應(yīng)用4D-CT技術(shù)確定肝癌內(nèi)靶體積的研究.pdf

1、研究背景： 與常規(guī)放療相比，三維適形放射治療(three-dimensional conformal radiotherapy,3DCRT)使肝腫瘤周圍正常組織受到較少的照射，并可提高放療劑量，療效較前提高。但由于肝臟腫瘤的位移受呼吸運(yùn)動(dòng)的影響顯著，3DCRT技術(shù)難以準(zhǔn)確定位靶區(qū)。為了使靶區(qū)覆蓋腫瘤的運(yùn)動(dòng)范圍，需在臨床靶體積(clinical target volume，CTV)的基礎(chǔ)上外擴(kuò)一定的安全邊界，即體內(nèi)邊界(inter

2、nal margin，IM)和擺位邊界(setup margin，SM)，形成計(jì)劃靶體積(planning target volume， PTV)。安全邊界一般根據(jù)X線透視下膈肌的移動(dòng)度、臨床經(jīng)驗(yàn)或文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)據(jù)等制定，但由于并非準(zhǔn)確測(cè)量個(gè)體腫瘤的移動(dòng)度，不能得到個(gè)體化的安全邊界，因此存在遺漏靶區(qū)或過于擴(kuò)大靶區(qū)的可能性。此外，由于安全邊界的外擴(kuò)，PTV內(nèi)包含了較多的腫瘤周圍正常組織，不僅增加了正常組織并發(fā)癥概率，而且限制了放療劑量的進(jìn)一

3、步提高。 4D-CT(Four-dimensional computed tomography)是一種應(yīng)用呼吸相位注冊(cè)技術(shù)進(jìn)行CT圖像采集、放療計(jì)劃設(shè)計(jì)及放射治療的新技術(shù)。4D-CT掃描包含了完整呼吸周期的CT圖像，可反映胸腹部器官的呼吸運(yùn)動(dòng)及靶區(qū)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)“軌跡”，制定個(gè)體化的內(nèi)靶體積(internal target volume，ITV)，準(zhǔn)確定位靶區(qū)，可在保證覆蓋腫瘤的同時(shí)減少正常組織的受照劑量；而呼吸門控放射治療則可在呼吸周期的

4、特定時(shí)相，重復(fù)給予短時(shí)的放射治療，可進(jìn)一步減少因呼吸運(yùn)動(dòng)而外擴(kuò)的安全邊界，從而縮小靶區(qū)，減少正常組織受照射體積，并提高放療劑量。目前國際上4D-CT的報(bào)道主要集中于肺癌的研究，對(duì)肝癌的相關(guān)研究甚少，4D-CT在肝癌放射治療中的價(jià)值尚需臨床研究的證實(shí)。 研究目的：應(yīng)用4D-CT技術(shù)確定原發(fā)性肝癌內(nèi)靶體積(internal target volume，ITV<,4D>及ITV<,Gating>)，比較常規(guī)3DCRT計(jì)劃與4D計(jì)劃、呼

5、吸門控(Gating)計(jì)劃的靶區(qū)體積及相關(guān)劑量學(xué)差異，評(píng)價(jià)4D-CT技術(shù)的幾何學(xué)及劑量學(xué)優(yōu)勢(shì)，探討其應(yīng)用于肝癌放射治療的臨床意義。 材料與方法：選擇12例原發(fā)性肝癌患者，行4D-CT掃描，得到10個(gè)不同呼吸時(shí)相的CT序列，在10個(gè)相位的CT圖像中分別勾畫GTV、CTV和正常器官。利用三維治療計(jì)劃系統(tǒng)根據(jù)PTV<,3D>、PTV<,4D>、PTV<,Gating>為每例患者設(shè)計(jì)三套放療計(jì)劃：3D計(jì)劃、4D計(jì)劃與Gating計(jì)劃。P

6、TV<,3D>由CTV外擴(kuò)常規(guī)的安全邊界得到；PTV<,4D>由10個(gè)時(shí)相的CTV融合形成的ITV<,4D>外擴(kuò)SM得到；PTV<,Gating>由呼氣末的3個(gè)時(shí)相的CTV融合形成的ITV<,Gating>外擴(kuò)SM得到。三套計(jì)劃的處方劑量、射野方式均相同。比較三套計(jì)劃中靶區(qū)體積、正常器官的劑量學(xué)及正常組織并發(fā)癥概率(normal tissue complication probability,NTCP)的差異。 結(jié)果： ITV<

7、,4D>、ITV<,Gating>的平均體積分別為206.92±104.83cm<'3>、164.86±90.32cm<'3>，后者減少42.06±20.64cm<'3>。12例患者PTV<,3D>的體積均顯著大于PTV<,4D>及PTV<,Gating>，但其中5例出現(xiàn)了PTV<,3D>較PTV<,4D>遺漏部分靶區(qū)的情況。PTV<,4D>的體積較PTV<,3D>減少87.23±29.96cm<'3>，PTV<,Gating>較PTV

8、<,4D>減少52.97±28.17cm<'3>。GTV在Z軸方向的移動(dòng)度最為顯著，在門控時(shí)段中由9.42±4.86mm減少至1.93±0.63mm。4D計(jì)劃、Gating計(jì)劃中肝、腎、胃、小腸的受照劑量均較3D計(jì)劃降低，以肝最為顯著。與3D計(jì)劃相比，4D計(jì)劃中V30由36.21±16.56﹪下降至31.44±17.05﹪，正常肝平均劑量(mean dose to normal live,MDTNL)由22.63±6.80Gy下降至20

9、.22±7.28Gy，肝NTCP由17.58﹪下降至12.50﹪；而與4D計(jì)劃相比，Gating計(jì)劃中肝V30下降3.23﹪；MDTNL下降1.86±1.47Gy；肝NTCP下降2.67﹪。 在不增加正常組織并發(fā)癥的前提下，4D計(jì)劃的處方劑量可由3D計(jì)劃的平均劑量50.83±1.99Gy提升至54.67±3.34Gy，平均提升7.54﹪(4﹪～16﹪)；而Gating計(jì)劃可進(jìn)一步提高至58.00±3.90Gy，平均提高14.10