選取左右兩側乳腺各12例，后期應加大樣本量進行研究。另外，調強野方式較多，本研究只選取比較有代表性的一種，因此，得出的結論可能會有偏差。

綜上所述，在混合野調強中提高調強比例可能并不能提高計劃質量，與本研究的其他3 種放療方式比較，在本放療中心現有設備條件下，h-IMRT（1∶4）仍是左右乳腺癌患者首選的放療技術。