2018, Vol. 38
2. 250117 济南, 山东大学附属山东省肿瘤医院放疗科;
3. 250117 济南, 山东大学附属山东省肿瘤医院物理室
2. Department of Radiation Oncology, Shandong Cancer Hospital Affiliated to Shandong University, Jinan 250117, China;
3. Department of Radiophysics, Shandong Cancer Hospital Affiliated to Shandong University, Jinan 250117, China
保乳治疗是早期乳腺癌治疗的首选，而术后放疗则是保乳治疗的重要组成部分，不但可以显著减少术后复发率，同时亦可有效降低死亡率[1]。尽管仰卧位仍为保乳术后放疗的常用体位，但俯卧位的应用日趋广泛，特别是对下垂型大乳腺患者，选择俯卧位似乎已成常规，而且研究发现俯卧位放疗在减少心肺受照体积以及增加剂量均匀性等方面均优于仰卧位放疗[2-4]。然而，现有的关于乳腺癌保乳术后不同体位放疗的对比研究大多是针对全乳照射(whole breast irradiation, WBI)的，但近年来部分乳腺照射(partial breast irradiation, PBI)已成为早期低危患者保乳术后可选放疗方式，而部分乳腺外照射(external-beam partial breast irradiation, EB-PBI)则是PBI的主要实现方式之一，并且基于俯卧位实施EB-PBI的研究已有报道，但俯卧位与仰卧位实施EB-PBI的比较优势并不明确。为此，拟通过本研究探讨自由呼吸状态下仰卧位与俯卧位实施EB-PBI时靶区及危及器官(organ at risk，OAR)的剂量体积差异。
资料与方法1.临床资料：选择2016年7月至2017年4月入住本科拟行EB-PBI的保乳术后早期乳腺癌患者30例。入组条件：保乳术后符合EB-PBI条件的患者；原发肿瘤切除方式为局部肿瘤扩大切除且无术腔填充；术腔边界标记金属夹≥5个；上臂外展上举自如；无慢性肺疾病，肺通气功能正常；自愿接受俯卧位3D-CT扫描，并签署知情同意书；放疗定位时，术腔中无可见血清肿。原发肿瘤位于左乳腺者14例，右乳腺者16例，外上象限17例，外下象限3例，内下象限3例，内上象限5例，中央区2例。全部患者原发肿瘤手术方式均为局部肿瘤扩大切除术且术腔各边界放置金属夹，腋窝处置方式为前哨淋巴结活检术或腋窝淋巴结清扫术。入组患者的术后分期均为pT1N0M0。
2.CT模拟定位图像采集：所有患者均分别采用仰卧位及俯卧位乳腺托架固定。①仰卧位模拟定位：患者仰卧于附有腿垫的乳腺托架上, 双侧上肢外展上举以保证患侧乳腺充分暴露, 激光灯准直并于体中线和左右体侧分别进行十字标记, 分别于体中线及两体侧皮肤上激光十字标记处放置体表金属标记。②俯卧位模拟定位：患者俯卧于附有腿垫的俯卧位专用乳腺托架(CIVCO HorizonTM俯卧位乳腺托架)上，头部面朝下置于C枕上，双手上举握住手柄，患侧乳腺悬垂于治疗孔中，由医师调整健侧挡板位置，使健侧乳腺尽可能远离患侧，激光灯准直并于左右体侧进行标记。3D-CT扫描的范围从环甲膜至肺下缘下5 cm，层厚3 mm。将图像传输至瓦里安Eclipse 13.5治疗计划系统。
3.靶区勾画和定义：全部患者的靶区勾画均由同一名从事乳腺癌放疗的高年资医生完成。分别在仰卧位及俯卧位定位CT图像上基于金属夹勾画瘤床(tumor bed, TB)。TB边界外扩10 mm作为临床靶区(clinical target volume，CTV)，前界修回至皮下5 mm，后界修回至腺体与胸肌交界。CTV边界外扩5 mm作为为计划靶区(planning target volume，PTV)，前界修回至皮下5 mm，后界修回至胸壁与肺交界处。勾画双侧乳腺、患侧肺及心脏，作为OAR。仰卧位与俯卧位TB的勾画原则及CTV和PTV的构建原则完全一致。
4.放疗计划制定：在Eclipse治疗计划系统中，分别在仰卧位和俯卧位定位3D-CT图像上，基于已完成勾画和构建的靶区设计三维适形放疗(3D-CRT) EB-PBI治疗计划。仰、俯卧位EB-PBI计划均采用6 MV X射线，处方剂量为3.4 Gy×10次，剂量计算均选用各向异性解析(analytical anisotropic algorithm, AAA)算法。计划的设计目标为100%的处方剂量包绕95%以上的PTV体积，计划中尽量降低患侧肺和患侧乳腺的受照剂量。仰卧位治疗计划中，主要设计4个非共面照射野，射野的角度选择以照射肺最少为宜，必要时再设计1~2个小子野调节靶区的剂量均匀性。俯卧位治疗计划中，也是主要设计4个非共面照射野，射野的角度选择以避免照射到对侧乳腺为首要因素，并以照射肺最少为宜。因俯卧位时乳腺组织聚集下垂，如果只设计对穿的非共面射野，患侧乳腺受照剂量较高，因此增设了一个小权重的垂直于靶区的照射野，以降低患侧乳腺的受照剂量(图 1)。
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图 1 仰卧位及俯卧位计划射野图 A.仰卧位; B俯卧位 Figure 1 The picture of segmented fields in supine and prone EB-PBI plans A.Supine; B.Prone |
5.统计学处理：采用SPSS 19.0软件对数据进行处理，不服从正态分布的计量资料采用秩和检验，服从正态分布者采用配对t检验。靶区、OAR受照剂量体积以及相关性检验采用Spearman相关分析。P < 0.05为差异有统计学意义。
结果1.不同体位间靶区及患侧乳腺体积比较：仰卧位与俯卧位TB间体积差异无统计学意义(P>0.05)，但俯卧位下CTV及PTV大于仰卧位(Z=-3.01、-2.87, P < 0.05)。仰卧位时全乳体积比俯卧位小31.85 cm3(Z=-3.20，P < 0.05)，两种体位间PTV体积与全乳体积的比值差异无统计学意义(P>0.05，表 1)。
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表 1 30例患者仰卧位与俯卧位间靶区体积及患侧乳腺体积比较(中位值，cm3) Table 1 Evaluation of the target volume and the volume of ipsilateral breast for supine and prone positions (median, cm3) |
2.不同体位间靶区相关剂量参数比较：仰卧位及俯卧位100%等剂量线所包绕的相对体积分别为97.4%和96.9%，差异无统计学意义(P>0.05)。仰卧位与俯卧位间靶区均匀性指数(homogeneity index, HI)分别为0.09和0.10，差异有统计学意义(Z=-3.137，P < 0.05)。仰卧位及俯卧位靶区适形指数(conformal index, CI)符合正态分布，分别为0.69±0.04和0.78±0.04，俯卧位优于仰卧位(t=9.034，P < 0.05)。
3.不同体位间OAR相关剂量参数比较：结果列于表 2。由表 2可知，仰卧位与俯卧位间患侧正常乳腺平均剂量(Dmean)分别为10.01和10.40 Gy，两者差异无统计学意义(P>0.05)；不同体位间健侧乳腺Dmean比较，差异亦无统计学意义(P>0.05)。仰卧位时患侧肺Dmean及相应V5、V10、V20均大于俯卧位(Z=-2.18、-2.17、-4.74、-4.50，P < 0.05)。对于心脏而言，患者仰卧位时Dmean、V5均小于俯卧位时，且差异均有统计学意义(Z=-4.12、3.94，P < 0.05)；无论左侧还是右侧乳腺，患者仰卧位时心脏Dmean、V5均小于俯卧位时，差异均有统计学意义(Z=-3.30、-3.11、-2.53、-2.40，P < 0.05)，但同一体位左右侧乳腺比较，Dmean和V5的差异均无统计学意义(P>0.05)。
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表 2 30例患者仰卧位与俯卧位间OAR相关剂量体积参数比较(中位值) Table 2 Comparison of dosimetric evaluation between the supine and prone positionings in 30 cases(median) |
3.OAR剂量参数相关因素分析：仰卧位及俯卧位时PTV体积与全乳体积的比值与相应体位的患侧乳腺Dmean均呈正相关(r=0.732、0.559, P < 0.05)。无论仰卧位还是俯卧位，TB中心点至患侧胸壁的垂直距离均与患侧肺V10、V20、V30呈负相关(仰卧位：r=-0.475、-0.739、-0.746，P < 0.05；俯卧位：r=-0.532、-0.831、-0.666，P < 0.05)。俯卧位时TB中心点至患侧胸壁的垂直距离大于仰卧位，分别为1.78和1.25 cm(Z=-4.328，P < 0.05)。
讨论目前，仰卧位放疗以其简便的操作和较好的舒适度及较高的重复性等优势，仍为中国女性乳腺癌患者保乳术后放疗的最常用模式，但在仰卧位放疗时，乳腺由于重力作用而横跨胸壁，且在乳腺大而下垂的患者中尤为明显，这就使得部分肺和心脏不可避免地包含在照射野范围之内，同时增加了皮肤皱褶的面积，因而放射性心肺损伤及放射性皮损在所难免[5-6]，并且仰卧位放疗后心肺不良事件的发生率随着时间的延长而增加[7-8]。
为减少相关不良反应，Merchant和McCormick[9]首次实施保乳术后俯卧位放疗，并发现对于乳腺体积大且下垂的患者而言，俯卧位放疗可减少其肺的受照剂量，有效避免皮肤急性反应。目前已有多项研究显示，保乳术后俯卧位放疗可明显降低肺的Dmean以及V20[10-12]，且此种受益与乳腺靶体积大小无关[13]。同时，俯卧位放疗可提高靶区剂量的均匀性，减少高剂量区的体积[14-15]。然而以上研究均是围绕腺体较大的患者施行WBI开展的，对于乳腺体积偏小的中国早期乳腺癌患者而言，基于俯卧位施行EB-PBI是否会有同样获益并不清楚。
本研究纳入了30例中国早期乳腺癌保乳术后患者，分别在仰卧位、俯卧位3D-CT扫描图像上基于术腔金属夹勾画TB并构建CTV和PTV。关于仰卧位与俯卧位间TB靶区(GTV)体积差异，目前相关研究报道并不多。本研究结果显示，仰卧位与俯卧位间TB体积差异无统计学意义，但Lakosi等[16]报道了30例欧洲女性仰卧位与俯卧位CT定位瘤床GTV体积比较结果，基于血清肿勾画的GTV体积，仰卧位大于俯卧位。本研究与上述结果有不同，原因可能是俯卧位时血清肿的重力下坠作用，而本研究所入组病例瘤床无可见血清肿，只基于术腔金属夹勾画瘤床TB。本研究结果显示，俯卧位时CTV及PTV显著大于仰卧位，CTV和PTV分别增加了5.25和4.85 cm3。这可能与CTV构建方式及两种体位时瘤床位置及乳腺形态变化相关，因为CTV是基于TB均匀外扩10 mm构建而成，并且俯卧位时乳腺形态因下垂而舒展，从而导致近皮肤方向及近胸肌方向的修回减少。俯卧位时PTV显著大于仰卧位可能主要也是这个原因。本研究发现，俯卧位时，TB中心至胸壁的垂直距离大于仰卧位，也为俯卧位CTV及PTV大于仰卧位提供了依据。实际上，Lakosi等[16]的研究结果同样为俯卧位CTV及PTV大于仰卧位，而且两种体位间的体积差明显大于本研究中的数据，可能是因为他们的CTV及PTV构建是基于GTV外扩15和10 mm，而本研究则分别为10和5 mm，另一个原因可能是中国女性乳腺小且相对致密。
既往研究结果显示，俯卧位WBI时靶区剂量均匀性可获得提高，同时高剂量区的体积也相应减少[14-15]。尽管有研究显示，仰卧位与俯卧位放疗时靶区剂量均匀性差异无统计学意义，但俯卧位放疗时靶区适形度优于仰卧位[17]。而本研究结果显示，对中国早期乳腺癌患者而言，基于俯卧位实施EB-PBI时，其靶区适形度好于仰卧位。因此，从靶区剂量学角度看，对中国女性乳腺癌保乳患者，基于俯卧位实施PBI是可行的，甚至是有一定剂量学优势的。
多项研究均已证实，虽然仰卧位及俯卧位WBI时肺Dmean均满足理想剂量限制，但俯卧位放疗可显著降低肺的Dmean及V20[10, 18-22]。铁剑等[19]研究显示，与仰卧位放疗相比，俯卧位放疗可使左肺V20由15.4%下降至0.7%，V5由29%下降至2.5%。俯卧位WBI时肺受照剂量的显著下降似乎是必然的，因重力下垂使靶区中心明显远离胸壁，如Dundas等[22]的研究中俯卧位放疗时PTV中心点至胸壁距离由仰卧位时的1.1 mm增加至8.7 mm。对于EB-PBI，本研究结果显示，仰卧位时患侧肺脏Dmean、V5、V10、V20均显著大于俯卧位，分析原因可能是俯卧位时乳腺因重力下垂，增加了EB-PBI靶区至胸壁的距离，从而使肺的受照剂量得以降低。同时，本研究显示，TB靶区中心点至患侧胸壁的垂直距离与相应体位下患侧肺脏的受照剂量参数均呈负相关。因此，就肺脏保护而言，无论WBI还是EB-PBI均可以从俯卧位中获益。
WBI时心脏受照射剂量是备受关注的问题，放疗时心脏受照体积及剂量越小，放疗后心血管疾病的发生率则越低[12, 23]。有关体位对WBI时心脏受照剂量体积影响的研究结果不统一，有研究显示俯卧位放疗可有效减小87%的左侧乳腺癌患者心脏受照体积[10]，但也有研究结果显示，左乳腺癌患者俯卧位与俯卧位WBI时其心脏Dmean差异无统计学意义，而右乳腺癌患者俯卧位WBI时其心脏Dmean较仰卧位者增加0.2 Gy且有统计学意义[24]。相较于WBI，EB-PBI可以显著减少心脏受照射剂量，但实施EB-PBI时，心脏受照射剂量仍然是重点考虑的问题之一。理论上讲，如果制定完全相同的治疗计划，俯卧位EB-PBI时心脏受照剂量不应大于仰卧位，而在本研究中，尽管两种体位照射心脏Dmean均不大于1.2 Gy，但俯卧位大于仰卧位。可能的原因是，在制定俯卧位治疗计划时，为了保护健侧乳腺，增设了一个权重较少且方向偏向心脏的照射野。
WBI时除了关注心肺受照剂量外，对侧乳腺受照剂量也备受关注。相对于仰卧位而言，有研究显示，无论在深吸气屏气时或者自由呼吸状态下，俯卧位WBI时对侧乳腺受照剂量也显著降低[21]，但也有研究显示，两种体位照射时，对侧乳腺受照射剂量差异并不明显[25]。对于EB-PBI，本研究结果显示，俯卧位放疗时患侧乳腺及健侧乳腺Dmean均与仰卧位差异无统计学意义。但必须指出的是，本研究中为了避免对侧乳腺受照剂量增加，俯卧位照射计划设计时照射野的角度选择以避免照射到对侧乳腺为首要因素，也就是说设计治疗计划时就考虑到了对侧乳腺的受照剂量问题，因此，两种体位实施EB-PBI时对侧乳腺受照剂量问题需要进一步探讨。值得关注的是，无论仰卧还是俯卧，PTV与乳腺体积的比值与患侧乳腺Dmean呈正相关。
综上所述，对中国早期乳腺癌保乳患者而言，在自由呼吸状态下基于俯卧位实施三维适形EB-PBI是可行的。虽然俯卧位放疗时患者心脏获益优势不如仰卧位时显著，但俯卧位三维适形治疗计划在降低肺脏受照剂量以及提高靶区剂量适形度方面较仰卧位有明显优势。今后需要进一步研究俯卧位EB-PBI时如何增加患者心脏获益并探讨各方面均适合俯卧位EB-PBI的患者群。
利益冲突 本文作者与单位没有因此项研究工作接受过第三方的资助或服务，不存在与本工作职责相冲突的任何个人经济利益或非经济利益以及任何直接或间接的义务和责任可能影响或潜在影响稿件的内容作者贡献声明 于婷负责研究的具体实施和论文的撰写；王玮与李建彬参与论文选题与设计；徐敏、邵倩、张英杰、刘希军和李奉祥参与资料收集与分析；孙涛参与三维适形计划制定
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