快速旋轉調強計劃在乳腺癌術后放療中的應用價值

賀春鈺，木克代斯·拜克提亞爾，木妮熱·木沙江（新疆醫科大學附屬腫瘤醫院，烏魯木齊830011）

快速旋轉調強計劃在乳腺癌術后放療中的應用價值

賀春鈺，木克代斯·拜克提亞爾，木妮熱·木沙江
（新疆醫科大學附屬腫瘤醫院，烏魯木齊830011）

目的 探討快速旋轉調強（RapidArc）計劃在乳腺癌術后放療中的應用價值。方法 選擇20例左側女性乳腺癌患者定位CT圖像（10例保乳術后和10例改良根治術后），統一勾畫靶區，分別設計RapidArc計劃和5野逆向調強放療（5F-IMRT）計劃，根據劑量-直方圖比較兩種計劃的靶區和危及器官體積-劑量關系、適形度指數（CI）、均勻性指數、機器跳數及治療時間。結果 在兩種不同手術方式下，RapidArc計劃的靶區均勻性指數數值均低于5F-IMRT計劃，且機器跳數、治療時間明顯減少（P均＜0.05）；在改良根治術后，RapidArc計劃中的CI、患側肺的平均劑量、V5、V10、心臟V5均高于5F-IMRT計劃（P均＜0.05）；保乳術后，RapidArc計劃中的患側肺的V5、心臟V5均高于5F-IMRT計劃（P均＜0.05）。結論 乳腺癌術后RapidArc計劃能改善靶區均勻性，減少機器跳數，但可增加危及器官低劑量體積，且計劃制定時間長。

乳腺腫瘤；快速旋轉調強；逆向調強放療；劑量學

放療是乳腺癌綜合治療中必不可少的治療手段。既往用于乳腺癌術后的放療多涉及固定野的靜態調強放療，該技術改善了劑量均勻性，但對適形度提高較少［1］。近年來乳腺癌術后逆向調強放療（IMRT）研究較多，其目的是進一步提高靶區適形度和劑量均勻性［2］。近來基于容積調強（VMAT）的快速旋轉調強放療（RapidArc）技術是在機架連續旋轉過程中，通過多葉準直器連續運動來不斷改變設野大小和形狀的一種錐形束調強放療方式，廣泛用于前列腺癌、直腸癌、鼻咽癌等多種腫瘤的治療。而在乳腺癌放射治療中的應用價值尚需臨床驗證。2014年，我們在保乳術后和改良根治術后的患者中分別制定了RapidArc和5野IMRT（5F-IMRT）計劃，擬通過劑量學指標的比較來探尋符合臨床需求的最優方案。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2014年本院有放療指征的左側乳腺癌保乳術后和改良根治術后的女性患者的CT定位圖像各10例，20例患者中位年齡45.5歲，病理檢查結果均為浸潤性導管癌，分期為pT1-2N0-1M0。由一位副主任醫師勾畫靶區及危及器官。保乳患者靶區包括全乳、胸壁（或）鎖骨上/區淋巴結區。改良根治術后患者靶區包括患側胸壁和（或）鎖骨上/區淋巴結區。胸壁、乳腺及鎖骨上/下區的淋巴引流區及危及器官（心臟、同側肺、對側肺及對側乳腺）勾畫參考文獻［3，4］。

1.2 計劃制定 每個患者均分別制定5F-IMRT、RapidArc計劃。5F-IMRT計劃等中心放在整個靶區的中心層面，機架角角度大致設定為0°、52°、100°、150°、306°，子野的面積≥9 cm2和機器跳數＞5 MU，給予一定優化條件，由TPS自行優化，反復調整優化參數最終達到理想劑量分布。RapidArc計劃：采用共面和旋轉方向相反的兩部分弧方式布野，兩個弧度范圍大致相同，逆時針旋轉機架角起始角范圍為130°～145°，終止角度為290°～305°，每個旋轉弧設置一定的準直器角度和大小。兩個計劃設置相同的優化條件及危及器官、靶區權重。靶區PTV處方劑量為50 Gy/25次，最大劑量不超過110%的處方劑量，正常組織限量：心臟V15≤30%，V30＜20%，V40＜15%，心臟平均劑量≤20 Gy；患側肺V20＜25%，平均劑量≤15 Gy，雙側肺臟V20＜18%；對側乳腺最大劑量＜8 Gy。

1.3 評估指標 通過DVH評價兩種治療計劃的靶區劑量分布、危及器官受照射的劑量-體積關系。PTV比較參數：適形指數（CI）評價靶區與參考等劑量曲面的適形程度，計算公式=（VTref/VT）× （VTref/Vref）（其中VTref為參考等劑量線面所包繞的靶區體積；VT為靶區體積；Vref為參考等劑量線面所包繞的所有區域的體積），CI范圍為0～1，值越大，適形度越好；采用均勻指數（HI）評價靶區內劑量分布的均勻性，計算公式=D2-D98/D處方× 100%，值越小，說明均勻性越好；危及器官比較參數主要為Vx，定義為X%的處方劑量所包繞的器官或靶區體積。Dmean代表各危及器官的平均劑量。

1.4 統計學方法 采用SPSS17.0統計軟件。計量數據用±s表示，兩種計劃的不同參數間比較采用配對t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 靶區劑量學比較 不同手術方式下的兩種放療計劃的靶區比較結果見表1、表2。改良根治術后：RapidArc計劃的靶區CI、HI優于5F-IMRT計劃（t分別為5.521、-6.847，P＜均0.05），V95高于5 F-IMRT計劃（t=7.104，P＜0.05），但RapidArc計劃在MU和治療時間上較5F-IMRT計劃明顯減少（t分別為-9.831、-7.403，P均＜0.05）。保乳術后：RapidArc計劃的靶區HI優于5 F-IMRT計劃（t=-8.045，P＜0.05），V95高于5 F-IMRT計劃（t=5.16，P＜0.05）；在MU和治療時間上較5F-IMRT計劃明顯減少（t分別為-9.725、-8.778，P均＜0.05）。

表1 改良根治術后兩種計劃PTV劑量學比較（±s）

表1 改良根治術后兩種計劃PTV劑量學比較（±s）

放療計劃CIHI（%）D95V95V100V110跳數（Mu）時間（min）2.64±0.63 5F-IMRT0.92±0.011.14±0.014 976.0±51.394.55±0.4495.55±1.462.50±1.01861.40±35.205.40±0.25 t 5.521-6.8470.8647.1040.4380.669-9.831-7.403 P 0.0010.0000.3750.0000.3920.4270.0000.000 RapidArc0.95±0.011.03±0.024 985.7±47.997.36±1.0696.33±0.572.50±1.07651.12±26.25

表2 保乳術后兩種計劃PTV劑量學比較（±s）

表2 保乳術后兩種計劃PTV劑量學比較（±s）

放療計劃CIHI（%）D95V95V100V110跳數（Mu）時間（min）2.84±0.72 5F-IMRT0.98±0.021.10±0.024 876.0±81.397.34±0.5396.75±0.661.80±0.27 1 274.60±35.207.25±1.08 t 0.720-8.0452.5805.1602.1040.890-9.725-8.778 P 0.7260.0000.1370.0000.1500.6410.0000.000 RapidArc0.98±0.031.02±0.014 955.7±47.999.08±1.0197.25±0.481.82±0.21684.26±31.18

2.2 危及器官劑量學比較 不同手術方式下的兩種放療計劃的危及器官比較結果見表3～6。改良根治術后RapidArc計劃中患側肺的Dmean（Gy）、V5、V10和心臟的V5均高于5F-IMRT計劃（P均＜0.05），保乳術后患側肺臟V5、心臟的Dmean（Gy）、V5均高于5F-IMRT計劃（P均＜0.05）。

表3 改良根治術后兩種計劃患側肺的劑量學比較±s）

表3 改良根治術后兩種計劃患側肺的劑量學比較±s）

放療計劃Dmean（Gy）V5V10V20V306.46±2.7110.83±1.57 5F-IMRT14.63±2.1951.52±2.8540.83±4.2826.33±2.0811.05±1.44 t 5.17211.9748.9800.8530.980 P RapidArc17.28±2.5455.41±3.2145.39±3.162 0.0000.0000.0000.5720.344

表4 改良根治術后兩種計劃心臟的劑量學比較（±s）

表4 改良根治術后兩種計劃心臟的劑量學比較（±s）

放療計劃DmeanV5V10V20V304.57±1.622.84±1.06 5F-IMRT15.68±5.1675.17±5.5248.36±6.8115.91±1.212.52±0.47 t 0.6217.5720.3640.8141.101 P RapidArc15.47±6.1080.56±4.9148.27±6.781 0.3470.0000.7360.4450.259

表5 保乳術后兩種計劃患側肺的劑量學比較±s）

表5 保乳術后兩種計劃患側肺的劑量學比較±s）

放療計劃Dmean（Gy）V5V10V20V303.58±2.6015.60±1.67 5F-IMRT15.26±0.4755.15±2.7245.83±4.7232.33±2.0816.16±2.84 t 0.84811.9740.9190.5860.956 P RapidArc15.35±0.4559.07±4.6246.41±4.383 0.4610.0000.3820.5850.334

表6 保乳術后兩種計劃心臟的劑量學比較（±s）

表6 保乳術后兩種計劃心臟的劑量學比較（±s）

放療計劃DmeanV5V10V20V301.81±0.781.42±0.77 5F-IMRT12.11±3.3767.04±3.6640.21±5.8111.27±1.011.42±0.53 t 1.92521.4610.8430.8581.032 P RapidArc12.09±3.2874.87±2.5840.04±3.511 0.1050.0000.3470.3820.210

3 討論

放射性肺和心臟損傷是乳腺癌放療中最重要的并發癥。由于肺和心臟均是并行器官，一般來說高劑量的受照射體積可能對預測放射性損傷發生的意義更大［8］。由于肺組織對放射線具有低劑量超敏現象，因此有數據顯示V5、V10是預測放射性肺損傷的有效指標［9］，但多數乳腺癌患者為女性，吸煙者罕見，發病年齡高峰在45～54歲［10］，肺部本身不存在嚴重的基礎病變，肺功能相對較好，因此低劑量體積的增加是否會增加乳腺癌患者放射性肺損傷發生風險還需長期隨訪和更全面的分析證實。

快速旋轉調強計劃應用于臨床的時間較短且技術較復雜，RapidArc計劃最突出的特點就是機器跳數明顯減少，治療時間短，這不僅減少設備耗損，提高工作效率，而且對于難以長時間保持體位的患者來說減少了治療分次內因體位變化和器官體積變化等因素導致的劑量誤差。鄭亞琴等［11］研究發現保乳術后RapidArc計劃機器跳數減少了25%，治療時間節約60%。王佳浩等［12］比較了在乳腺癌改良根治術后固定野IMRT計劃與VMRT計劃也發現總跳數減少了27.5%，時間減少了65%。

本研究結果顯示，無論改良根治術或保乳術后，RapidArc計劃的靶區均勻性指數均優于IMRT計劃，主要表現在靶區覆蓋率上較IMRT計劃好，而在患側肺和心臟的低劑量體積如V5、V10和Dmean則高于IMRT計劃。此與國外研究結果一致［5，6］。本研究發現，改良根治術后PTV在調強放療中均勻性較差，而RapidArc計劃則表現得曲線較光滑，弧度貼近靶區方向，這主要與兩種計劃出束方式不同導致，故在胸壁薄、胸廓曲度大的改良根治術后更能突出RapidArc優勢，此與陳亞正等［7］研究結果一致。但不可忽視的是RapidArc計劃優化算法較復雜，其直接優化子野的形狀和權重，且可優化的空間參數較多，計劃系統進行系統計算時需耗時更長時間。一般完成1個逆向調強計劃約需15 min，而RapidArc計劃約需100 min。

綜上所述，RapidArc計劃與5F-IMRT計劃PTV劑量分布基本一致，危及器官的劑量-體積關系均符合臨床要求，雖然RapidArc計劃的機器跳數少，治療時間短，但制定計劃的時間較長。因此，雖然總體來說旋轉調強放療在乳腺癌術后的應用并不優于IMRT，但在某些特殊情況下如胸壁較薄、胸廓畸形或弧度較大時可考慮使用快速旋轉調強放療，可能對改善靶區均勻性、適形度有所幫助。

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2015-10-24）