大分割模式下FIF-IMRT和IMRT技術治療左側乳腺癌保乳術患者的劑量學參數比較

易瓊 錢紅燕 楊燕光 王向前 袁小鵬 王鋒 朱琪偉

【摘要】 目的：探究大分割模式下，野中野正向調強放療（FIF-IMRT）和逆向調強放療（IMRT）技術治療左側乳腺癌保乳術患者的劑量學參數差異。方法：選取2018年5月-2021年7月南通大學附屬腫瘤醫院收治的左側乳腺癌保乳術后患者62例，分別制定FIF-IMRT、IMRT兩種治療計劃。在滿足計劃靶體積（PTV）達到95%乳腺處方劑量的前提下，兩種計劃的PTV、危及器官（OAR）受量分布及機器跳數等劑量學參數差異。結果：FIF-IMRT計劃的最大劑量（Dmax）及均勻性指數（HI）均高于IMRT計劃，差異均有統計學意義（P<0.05），兩種計劃的靶區平均劑量（Dmean）、V95、V100、V105及適形度指數（CI）比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。FIF-IMRT計劃心臟及左肺V5、V10均低于IMRT計劃，差異均有統計學意義（P<0.05），與此同時FIF-IMRT計劃右乳及脊髓Dmean、Dmax均低于IMRT計劃，差異均有統計學意義（P<0.05），兩種計劃右肺Dmean、Dmax及最小劑量（Dmin）劑量分布比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。此外FIF-IMRT計劃的機器跳數低于IMRT計劃，差異有統計學意義（P<0.05）。結論：在左側乳腺癌保乳術后大分割調強治療中，與IMRT技術相比，FIF-IMRT均勻性略差，但在降低心臟及左肺低劑量照射區體積的優勢較大，同時對右乳及脊髓的保護作用更顯著，且機器損耗小。

【關鍵詞】 大分割模式 野中野正向調強放療 逆向調強放療 乳腺癌 保乳術 劑量學

[Abstract] Objective： To investigate the differences in dosimetry parameters between hypofractionated field-in-field intensity-modulated radiotherapy （FIF-IMRT） and intensity-modulated radiotherapy （IMRT） in the treatment of patients undergoing breast-conserving surgery for left breast cancer. Method： A total of 62 patients with left breast cancer after breast-conserving surgery admitted to Tumor Hospital Affiliated to Nantong University from May 2018 to July 2021 were selected， two treatment plans， FIF-IMRT and IMRT， were made respectively. On the premise that the planning target volume （PTV） reached 95% of the prescribed dose， dosimetry parameters such as PTV， dose distribution of organ at risk （OAR） and machine hop count were compared between the two plans. Result： The maximum dose （Dmax） and homogeneity index （HI） in the FIF-IMRT plan were higher than those in the IMRT plan， the differences were statistically significant （P<0.05）. There were no statistically significant differences in mean dose （Dmean）， V95， V100， V105 and conformity index （CI） between the two plans （P>0.05）. Heart and left lung V5 and V10 in the FIF-IMRT plan were lower than those in the IMRT plan， the differences were statistically significant （P<0.05）. Dmean， Dmax and Dmin of right breast and spinal cord in the FIF-IMRT plan were lower than those in the IMRT plan， the differences were statistically significant （P<0.05）. There were no statistically significant differences in Dmean， Dmax and minimum dose （Dmin） of the right lung （P>0.05）. Machine hop count in the FIF-IMRT plan was lower than that of IMRT plan， the difference was statistically significant （P<0.05）. Conclusion： Compared with hypofractionated IMRT， the uniformity of hypofractionated FIF-IMRT is slightly worse after breast-conserving surgery for left breast cancer， but it has more advantages in reducing the volume of low-dose radiation area in heart and left lung， in addition， it can better protect on right breast and spinal cord， with less machine loss.

[Key words] Hypofractionated Field-in-field intensity-modulated radiotherapy Intensity-modulated radiotherapy Breast cancer Breast-conserving surgery Dosimetry

First-author's address： Tumor Hospital Affiliated to Nantong University， Nantong 226361， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2023.14.002

隨著我國醫療水平的不斷進步，對于早期乳腺癌患者行保乳術后給予化療的治療方式能夠顯著增加患者的生存率，并有效降低復發的風險，該綜合治療方式已逐漸成為臨床標準治療方案[1]。由于不同患者的乳腺外觀及相關部位的寬度之間存在差異，普通放療的靶區劑量難以均勻分布，同時對患者的心、肺等危及器官（OAR）的照射劑量較高，由于治療時間長，易使正常組織發生損傷，對患者的預后水平產生不利影響[2-3]。既往文獻[4-5]研究表明，大分割模式下調強放療能夠有效改善劑量的分布情況，并能減少治療過程中對正常組織或器官的照射區體積及相關不良反應的發生率。不同大分割模式下調強放療技術具有不同的優化過程，使得放療靶區及OAR的劑量分布存在較大差異，但對于乳腺癌保乳術后大分割調強放療技術的選擇尚未得出一致性結論[6-7]。目前對于野中野正向調強放療（FIF-IMRT）和逆向調強放療（IMRT）兩種技術的劑量學參數比較鮮有研究，鑒于此，本研究旨在比較FIF-IMRT、IMRT兩種治療計劃的劑量學參數差異，以期為臨床提供參考?，F報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2018年5月-2021年7月南通大學附屬腫瘤醫院收治的左側乳腺癌保乳術后患者62例，年齡26～58歲，平均（43.58±3.81）歲；臨床分期：Ⅰ期38例，Ⅱ期24例；病理類型：浸潤性導管癌48例，原位癌11例，其他3例。（1）納入標準：①均接受左側乳腺癌保乳術，且經病理診斷為乳腺癌，手術切緣為陰性；②年齡>18歲；③術后病理分期為Ⅰ～Ⅱ期；④術后手術切口愈合較好，能滿足治療時體位的要求。（2）排除標準：①卡式評分低于90分；②伴有心肺功能障礙；③具有放療禁忌證或放療史；④伴有肝腎功能異常。本研究經醫院醫學倫理委員會批準，患者知情同意。

1.2 方法

1.2.1 CT掃描與定位 指導患者取仰臥位，將雙手交叉后抱頭，使用真空袋對患者體位進行固定，將患者的左上肢向外展開至90°以上，對腋中線及體中線進行標記。采用螺旋CT對患者進行掃描定位，層厚為5 mm，掃描的范圍主要包括患者的胸廓入口處至肺部下緣，包括全乳腺及周圍組織，掃描完成后將圖像上傳至計劃系統。

1.2.2 靶區定義 所有入選患者均由同一具有豐富放療經驗的醫師勾畫靶區，在全乳腺范圍的基礎上外放5 mm形成計劃靶體積（PTV），對于皮膚方向則不進行外放。將心臟、雙肺、右乳及脊髓定義為OAR。

1.2.3 計劃制定 采用Eclipse 13.5治療計劃系統為62例左側乳腺癌保乳術后患者分別制定FIF-IMRT、IMRT兩種治療計劃。乳腺處方劑量DT為40.05 Gy，2.67 Gy/次，5次/周，共15次，后瘤床區加量10.68 Gy，2.67 Gy/次，共4次，要求兩種計劃均滿足PVT達到95%的處方劑量。FIF-IMRT計劃：以兩個平行對穿的切線野照射為主野，并于主野方向增加子野，利用多葉準直器對高劑量區進行遮擋，并對子野進行劑量優化。IMRT計劃：主野方向與FIF-IMRT計劃一致，設定6個野，并通過參數優化對劑量分布進行調整。

1.3 觀察指標與計劃評估 （1）利用DVH比較兩種計劃的PVT，主要包括靶區平均劑量（Dmean）、最大劑量（Dmax）、V95、V100、V105，計算適形度指數（CI）評估兩種計劃的適形程度，公式如下：CI=（Vt， ref/Vt）×（Vt， ref/Vref），其中Vt為計劃總靶體積，Vref為95%處方劑量覆蓋體積，Vt， ref為95%處方劑量覆蓋計劃靶體積，CI值范圍為0～1，且CI值越高表示計劃適形度越好[8]。另外計算均勻性指數（HI）評估兩種計劃劑量分布情況，公式如下：HI=D5%/D95%，其中D5%、D95%分別為該計劃5%及95%靶體積內受照射的最低劑量，且HI值越大表示計劃均勻性越差[9]。（2）比較兩種計劃OAR相關參數，其中心臟主要包括Dmean、Dmax、V5、V10、V20、V30及V40，左肺包括Dmean、Dmax、V5、V10、V20及V30，右肺、右乳及脊髓包括Dmean、Dmax及Dmin。（3）比較兩種計劃的機器跳數。

1.4 統計學處理 采用SPSS 20.0軟件對所得數據進行統計分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗；計數資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗。檢驗水準α=0.05，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩種計劃的PTV參數比較 FIF-IMRT計劃的Dmax及HI均高于IMRT計劃，差異均有統計學意義（P<0.05）；兩種計劃的Dmean、V95、V100、V105及CI比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。見表1。

2.2 兩種計劃的心臟劑量分布比較 FIF-IMRT計劃心臟V5及V10均低于IMRT計劃，差異均有統計學意義（P<0.05）；兩種計劃的Dmean、Dmax、V20、V30及V40比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。見表2。

2.3 兩種計劃的左肺劑量分布比較 FIF-IMRT計劃左肺V5及V10均低于IMRT計劃，差異均有統計學意義（P<0.05）；兩種計劃的Dmean、Dmax、V20及V30比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。見表3。

2.4 兩種計劃的右肺、右乳及脊髓劑量分布比較 FIF-IMRT計劃右乳及脊髓Dmean、Dmax均低于IMRT計劃，差異均有統計學意義（P<0.05）；兩種計劃右乳、脊髓Dmin劑量分布比較，差異均無統計學意義（P>0.05）；兩種計劃右肺Dmean、Dmax及Dmin劑量分布比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。見表4。

2.5 兩種計劃的機器跳數比較 FIF-IMRT計劃的機器跳數為（293.38±51.33）MU，低于IMRT計劃的（352.89±70.06）MU，差異有統計學意義（P<0.05）。

3 討論

大量研究已證實對于早期乳腺癌保乳術后給予放療是必要治療手段，該方案能顯著降低患者術后復發及遠處轉移的風險[10-11]。由于受人體乳腺外形不規則性的影響，不同乳腺部位的源皮距之間存在較大差異，因此在接受傳統放療治療時，易導致靶區劑量不均勻分布，從而誘發皮膚、肺及心臟等部位的損傷[12]。大分割模式下調強放療則在冷點及熱點的劑量限制方面優勢較大，能顯著改善放療治療時的劑量適形性及均勻性，并在一定程度上減少局部正常組織的照射劑量[13-14]。隨著乳腺癌保乳術患者生存期的不斷延長，長期接受化療易增加缺血性心臟病等疾病的發生率，因此在大分割模式下，選擇合適的放療計劃提高靶區照射劑量以滿足臨床治療，同時減少對正常組織及器官的照射副反應對于乳腺癌患者意義重大[15]。

本研究通過對比FIF-IMRT、IMRT兩種治療計劃的劑量學參數差異，結果顯示FIF-IMRT計劃的Dmax及HI均高于IMRT計劃，差異均有統計學意義（P<0.05），兩種計劃的Dmean、V95、V100、V105及CI比較，差異均無統計學意義（P>0.05），提示FIF-IMRT、IMRT兩種治療計劃均能滿足臨床治療，其中FIF-IMRT計劃的均勻性略差，這與章倩等[16]研究結果具有一致性。本研究中制定的FIF-IMRT計劃首先是對照射野進行規定，在此基礎上利用治療系統對射野進行權重分配并調節劑量，同時增加了子野數量并對機架角進行了適當調整，更大程度減少對患者正常組織及器官局部照射劑量的疊加，提高了均勻性。而IMRT計劃則是先對靶區劑量及周圍組織器官的耐受劑量進行評估，采用逆向算法得到相關參數，因此均勻性更高。呂仁明[17]研究也證實IMRT技術對于治療保乳術后患者的靶區均勻性更高。

對于左側乳腺癌保乳術患者，當接受放療時靶區涉及心臟、雙肺等器官，易引起相關不良反應。既往文獻[18]研究表明，隨著心臟照射劑量的增加，冠狀動脈不良事件的發生風險顯著增加。另外放療時低劑量照射范圍與放射性肺炎的發生率密切相關[19]。相關文獻[20]報道，與傳統放療方案相比，FIF-IMRT與IMRT治療保乳術后患者在保護OAR等方面優勢較大。但目前對于FIF-IMRT與IMRT的選擇還存在較大爭議。本研究結果顯示，FIF-IMRT計劃心臟及左肺V5、V10均低于IMRT計劃，差異均有統計學意義（P<0.05），與此同時FIF-IMRT計劃右乳及脊髓Dmean、Dmax均低于IMRT計劃，差異均有統計學意義（P<0.05），兩種計劃右肺Dmean、Dmax及Dmin劑量分布比較，差異均無統計學意義（P>0.05），提示與IMRT技術相比，FIF-IMRT技術在降低左側乳腺癌保乳術患者心臟及左肺低劑量照射區體積的優勢較大，且對右乳及脊髓的保護作用更顯著。這與周芳等[21]研究結果一致，與熊耀祖等[22]研究結果存在差異，可能是因為本研究中FIF-IMRT技術子野數量較少，降低了心臟與左肺區域的低劑量區體積，因此IMRT計劃在應用時應注意子野的分布，平衡靶區均勻性與正常組織照射情況。此外本研究結果還顯示，FIF-IMRT計劃的機器跳數低于IMRT計劃，差異有統計學意義（P<0.05），提示FIF-IMRT計劃能顯著減少機器的損耗。主要原因在于IMRT計劃子野數多，使得機器跳數隨之增加，并增加了患者體位移動及射線漏照的發生率，從而加重機器損耗。本研究已證實FIF-IMRT計劃在劑量學參數方面的優勢，但后續有待進一步對其臨床療效及不良反應發生率的影響進行探究。

綜上所述，在左側乳腺癌保乳術后大分割調強治療中，與IMRT技術相比，FIF-IMRT均勻性略差，但在降低心臟及左肺低劑量照射區體積的優勢較大，同時對右乳及脊髓的保護作用更顯著，且機器損耗小。

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（收稿日期：2023-03-29） （本文編輯：張爽）