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目的对接受放疗的胸部肿瘤患者,勾画肿瘤、肺、全心、各心腔及冠状动脉大血管等组织,在放疗计划剂量体积直方图中评估各结构在胸部放疗时受到照射的剂量,结合患者在治疗期间急性放射性肺炎的发生情况,探索1)心脏受照射是否可预测急性放射性肺炎的发生;2)心脏受照射对放射性肺炎发生的预测作用,确定可预测放射性肺炎发生的心脏剂量体积因素及各因素截断值。方法收集2013年1月-2015年7月我科收治的胸部恶性肿瘤患者,从中筛选患者按计划完成根治剂量胸部放疗且随访资料符合本研究要求的病例。既往接受过胸部放疗、姑息放疗、未按计划完成放疗、随访时间<3个月及随访资料不完整者排除。序惯或同步化疗、放疗前后手术不影响入组。每个患者放疗前均完成热塑性体膜制作、带膜定位CT扫描、放疗医师勾画靶区及周围危及器官、物理师根据放疗医师要求制定放疗计划、计划批复、模拟定位机下靶区验证。根据患者肿瘤分期及全身情况,部分患者给予序贯或同步化疗。搜集患者病例资料中一般临床特征,是否发生放射性肺炎及其严重程度(CTCAE V4.0标准)。放疗计划制定前或放疗计划完成后对双肺、心脏各心腔及大血管进行勾画及剂量评估。勾画结构包括左右正常肺(扣除GTV)、左右心室、左右心房、冠状动脉主干、左右旋支和前降支以及肺动脉。上述心脏各结构不作为放疗计划制作时正常组织剂量限制因素,在剂量体积直方图(DVH)中做剂量分析。放疗计划完成后,在DVH图中搜集各结构的剂量体积参数,包括:1)心脏四个心腔:左心房(LA)、左心室(LV)、右心房(RA)、右心室(RV)、的体积、最大剂量(Dmax)、平均剂量(Dmean)、1立方厘米所受剂量(D1cc)、2立方厘米所受剂量(D2cc)、3立方厘米所受剂量(D3cc)、5立方厘米所受剂量(D5cc)、接受≥5Gy组织体积(V5)、接受≥10Gy组织体积(V10)、接受≥13Gy组织体积(V13)、接受≥15Gy组织体积(V15)、接受≥20Gy组织体积(V20)和接受≥30Gy组织体积(V30);2)冠状动脉及其左右旋支、前降支的体积、Dmax、Dmean、0.5立方厘米所受剂量(D0.5cc)、V5、V10、V13、V15、V20和V30;3)肺动脉体积、Dmax、Dmean、D1cc、D2cc、D3cc、D5cc、V40、V45、V50、V55和V60;4)双肺Dmax、Dmean、V5、V10、V20、V30和V40。根据是否发生症状性放射性肺炎(≥2度)将患者分为放射性肺炎组和非放射性肺炎组。采用等级回归分析分别对心脏各心腔的剂量体积因素进行筛选,获得与症状性放射性肺炎发生相关的剂量体积因素;对已筛选出的症状性放射性肺炎发生相关因素绘制ROC曲线判断其预测能力,并计算预测截断值;根据截断值将患者分为<截断值和≥截断值两组,采用卡方检验比较截断值上下两组患者症状性放射性肺炎发生率。若回归分析未能筛选出与放射性肺炎发生相关因素,则采用T检验比较放射性肺炎组和非放射性肺炎组的平均值,挑选组间比较中两组有显著差异的剂量体积因素绘制ROC曲线。对ROC曲线下面积(AUC)≥50%的因素,每个因素都在所有数值中随机取值,并采用卡方检验比较某一随机选取的数值上下症状性放射性肺炎的发生率,当大于所选取的随机数值的症状性放射性肺炎发生率显著高于小于该随机数值的症状性肺炎发生率,且P值最小时(即两组统计学差异最显著时),将该值作为当前分析因素的截断值。对已确定截断值的症状性放射性肺炎相关因素,在截断值上下进行分组,比较两组症状性放射性肺炎发生率,绘制剂量体积-发生率关系曲线。结果1.患者基本临床特征160名患者进入本研究,其中肺鳞癌占23.75%,肺腺癌占23.75%,小细胞肺癌占11.25%;食管鳞癌占17.5%,其他病理学类型共23.75%。放射性肺组36.5%患者合并COPD,非放射性肺炎组38.0%合并COPD。2.心肺受照射剂量、血脂水平与放射性肺炎发生关系1)左心房V10、左心室Dmean、左心室V5-V30、右心室V5-V15、冠状动脉左旋支V5、左肺V40、右肺Dmean和V40在症状性放射性肺炎组明显高于非放射性肺炎组(P<0.05)。2)ROC曲线显示除左心房V10(AUC=47.9%)和左肺V40(AUC=48.2%)不具有预测意义外,上述其他因素均对症状性放射性肺炎有较不同程度预测价值。左心室Dmean(AUC=51.9%),左心室V5(AUC=53.9%),V10(AUC=54.0%),V13(AUC=54.0%),V15(AUC=53.4%),V20(AUC=50.9%),V30(AUC=51.1%);右心室V5(AUC=53.6%),V10(AUC=54.7%),V13(AUC=53.9%),V15 AUC=53.6%);冠状动脉左旋支V5(AUC=50.3%);右肺V40(AUC=54.1%),Dmean(AUC=52.7%)。3)左心室V5<69.86%,V10<58.78%,V13<53.65%,V15<52.60%或V20<46.8%时症状性放射性肺炎发生率(≥2度)分别为28.4%,27.9%,28.1%,28.6%,29.3%,29.3%;左心室V5≥69.86%,V10≥58.78%,V13≥53.65%,V15≥52.60%或V20≥46.8%时症状性放射性肺炎发生率分别为53.8%,58.3%,61.9%,60.0%,55.0%和48.1%,P均<0.05。左心室V10<58.78%或V13<53.65%时总放射性肺炎(≥1度)发生率分别为51.5%和51.8%;左心室V10≥58.78%或V13≥53.65%时放射性肺炎总发生率分别为75.0%和76.2%,P值均<0.05。4)右心室V5<85.73%,V10<79.21%,V13<77.40%或V15<74.46%时症状性放射性肺炎发生率分别为28.0%,27.9%,29.0%,29.5%;放射性肺炎总发生率分别为50.0%,50.0%,50.7%,51.1%。右心室V5≥85.73%,V10≥79.21%,V13≥77.40%或V15≥74.46%时症状性放射性肺炎发生率分别为53.6%,58.3%,54.5%和52.4%;放射性肺炎总发生率分别为78.6%,83.3%,81.8%,81.0%,P均<0.05。5)冠状动脉左旋支V5<11.49%时症状性放射性肺炎发生率为11.5%;而V5≥11.49%时症状性放射性肺炎发生率为88.5%,P=0.02。放射性肺炎总发生率分别为30.6%,62.1%,P=0.001。6)右肺V40<10.94%症状性放射性肺炎发生率为27.2%;右肺V40≥10.94%症状性放射性肺炎发生率为43.8%,P=0.04。右肺Dmean<15.02Gy时症状性放射性肺炎发生率为27.8%;放射性肺炎总发生率为50.0%。右肺Dmean≥15.02Gy时症状性放射性肺炎发生率为44.7%;放射性肺炎总发生率为68.1%,P=0.04。7)血清甘油三脂<3.02mmol/L和≥3.02mmol/L时,症状性放射性肺炎发生率分别为30.5%,83.3%,P=0.007;总放射性肺炎发生率分别为53.9%,83.3%,P=0.32。结论通过该项回顾性临床研究,我们得出如下结论:1)心脏左心室在胸部放疗中接受的照射剂量与症状性放射性肺炎的发生密切相关,左心室Dmean<1062c Gy、V5<69.86%、V10<58.78%、V13<53.65%、V15<52.60%、V20<46.8%时,症状性放射性肺炎发生率均低于30%。30%的症状性放射性肺炎发生率并非我们限制的终点事件发生率,而是在统计分析过程中当发现两组(放射性肺炎组和非放射性肺炎组)放射性肺炎发生率统计学差异最显著时即将该点确定为截断值,再计算此截断值上下两组放射性肺炎发生率得出的结果。2)心脏右心室V5<85.73%、V10<79.21%、V13<77.40%、V15<74.46%时,症状性放射性肺炎发生率均低于30%。3)冠状动脉左旋支V5<11.49%时症状性放射性肺炎发生率为11.5%,而V5≥11.49%时发生率为88.5%。4)右肺Dmean<1052c Gy或V40<10.94%时症状性放射性肺炎发生率<30%。综上所述,通过对左右心室或正常肺组织进行剂量限制,可将放射性肺炎的发生率控制在较低水平。5)血清甘油三酯水平对症状性放射性肺炎有明显影响,甘油三脂水平低于3.02mmol/L症状性放射性肺炎发生率明显降低。对于血脂水平较高的患者在进行胸部放疗时应更谨慎的考虑正常组织剂量。综上所述,在胸部放疗中通过对左右心室进行更详细的剂量体积限制,同时对血脂异常的患者的正常组织剂量进行调整可将放射性肺炎的发生率控制在较低水平。