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乳腺癌单托架和双托架体位固定技术在IMRT临床应用中的评价

2021-06-04 148 上传者：管理员

摘要：目的:探讨对于乳腺切除术后的乳腺癌患者行调强放射治疗时体位固定技术的选择。方法:回顾性分析2017年03月至2018年11月104例接受乳腺切除术后IMRT的乳腺癌患者，所有患者均采用Klarity公司生产的碳纤维乳腺托架，并且随机采用单托架和双托架方式固定患者体位。然后由医生勾画靶区，物理师设计IMRT计划。评估PTV的V55、Dmin、Dmax、Dmean、CI和HI,评估危及器官剂量(包括全脊髓的Dmax;同侧肺V5、V20和Dmean;对侧肺V5和Dmean;全肺的V5、V20和Dmean以及心脏的V5、V10、V20、V30和Dmean);根据影像验证结果评估三个坐标方向的摆位误差并比较摆位花费的时间。结果:两组患者中平均年龄、体质量指数和病变部位P值分别为0.860、0.103和0.812,两组患者特征具有可比性。单托架和双托架固定技术具有相同的PTV的剂量分布(V55、Dmin、Dmax、Dmean、CI和HI的P>0.05)。单托架固定技术的心脏V20和V30分别为(6.16±5.43)%和(3.87±2.76)%;双托架固定技术的心脏V20和V30分别为(11.52±6.01)%和(6.75±4.12)%;单托架固定技术的心脏V20和V30低于双托架固定技术(P<0.05)。单托架固定技术摆位误差在左右(X)方向上低于双托架固定技术(0.03±0.12,0.07±0.17,P=0.047)。结论:两种固定技术都能够满足临床乳腺癌放射治疗的要求，与双托架固定技术相比，单托架固定技术可以降低心脏辐射剂量的同时降低部分摆位误差。对于更严格的剂量对比，需要进一步的研究来证明。

关键词：
乳腺癌
剂量分布
定位技术
摆位误差
调强放疗
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近年来，乳腺癌在女性肿瘤中的发病率不断上升[1]。经过近几年的临床实践和研究，乳腺癌调强放射治疗(IMRT)成为目前较为成熟的放疗技术。调强放疗技术可以增加靶区剂量的同时降低周围正常器官的剂量，由此减少患者大范围的并发症[2,3]。随着精准放疗概念的提出，放射治疗前的定位技术关系到CT模拟、计划设计以及放疗实施，合适的定位技术在提高患者的舒适度并且降低放射治疗的摆位误差上显得尤为重要。目前国内医疗单位实施乳腺放射治疗主要采用乳腺托架。乳腺托架的单托架和双托架均能运用于临床治疗，但是至于哪种定位方式在临床治疗中获益更大，目前相关研究较少。因此，本研究通过分析剂量学参数、摆位的重复性和摆位效率，综合分析两种固定技术的差异(图1-2)。

图1乳腺专用定位架

图2单托架固定技术(A)和双托架固定技术(B)

1、资料与方法

1.1临床资料

回顾性分析2017年03月至2018年11月104例接受乳腺切除术后IMRT的乳腺癌患者，其中60例采用单托架乳腺固定技术实施IMRT,44例采用双托架乳腺固定技术实施IMRT。每周执行5次放疗计划(1次/天，周六周日休息)。患者资料详见表1。

表1患者一般特征

1.2设备情况

VARIANUNIQUE型医用直线加速器(VARIAN公司，美国);Pinnacle9.2版治疗计划系统(VARIAN公司，美国);碳纤维乳腺托架(Klarity公司，中国)。

1.3治疗方法

所有患者均接受标准的放射治疗定位流程，双臂伸展置于乳腺定位架上，手握住头顶上碳纤维杆。对于单托架，治疗侧的手臂外展90度握住单杆，单托架位于治疗中心的同侧；对于双托架，左右手分别握住头顶两侧上炭纤维杆，手臂置于两侧托架(图2)。患者头部尽可能转向治疗位置的对侧，以保护颈部危及器官。患者体位确定后采用5mm热塑膜覆盖，减少摆位误差。大孔径CT扫描获取患者影像资料后由主管医生按照放射治疗肿瘤学组(RTOG)的共识勾画靶区，临床靶区(CTV)定义为由同侧胸壁、乳房切除术瘢痕、锁骨上和锁骨下淋巴引流区组成，根据乳腺癌放射治疗图谱进行描绘。然后由物理师使用治疗计划软件设计IMRT计划，所有计划都经过优化，要求在满足危及器官限制条件下，尽可能提高靶区覆盖。执行放疗计划时，每周执行一次位置验证。

1.4计划评估

基于剂量-体积直方图(DVH)及剂量分布分析，根据国际辐射单位与测量委员会(ICRU)83号报告[4],PTV剂量覆盖需评估PTV的V55、Dmin、Dmax、Dmean、CI和HI。适形指数(conformityindex,CI)=(处方剂量包绕PTV)/(PTV×PIV),若CI等于1.0时表示PTV完全被处方剂量包绕，该计划为完美计划[5]。均匀指数(homogeneityindex,HI)=(D2%-D98%)/D50%,若HI等于0时表示PTV剂量分布最均匀[6]。危及器官剂量分布需评估全脊髓的Dmax;同侧肺V5、V20和Dmean;对侧肺V5和Dmean;全肺的V5、V20和Dmean以及心脏的V5、V10、V20、V30和Dmean。其中V5、V10、V20、V30、V55分别表示5Gy、10Gy、20Gy、55Gy对应的体积百分比；Dmin、Dmax和Dmean分别为最小剂量、最大剂量和平均剂量。

1.5重复性评估

首次执行患者放疗计划时，根据CT模拟定位提供的定位标记摆位。每周使用MV级影像引导装置(EPID)进行治疗前的位置验证，收集患者的左右(X)、头脚(Y)和腹背(Z)三个方向的摆位误差。采用ICRU的62号报告中使用的坐标系，规定X轴表示左右方向，Y轴表示头脚方向，Z轴表示腹背方向[7]。前、右和脚方向定义为正值，后、左和头方向定义为负值[8]。总偏差计算公式为Total=X2+Y2+Z2−−−−−−−−−−−√[9]。

1.6摆位效率评估

执行放疗，记录每次摆位所花费的时间。

1.7统计学方法

采用SPSS22.0(SPSS,Chicago,IL)统计软件进行数据分析。应用两个独立样本t检验分析两组的体积剂量，包括PTV(Dmin、Dmax和Dmean)、心脏(V5、V10和Dmean)、同侧肺(V5和Dmean)、全肺(V5、V20和Dmean)和脊髓(Dmax);非参数秩和检验用于分析两组的CI、HI、摆位误差、PTV(V55)、心脏体积(V20、V30)、同侧肺体积(V20)和对侧肺的(V5、Dmean)。所有数据均表示为x¯±s,以P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

两组患者的特征和每组左侧与右侧病变的比例(表1),P>0.05显示差异无统计学意义。

2.1靶区的覆盖率和均匀性

表2总结了PTV剂量参数计算结果。单侧固定技术与双侧固定技术相比，两组的靶区覆盖和剂量均匀性是相似的，并且V55通常小于5%,表明非常小的体积的PTV接受了110%的处方剂量。

表2PTV的剂量参数分析总结

2.2危及器官剂量

表3列出危及器官剂量-体积的统计数据。所有IMRT计划在心脏、肺和脊髓照射的剂量-体积方面都是临床上可接受的。与单托架固定技术相比，双托架固定技术增加了心脏的平均剂量(P=0.012)、V20(P=0.004)、V30(P=0.001)。两组的其它剂量学参数差异没有统计学意义。

2.3摆位重复性

表4列出了左右(X)、头脚(Y)、腹背(Z)三个方向的摆位误差。单托架固定技术比双托架固定技术的摆位误差在左右(X)方向上略低，并且差异有统计学意义(P=0.047)。其它方向上两种固定技术的差异不大。

2.4摆位效率

单托架固定技术组摆位时间为(72±32)s,双托架固定技术组摆位时间为(81±27)s。

表3危及器官的剂量学参数分析总结

表4摆位误差比较总结

3、讨论

随着现代精细化设备的发展，临床上对于放射治疗中降低正常组织损伤提出了更高的要求[7]。然而，放射治疗流程中除了计划设计阶段采用计划软件不断优化以降低正常组织受量的同时提高靶区剂量的分布，还需要在定位阶段研究设计更加合理的体位固定方式以保护危及器官，同时改善实施放疗计划时摆位带来的误差。利用俯卧板固定技术是减少乳腺放疗期间心脏和肺的剂量的有效手段，但由于其俯卧带来的舒适性和摆位的重复性在临床广泛应用中存在困难[10]。近年来提出的深吸气屏气技术(DIBH)也是用于减少放疗过程中由于呼吸运动导致的靶区移动，但由于其价格昂贵计划实施阶段存在技术挑战，并未广泛在各家医疗单位中应用[11]。而本研究所采用的乳腺托架本身有两种不同的定位方式，两种定位方式在临床上均有采用。研究发现，两种固定技术的摆位误差都在临床放射治疗的容许范围内，但是从左右(X)方向上，单托架固定技术的重复性是略优于双托架固定技术的，尽管两者差异并不是很大，但还是表现出有差异的统计学意义。同时，心脏的V20、V30和Dmean单托架固定技术组小于双托架固定技术组，尽管如此，这两种固定技术均能够为患者提供可接受的剂量限制。但是心脏剂量的降低，后续心脏病的风险相对降低。因此，单托架固定技术与双托架固定技术相比，可能会降低后期心脏疾病的风险。JACOBS,YUAF和GKANTAIFI等人[12,13,14]的BACCARAT前瞻性队列研究中评估了乳腺癌放疗后2年的心脏毒性，心脏剂量总体减少，可以降低心脏毒性，并在后续进行了大型多中心的十年随访，以研究远期心脏毒性。因此，本研究计划将建立远期随访机制，以评估两种技术的远期心脏毒性的差异。

除了辐射剂量和摆位误差在两组体现的差异外，本研究还比较了两种固定技术的执行摆位效率，提高执行摆位效率能够降低患者占用医疗资源的时间。研究表明，单托架固定技术摆位时间少于双托架固定技术。但是本研究仍然有不足之处，没有讨论两种固定技术对于患者的主观舒适性体验，尽管本研究认为两种技术都是仰卧定位姿势，但两者舒适度差异不大。

有些研究试图通过各种测量技术来预测心脏的受量[15,16]。研究者使用心脏的头脚与前胸壁的坐标距离，探讨全乳放疗心脏暴露风险与靶区解剖特征的关系。因此，解剖位置的差异可能会影响两种定位技术的心脏剂量。可以在进一步研究中提供解剖学特征，本研究的结论只是两种固定技术的随机结果，需要进一步研究证实。

总之，对于乳腺切除术后放射治疗的乳腺癌患者，两种固定技术都能够满足临床乳腺癌放射治疗的要求，单托架固定技术可以降低心脏辐射剂量的同时，摆位误差也低于双托架固定技术。至于更严格的剂量对比，需要进一步的研究来证明。

文章来源：吕仁明.乳腺癌单托架和双托架体位固定技术在IMRT临床应用中的综合评价[J].现代肿瘤医学,2021,29(13):2309-2312.