擺位誤差對乳腺癌患者放療中心臟受量的影響▲

洪超善 梁世雄 何堯林

(廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科，南寧市 530021，E-mail：9445073@qq.com)

論著·臨床研究

擺位誤差對乳腺癌患者放療中心臟受量的影響▲

洪超善 梁世雄 何堯林

(廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科，南寧市 530021，E-mail：9445073@qq.com)

目的 探討擺位誤差對乳腺癌患者放療中心臟受量的影響。方法 選取18例乳腺癌放療患者制定放療計劃，保持原計劃射野角度、射野劑量、射野權(quán)重等參數(shù)不變，移動射野中心，模擬3個方向(X、Y、Z軸)的線性擺位誤差，重新計算移動射野中心后的心臟受量，并與原計劃比較。其中X-、Y-分別代表患者身體相對于射野向患側(cè)、頭側(cè)移動。結(jié)果 新計劃X-3、X-5、X-7、X-9、Y-5、Y-7、Y-9的30 Gy劑量線所包繞心臟的體積百分比(V30)較原計劃增加(P<0.05)，其中X-7、X-9、Y-9超過限量；X-9、Y-7、Y-9、Z7、Z9的V40較原計劃增加(P<0.05)；X-5、X-7、X-9、Y-5、Y-7、Y-9的心臟平均劑量較原計劃增加(P<0.05)，增加幅度分別為54 cGy、80 cGy、110 Gy、100 cGy、142 cGy、182 cGy。結(jié)論 對于接受放療的乳腺癌患者，患側(cè)方向和頭方向均≥5 mm的擺位誤差會使心臟平均劑量明顯增加；患側(cè)方向≥3 mm、頭方向≥5 mm的擺位誤差會使心臟V30明顯增加。建議當(dāng)患側(cè)方向、頭方向的擺位誤差≥5 mm時，應(yīng)校正誤差。

乳腺癌；放療；擺位誤差；心臟受量

乳腺癌術(shù)后放療已成乳腺癌的常規(guī)治療，三維適形及調(diào)強(qiáng)放療具有劑量學(xué)優(yōu)勢[1-2]，但對擺位精度要求高，輕微的擺位誤差將可能導(dǎo)致靶區(qū)及其周圍可危及器官的明顯劑量變動。本研究通過移動射野中心，模擬擺位誤差，探討在放療過程中擺位誤差對乳腺癌患者心臟受量的影響。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 取2014年6～10月在廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院接受放療的乳腺癌患者18例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)術(shù)后病理檢查確診為乳腺癌；(2)符合《中國抗癌協(xié)會乳腺癌診治指南與規(guī)范(2013版)》[3]制定的乳腺癌放療適應(yīng)證；(3)既往無胸部放療史；(4)95%的靶區(qū)體積的最小劑量大于或等于處方劑量。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)放療計劃適型度差；(2)患者Karnofsky功能狀態(tài)評分<80分；(3)有嚴(yán)重心臟基礎(chǔ)疾病。18例患者年齡27～70歲，中位年齡46歲；保乳術(shù)后10例，非保乳術(shù)后8例(包含乳房重建1例)；浸潤性導(dǎo)管癌9例，浸潤性小葉癌7例，導(dǎo)管原位癌2例；全乳腺照射9例，照射范圍為胸壁(或包括乳腺)及腋窩鎖骨上下淋巴結(jié)引流區(qū)9例；左側(cè)乳腺癌10例，右側(cè)乳腺癌8例；患者放療計劃射野數(shù)為4個共10例，換射野數(shù)為5個共8例。

1.2 方法

1.2.1 模擬定位與擺位：模擬定位與擺位均采用鐳爾譜滑動式三維激光定位系統(tǒng)。定位時在患者體表及真空墊上做好“+”標(biāo)記，擺位時使三個“+”標(biāo)記與放療室的激光燈完全吻合。擺位時患者衣著(盡量少穿衣物)及體位與定位時完全相同。

1.2.2 模擬定位圖像采集及靶區(qū)勾畫：在GE 80 cm大孔徑CT模擬定位機(jī)下以5 mm層厚獲取CT掃描圖像，患者呼吸狀態(tài)為自由呼吸，掃描范圍上至下頜骨下緣，下至膈肌下4～5 cm。胸壁的靶區(qū)勾畫：上界為鎖骨頭下緣，下界為對側(cè)乳腺皺褶下2 cm，內(nèi)側(cè)界為體中線，外側(cè)界為腋中線；鎖骨上下淋巴結(jié)引流區(qū)上界為環(huán)狀軟骨，下界為鎖骨頭下緣。靶區(qū)勾畫在Pinnacle或Tomocon系統(tǒng)上完成，傳輸至Pinnacle計劃系統(tǒng)進(jìn)行放療計劃設(shè)計。計劃設(shè)計完成后，將計劃CT圖像及患者的治療中心信息傳輸至醫(yī)科達(dá)Synergy的X線容積影像圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)，作為與放療前錐形束CT圖像配準(zhǔn)的參考圖像。1.2.3 放療計劃：予計劃靶區(qū)處方劑量50 Gy，25次，每周5次(周一至周五)，1次/d。保乳術(shù)患者手術(shù)切緣、引流口、瘤床增加電子線照射10 Gy，1次/d，連續(xù)5 d，共5次，根據(jù)實際情況采用6～12 MeV電子線。處方要求95%的劑量線包繞100%的靶區(qū)，危及器官限量：患側(cè)肺：20 Gy劑量線所包繞的體積百分比(V20)<25%，平均劑量<15 Gy；雙肺：V20<20%；心臟：30 Gy劑量線所包繞的體積百分比(V30)<10%，40 Gy劑量線所包繞的體積百分比(V40)<5%；健側(cè)乳腺：平均劑量<1 Gy，最大劑量<5 Gy。計劃選用Pinnacle計劃系統(tǒng)，采用簡單調(diào)強(qiáng)技術(shù)、6 MeV-X線，照射野設(shè)置患側(cè)胸壁切線野為主射野角度，再根據(jù)情況增加3～4個射野，盡量減少雙肺、心臟、健側(cè)乳腺的照射劑量。根治術(shù)后患者定位及放療時加5 mm等效膜，以增加皮膚、皮下組織劑量，減少前部肺劑量，同時要求靶區(qū)及危及器官劑量到達(dá)處方要求。由物理師及兩名主治以上職稱醫(yī)師審核計劃。

1.2.4 圖像配準(zhǔn)及擺位誤差數(shù)據(jù)采集:本研究患者均采用千伏級錐形束CT圖像與模擬CT圖像配準(zhǔn)，擺位完成后機(jī)架掃描200°并重建，掃描速度為3°/s，配準(zhǔn)方式采用自動配準(zhǔn)+手動配準(zhǔn)，即先由機(jī)器自帶軟件進(jìn)行骨性配準(zhǔn)，物理師和醫(yī)師審核后若認(rèn)為欠準(zhǔn)確，再由物理師手動配準(zhǔn)，配準(zhǔn)符合要求后，系統(tǒng)自動計算出X(左右)、Y(頭腳)、Z(前后)三軸方向上的線性及旋轉(zhuǎn)擺位誤差值，用“+”“-”表示同一軸上的不同方向。

1.2.5 模擬放療計劃：原計劃經(jīng)醫(yī)師、物理師審核通過后，開始模擬放療誤差。維持原計劃處方劑量、射野角度、射野形狀、機(jī)器跳數(shù)等與原計劃一致，將射野中心向患側(cè)方向分別移動2 mm、3 mm、5 mm、7 mm、9 mm，即則患者身體相對于射野向健側(cè)移動，因此實際模擬的是健側(cè)方向上的擺位誤差，重新計算心臟受量，將新計劃的心臟受量序列依次記為X2、X3、X5、X7、X9。將射野中心向健側(cè)方向分別移動2 mm、3 mm、5 mm、7 mm、9 mm，即患者身體相對于射野向患側(cè)移動，因此實際模擬的是患側(cè)方向上的擺位誤差，重新計算心臟受量，將新計劃的心臟受量序列依次記為X-2、X-3、X-5、X-7、X-9。將射野中心向頭側(cè)方向分別移動2 mm、3 mm、5 mm、7 mm、9 mm，即患者身體相對于射野向腳側(cè)移動，因此實際模擬的是腳側(cè)方向上的擺位誤差，重新計算心臟受量，將新計劃的心臟受量序列依次記為Y2、Y3、Y5、Y7、Y9。將射野中心向腳側(cè)方向分別移動2 mm、3 mm、5 mm、7 mm、9 mm，即患者身體相對于射野向頭側(cè)移動，因此實際模擬的是頭側(cè)方向上的擺位誤差，重新計算心臟受量，將新計劃的心臟受量序列記為Y-2、Y-3、Y-5、Y-7、Y-9。將射野中心向前胸方向分別移動2 mm、3 mm、5 mm、7 mm、9 mm，即患者身體相對于射野向后背側(cè)移動，因此實際模擬的是后背側(cè)方向上的擺位誤差，重新計算心臟受量，將新計劃的心臟受量序列依次記為Z2、Z3、Z5、Z7、Z9。將射野中心向后背方向分別移動2 mm、3 mm、5 mm、7 mm、9 mm，即患者身體相對于射野向前胸側(cè)移動，因此實際模擬的是前胸側(cè)方向上的擺位誤差，重新計算心臟受量，將新計劃的心臟受量序列依次記為Z-2、Z-3、Z-5、Z-7、Z-9。將新計劃劑量參數(shù)與原計劃的劑量參數(shù)比較，評價擺位誤差對心臟受量的影響。

1.2.6 新舊計劃劑量評價指標(biāo)：(1)心臟V30；(2)心臟V40；(3)心臟平均劑量(Dean)。心臟V30、心臟V40的數(shù)值單位為百分制；心臟Dean的單位為cGy。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計量資料以(x±s)表示，采用配對t檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

18例患者原計劃心臟Dean為(1148±368)cGy，其中10例左側(cè)乳腺癌患者的Dean為(1 410±373)cGy，8例右側(cè)乳腺癌患者的Dean為(821±251)cGy；18例患者原計劃心臟V30為(6.28±1.25)%，其中10例左側(cè)乳腺癌患者的V30為(3.02±0.94)%，8例右側(cè)乳腺癌患者的V30為(8.89±1.36)%；18例患者原計劃心臟V40、50 Gy劑量線所包繞的體積百分比(V50)、60 Gy劑量線所包繞的體積百分比(V60)分別為(1.62±0.48)%、(0.95±0.16)%、(0.17±0.02)%。

新計劃X-3、X-5、X-7、X-9、Y-5、Y-7、Y-9的V30較原計劃增加(P<0.05)，其中X-7、X-9、Y-9超過限量；X-9、Y-7、Y-9、Z7、Z9的V40較原計劃增加(P<0.05)；X-5、X-7、X-9、Y-5、Y-7、Y-9的Dean較原計劃增加(P<0.05)，增加幅度為54 cGy、80 cGy、110 Gy、100 cGy、142 cGy、182 cGy。見表1。

表1 新舊計劃心臟受量評價指標(biāo)對比

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

注：t值與P值均為與原計劃心臟受量比較的結(jié)果。

3 討 論

有研究顯示，當(dāng)放療劑量變動3%～5%時，可能增加腫瘤復(fù)發(fā)概率，或增加正常器官并發(fā)癥的發(fā)生率[4]。擺位誤差無疑會影響劑量的變動，van Herk等[5]認(rèn)為系統(tǒng)誤差可能因造成處方劑量線整體偏離靶區(qū)從而影響靶區(qū)劑量的累積，而隨機(jī)誤差可能造成靶區(qū)邊緣劑量的參差不齊而增加靶區(qū)邊緣的復(fù)發(fā)。對于乳腺癌患者而言，誤差究竟會在多大程度上影響劑量的分布，這就需要模擬擺位誤差并重新計算得出。有研究顯示乳腺癌放療患者的擺位誤差絕大部分小于5 mm，大于9 mm的擺位誤差在X、Y、Z 3個方向上僅占0.8%、0.4%、0[6]。因此本研究將模擬誤差值設(shè)定為2 mm、3 mm、5 mm、7 mm、9 mm，已將絕大部分?jǐn)[位誤差囊括在內(nèi)。

目前有關(guān)乳腺癌放療后并發(fā)急性放射性心臟損傷的臨床報告較少，研究報告大多集中在肺癌或食管癌放療后并發(fā)急性心臟損傷。其中，王軍等[7]對54例胸部腫瘤(肺癌44例、食管癌10例)患者進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，心臟V60是影響急性放射性心臟損傷的獨(dú)立因素。何宏濤等[8]對109例胸部腫瘤(肺癌57例、食管癌52例)放療患者觀察后發(fā)現(xiàn)，左心室V50是急性放射性左心室舒張功能損傷的獨(dú)立影響因素，左心室V50≥1.78%組的左心室舒張功能損傷發(fā)生率明顯增加。本組18例患者心臟平均V50為0.95%、平均V60為0.17%。這提示乳腺癌放療中，心臟所受的高劑量區(qū)域很小，推測乳腺癌放療后的急性放射性心臟損傷應(yīng)比較少見。

本研究結(jié)果顯示，X-3、X-5、X-7、X-9的心臟V30較原計劃增高(P<0.05)，其中X-7、X-9的平均心臟V30為10.1%、11.4%，已超過心臟限量，其中有1例左側(cè)乳腺癌根治術(shù)患者X-9的V30高達(dá)20.25%。這提示患側(cè)方向上的擺位誤差使心臟移向射野，對心臟V30影響明顯。Y-5、Y-7、Y-9的心臟V30也較原計劃增高(P<0.05)，原因可能是頭方向的擺位誤差是心臟相對上移，使心臟更多的暴露在切線野中。Z軸方向上擺位誤差對心臟V30的影響均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，這提示患側(cè)方向、頭方向的擺位誤差對心臟V30的影響相對更加明顯。新舊計劃的V40值均較小，而X-9、Y-7、Y-9、Z7、Z9的V40均較原計劃增加(P<0.05)，提示只有當(dāng)擺位誤差較大時才會對V40產(chǎn)生明顯影響。

目前大多數(shù)有關(guān)乳腺癌放療對心臟遠(yuǎn)期損傷影響的報告來源于普通放療的研究。Darby等[9]報告2 168例接受放療的乳腺癌患者，心臟平均受量每增加1 Gy，心臟不良事件發(fā)生率增加7.4%。Gyenes等[10]認(rèn)為乳腺癌放療患者心臟平均受量每增加1 Gy，患心臟疾病的風(fēng)險增高4%。盡管各研究對于心臟平均受量每增加1 Gy，患者心臟放射性損傷發(fā)生率的增加幅度有爭議，但都認(rèn)為心臟平均受量增加會引起遠(yuǎn)期放射性心臟損傷發(fā)生率的增高。本組患者模擬擺位誤差前心臟平均受量為(1 148±368)cGy；X-2、X-3的心臟平均受量較原計劃稍增加，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，而X-5、X-7、X-9的心臟平均受量高于原計劃(P<0.05)，增加值分別為54 cGy、80 cGy、110 cGy；Y-2、Y-3的心臟平均受量與原計劃比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，而Y-5、Y-7、Y-9的心臟平均受量高于原計劃劑量(P<0.05)，增加值分別為100 cGy、142 cGy、182 cGy；Z軸上的各擺位誤差對心臟平均受量的影響，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。以上結(jié)果提示患者患側(cè)、頭方向上的擺位誤差對心臟平均受量的影響較大，甚至超過100 cGy，可能使放射性心臟損傷的發(fā)生率增高，因此應(yīng)注意及時糾正。

任曉俊[11]研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)強(qiáng)放療時左側(cè)乳腺癌患者的心臟平均受量為6.49 Gy、V30為7.08%，分別明顯高于右側(cè)乳腺癌患者的3.25 Gy和0。Roychoudhuri等[12]研究發(fā)現(xiàn)，放療后左側(cè)乳腺癌患者心血管病死亡率比右側(cè)乳腺癌患者增加25%。本研究中左側(cè)乳腺癌患者心臟平均受量為1 410 cGy、V30均值為8.89%，右側(cè)乳腺癌患者心臟平均受量為821 cGy、V30均值為3.02%，這提示本組患者左側(cè)乳腺癌患者因心血管病死亡的比例也可能高于右側(cè)乳腺癌患者。

綜上所述，對于接受放療的乳腺癌患者，患側(cè)方向、頭方向≥5 mm的擺位誤差會使心臟平均劑量明顯增加；患側(cè)方向≥3 mm、頭方向≥5 mm的擺位誤差會使心臟V30明顯增加。建議當(dāng)患側(cè)方向、頭方向的擺位誤差≥5 mm時，應(yīng)校正誤差。

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Effect of set-up error on cardiac dose during radiation therapy for patients with breast cancer

HONGChao-shan,LIANGShi-xiong,HEYao-lin

(DepartmentofRadiotherapy,AffiliatedCancerHospitalofGuangxiMedicalUniversity,Nanning530021,China)

Objective To explore the effect of set-up error on the cardiac dose during radiation therapy for patients with breast cancer.Methods Eighteen patients with breast cancer undergoing radiation therapy were selected.Firstly,parameters,including the angle,dose and weight of radiation field,of original plan remained unchanged,and then,the center of radiation field was removed,and the linear set-up errors in three directions(including X,Y and Z axis) were simulated.The cardiac dose was calculated again after removing the center of radiation field,and was compared with that of the original plan.And X- and Y- represented as movement to the normal side and affected side,respectively.Results The percentage of cardiac volume wrapped by irradiation with 30 Gy(V30) at X-3,X-5,X-7,X-9,Y-5,Y-7 and Y-9 of new plan increased compared to those of original plan(P<0.05),and V30 of X-7,X-9 and Y-9 exceeded the limitation.V40 at X-9,Y-7,Z7,and Z9 of new plan increased compared to those of original plan(P<0.05).The mean cardiac dose at X-5,X-7,X-9,Y-5,Y-7 and Y-9 of new plan increased compared to those of original plan(P<0.05),and the increase amplitudes at X-5,X-7,X-9,Y-5,Y-7 and Y-9 were 54 cGy,80 cGy,110 cGy,100 cGy,142 cGy,and 182 cGy,respectively.Conclusion For the patients with breast cancer undergoing radiation therapy,the average cardiac dose might increase significantly with the set-up error no less than 5 mm to the normal side or affected side,and the cardiac V30 might increase significantly with the set-up error no less than 3 mm to affected side or 5 mm to normal side.It is suggested that the set-up error should be corrected when it is more than 5 mm to the normal side or affected side. 【Key words】 Breast cancer,Radiation therapy,Set-up error,Cardiac dose

廣西醫(yī)藥衛(wèi)生科研課題(Z2014246)

洪超善(1977～)，男，本科，影像學(xué)工程師，研究方向：放射治療技術(shù)。

何堯林(1986～)，男，碩士，住院醫(yī)師，研究方向：腫瘤放射治療，E-mail：454274067@qq.com。

R 737.3

A

0253-4304(2016)12-1671-05

10.11675/j.issn.0253-4304.2016.12.13

2016-04-26

2016-07-20)