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不同调强放疗技术对乳腺癌根治术后放疗计划的剂量学差异影响

2024-10-12 54 上传者：管理员

摘要：目的：比较不同调强放疗技术对乳腺癌根治术后放疗计划剂量学差异。方法：回顾性选取80例于2021年4月—2023年4月期间在我院接受乳腺癌根治术治疗的患者作为研究对象，根据患者术后所采用的放疗计划治疗系统分为固定野调强放疗(IMRT)组和适形放疗(CRT)+IMRT的混合调强(HyIMRT)组，各40例，比较两种调强放疗技术的计划靶区、危及器官受量分布等剂量学参数差异。结果：HyIMRT计划的Dmean、Dmax、V110均低于IMRT(P<0.05),适形指数高于IMRT(P<0.05),但两种放疗计划的V95、均匀指数比较无显著差异(P>0.05);患侧肺中，HyIMRT计划V5、V20均低于IMRT(P<0.05),但Dmean比较无显著差异(P>0.05),健侧肺中，HyIMRT计划V5、Dmean均低于IMRT(P<0.05);两种放疗计划心脏组织中的Dmean、V30比较无显著差异(P>0.05),但HyIMRT计划心脏组织中V10、V20均低于IMRT(P<0.05);HyIMRT计划健侧乳腺的Dmean、D5均低于IMRT(P<0.05);两种放疗计划脊髓Dmax比较无显著差异(P>0.05)。结论：在乳腺癌根治术后放疗计划中，相比IMRT技术，HyIMRT可获得较好的靶区适形性和靶区平均剂量和最大剂量，对双肺、心脏、健侧乳等危及器官的保护较好。

关键词：
HyIMRT
乳腺癌根治术
剂量学
调强放疗技术
辅助放疗
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乳腺癌仍然是世界上最常见的癌症和第二大癌症相关死亡原因，在中国的发病率和死亡率逐年增加，乳腺癌根治术是其主要治疗方式之一。手术后的辅助放疗通常被推荐用于乳腺癌患者的治疗，有研究表明放射治疗可将患乳腺癌妇女的10年局部和区域复发风险降低2/3[1]。放射治疗的目标是将剂量传递到肿瘤组织以及不伤害正常组织，因此精准靶区剂量分布并减少正常组织中的剂量分布是放疗技术的重点。放射治疗技术中的适形放疗(conformal radiotherapy, CRT)技术被用作乳腺放射治疗的标准护理，具有计划和治疗过程简单的优点，但剂量分布不均匀[2]。固定野调强放射治疗(intensity modulated radiation therapy, IMRT)技术则可通过优化计算机确定的非均匀光束强度来精确分配光束，将相对较大剂量的辐射集中在癌变区域，最小程度地损伤邻近的非癌变组织，还可改善适形指数，但需要质量控制以及计划和治疗的时间长，且易受呼吸运动影响[3-4]。因此本研究将CRT和IMRT两种技术相结合，形成一种混合调强技术(hybrid IMRT,HyIMRT),探讨是否能通过综合利用两种技术的优势来进一步优化剂量分布，平衡肿瘤区域和正常组织之间的剂量差异，提高治疗的精确性和安全性。

1、资料与方法

1.1一般资料

本研究通过我院医学伦理委员会审批，回顾性选取在2021年4月—2023年4月期间在本院接受乳腺癌根治术治疗的80例患者作为研究对象，根据患者术后所采用的放疗计划治疗系统分为IMRT组和HyIMRT组，各40例。IMRT组：年龄47～69岁，平均年龄(57.86±10.59)岁；肿瘤位置为左侧19例，右侧21例；临床分期为Ⅱ期17例，Ⅲ期23例。HyIMRT组：年龄48～68岁，平均年龄(58.46±9.32)岁；肿瘤位置为左侧17例，右侧23例；临床分期为Ⅱ期19例，Ⅲ期21例。两组一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2选择标准

纳入标准：(1)病理学检查确诊为乳腺癌，且为单侧；(2)接受乳腺癌根治术；(3)术后需接受放疗；(4)术后手术切口愈合较好且双上肢肢体活动正常，符合放疗时的体位要求；(5)既往无放化疗治疗史。排除标准：(1)接受其他治疗方法治疗乳腺癌；(2)合并其他恶性肿瘤；(3)合并远处转移；(4)合并肝肾等重要器官功能不全；(5)具有放疗禁忌证。

1.3方法

1.3.1定位扫描：

仰卧位双手交叉抱头，分别使用乳腺托架结合真空垫和螺旋CT进行体位固定和扫描，并用铅丝在放疗位置和手术疤痕处标记，在胸壁处放5mm厚的补偿膜覆盖胸壁放疗区域，扫描范围设为下颌骨至全胸廓，层厚和层距设为2.5mm,方式为平扫加增强，扫描后上传至计划系统。

1.3.2靶区定义：

在CT图像上勾画包含锁骨上下淋巴引流区，不超出皮下3mm的临床靶区，临床靶区均匀外扩5mm得到计划靶区。危及器官为心脏、双肺、对侧乳腺及脊髓。

1.3.3计划制定：

在VarianEclipse13.6上为两组患者分别进行HyIMRT和IMRT两种放疗方案的计划制定，两种放疗计划均选取6MV的X射线，计算网格设为2.5mm,具体计划如下：(1)HyIMRT计划：使用CRT进行胸壁部分的靶区适形，沿内外切线方向布野，射野准直器在靠近胸壁一侧外放2.5cm; IMRT部分在胸壁处仍沿内外切线方向布野，射野角度和CRT一致，后内切野增大10°～30°,外切野减小10°～30°各布野。锁骨上靶区设置0°、170°进行照射，在CRT和IMRT的剂量比例上，CRT和IMRT的比例为3∶2,保证处方剂量线包绕95%以上靶区体积，完成后对IMRT部分胸壁照射野进行皮肤通量的填充，最后剂量计算生成HyIMRT计划。(2)IMRT计划：布野方式同(1)中IMRT部分，并根据患者情况适当调整5°～10°,准直器角度为0°,剂量率为600mU/min。保证处方剂量线包绕95%以上靶区体积，完成后对胸壁照射野进行皮肤通量的填充，最后剂量计算生成IMRT计划。所有患者处方剂量为总剂量50Gy,分次剂量2Gy,处方天数25d,频率为5次/周，要求至少95%的临床靶区达到处方剂量。

1.4观察指标

(1)计划靶区剂量学参数：评价两种放疗计划的V95%、V110%(Vn为n%的处方剂量所占的靶区体积)、靶区平均剂量(Dmean)、靶区最大剂量(Dmax)以及适形指数和均匀指数，均匀指数=(D2-D98)/D50,值越小均匀性越好(Dn为n%的靶区体积接受的照射剂量),适形指数=(VPTV,pre/VPTV)×(VPTV,pre/Vpre),VPTV为靶区体积，Vpre为处方剂量线包绕的实际体积，值越靠近于1适形性越好。(2)危及器官的剂量学参数：评价两种放疗计划患侧肺的V5、V20、Dmean,健侧肺的V5、Dmean;心脏的V10、V20、V30和Dmean;健侧乳的Dmean、D5;脊髓的Dmax剂量学参数。

1.5统计学方法

采用SPSS21.0统计软件分析数据，计量资料以表示，行t检验，计数资料以n(%)表示，行χ2检验，P值<0.05,差异有统计学意义。

2、结果

2.1计划靶区剂量学参数

如表1所示，HyIMRT计划Dmean、Dmax、V110均低于IMRT,适形指数高于IMRT(P<0.05),两种计划的V95、均匀指数比较无显著差异(P>0.05)。

表1两组计划靶区剂量学参数比较

2.2肺组织剂量学

如表2所示，患侧肺中，HyIMRT计划V5、V20均低于IMRT(P<0.05),Dmean比较差异无统计学意义(P>0.05)。健侧肺中，HyIMRT计划V5、Dmean均低于IMRT(P<0.05)。

2.3心脏组织剂量学

如表3所示，两种计划中心脏组织的Dmean、V30比较差异无统计学意义(P>0.05)。HyIMRT计划心脏组织中V10、V20均低于IMRT(P<0.05)。

2.4乳腺、脊髓剂量学

如表4所示，HyIMRT计划健侧乳的Dmean、D5均低于IMRT(P<0.05)。两种计划中的脊髓Dmax比较差异无统计学意义(P>0.05)。

表2两组肺组织剂量学参数比较

3、讨论

乳腺癌根治术是早期乳腺癌的首选治疗方法，但术后复发率较高，其中胸壁和肿瘤床的复发部位占所有病例的48%～60%,而术后辅助放疗可将10年局部复发率从32.1%降至13%[5]。由于乳房与肺及心脏相近，使得在进行乳房放射治疗时肺及心脏不可避免地受到辐射，有研究表明在没有明显阈值的情况下，平均心脏剂量每增加1Gy,辐射诱导的冠状动脉相关事件的发生率线性增加7.4%[6]。因此在不减少靶区受照剂量的同时，减少正常组织照射风险具有重要意义。

表3两组心脏组织剂量学参数比较

表4两组乳腺、脊髓剂量学参数比较

本研究使用的HyIMRT技术结合了CRT的定位精度和IMRT的剂量分布优势，通过其独特的剂量调节机制，可以在提高肿瘤控制率的同时减少对正常组织的损伤。具体而言，可通过采用多叶准直器调节辐射束的形状和大小，结合计算机控制的辐射强度调节，实现对剂量分布的精确控制。在进行剂量调节时，利用可以模拟不同强度的辐射束在患者体内的传播和吸收情况，从而优化剂量分布的剂量计算算法，结合患者CT图像数据，从而进行个体化剂量分布设计。且通过对比计划剂量图和实际剂量分布，可调整多叶准直器的位置和辐射时间，最终达到预期的剂量覆盖和均匀性。

均匀指数代表在靶区范围内剂量分布的均匀程度，过高或过低的均匀性都可能导致疗效减弱或副作用增加。本研究中，两种计划的均匀指数比较无统计学意义(P>0.05),可能与CRT对靶区均匀性影响较小，且本研究纳入样本量较少有关。HyIMRT技术中的适形指数反映了计划剂量与实际到达肿瘤靶区的剂量之间的一致性，适形度越高，越能保证靶区足够的受照剂量，肿瘤控制效果越好。本研究中，HyIMRT计划中PTV的适形指数高于IMRT(P<0.05),更接近于1,表明HyIMRT技术能够有效提升适形指数，分析原因可能是IMRT可使得高剂量区剂量分布的形状在三维方向上与病变(靶区)形状一致，且通过多个射野角度，对子野权重优化设置，可显著降低正常组织的受照剂量，有利于靶区适形指数的增加[7]。而HyIMRT计划相比IMRT技术增加了CRT技术，因而可进一步增加靶区的适形。本研究中，HyIMRT计划Dmean、Dmax、V110均低于IMRT计划(P<0.05),提示HyIMRT技术能够以较低的最大剂量照射肿瘤区域，其肿瘤覆盖面优于IMRT技术。谢金莲[8]等人也表明相比静态IMRT,HyIMRT的优势在于极大地减少了靶区的高剂量体积，显著提高了靶区的均匀性，与本研究结果一致。

接受胸部放射治疗的患者与中度或重度放射相关的心内膜纤维化、非缺血性心肌纤维化和瓣膜功能障碍相关[9]。V20是预测急性放射性肺炎最好的单一指标，V5是放射性肺炎一个至关重要因素，预防放射肺损伤的最有效途径是尽量减少肺的受照剂量和体积。本研究中，HyIMRT计划患侧肺V5、V20、健侧肺V5、Dmean以及心脏组织中V10、V20均低于IMRT(P<0.05),结果表明，相比IMRT技术，HyIMRT技术中肺和心脏组织低剂量区受照射体积较少，可有效减少对周围健康组织的剂量暴露，与荀雷[10]等人的研究结果类似。本研究中，HyIMRT计划健侧乳的Dmean、D5均低于IMRT(P<0.05),表明相比IMRT技术，HyIMRT技术对健侧乳腺的影响更小。分析原因可能为HyIMRT计划使用CRT适形靶区时，多叶准直器对乳腺区域进行了遮挡，从而降低了剂量。Palumbo[11]等人表明相比仰卧位，俯卧位下进行放疗可获得更低的危及器官剂量。石巧红[12]等人也表明俯卧位摆位能有效减小摆位误差，减少危及器官受照，而本研究使用的是仰卧位，因此为未来研究提供了新方向。

综上所示，本研究通过对比IMRT技术与HyIMRT技术在乳腺癌根治术后放疗计划中的剂量学特点，揭示了HyIMRT技术在靶区剂量覆盖和减少周围正常组织受辐射方面的明显优势，尤其是对心脏和肺部保护效果的突出表现，为临床治疗提供了有力的剂量学依据。然而，本研究也存在一定的局限性，如样本数量较小且缺乏多中心的长期随访数据。未来的研究应当在扩大样本量和多中心合作的基础上，进一步验证本研究的结论。

参考文献:

[4]刘礼东,李军烽,钟美佐,等.CRT+IMRT混合调强与IMRT技术在乳腺癌放疗计划的剂量学比较研究[J].重庆医学,2023,52(9):1281-1286.

[7]龚筱钦,杨灵杰,陈飞,等.基于本底剂量计划功能的两种调强技术在乳腺癌保乳治疗中的应用研究[J].解放军医学院学报,2022,43(3):291-295,302.

[8]谢金莲,覃文,李博,等.乳腺癌保乳术后四种不同放疗计划模式的剂量学研究[J].临床医学研究与实践,2022,7(3):56-61.

[10]荀雷,陈红,史珂.不同放疗技术用于乳腺癌根治术后的疗效及对患者预后的影响[J].实用癌症杂志,2022(9):37.

[12]石巧红,陈宝禄.两种不同摆位在乳腺癌保乳术后TOMO放疗过程中的应用效果[J].医学理论与实践,2023,36(17):2944-2946.

基金资助:2021年厦门市医疗卫生指导性项目(3502Z20214ZD1052);福建省自然科学基金项目(2021J011332);

文章来源:苏端玉,张清罗,秦文娟,等.不同调强放疗技术对乳腺癌根治术后放疗计划的剂量学差异的影响[J].医学理论与实践,2024,37(19):3307-3310.