4DCT技术用于原发性肝癌放射治疗的几何学和剂量学研究

摘要

目的：由于呼吸运动使肝脏在三维方向发生位移并导致三维适形放射治疗(three dimensional conformal radiation therapy,3DCRT)中肝癌靶区扩大或准确性下降。应用四维CT(four dimensional computedtomography,4DCT)技术确定原发性肝癌患者包含呼吸动度的个体化的靶体积(内靶区),比较常规3D计划与4D计划的靶区体积、位移、正常肝组织受照剂量及靶区剂量分布等差异,评价基于4DCT技术制定放疗计划的几何学及剂量学优势,探讨该技术应用于肝癌放射治疗的临床意义。
　　 方法：为12例符合入组条件的原发性肝癌患者每人分别行增强的3DCT和4DCT扫描并分别得到相应的CT扫描图像。其中4DCT图像由10个不同呼吸时相的CT序列组成。在3DCT图像上分别勾画靶区实体肿瘤靶区(gross tumor-volume,GTV)、临床靶体积(clinical target volume,CTV)、计划靶体积(planning target volume,PTV)和危及器官;在4DCT图像上分别勾画内肿瘤靶区IGTV、内靶区(internal target volume,ITV)ITV、IPTV和危及器官。GTV为3DCT图像上肿瘤的边界,IGTV为4DCT图像上10个不同呼吸时相的GTV的叠加;GTV和IGTV均扩0.8cm为CTV和ITV;3DCT的PTV为CTV加常规安全边界(包括呼吸动度和摆位误差),即在左右和腹背方向均扩0.8cm,头脚方向均扩1.5～2cm;4DCT的IPTV为ITV加计划边界(摆位误差)即均扩0.5cm。应用Xio治疗计划系统为每例患者设计两套放射治疗计划:3D计划和4D计划。两套计划的处方剂量、射野数量及角度均相同,并保证危及器官不超过其耐受剂量。比较两套计划中PTV和IPTV的体积和剂量分布、GTV和IGTV的位移情况及正常肝脏受照剂量的差异。
　　 结果：12例患者PTV的平均体积为249.54±136.54cm3,IPTV的平均体积为148.20±92.02cm3,IPTV较PTV体积减少101.34±63.87cm3,结果有显著性差异(P=0.000)。相对于IGTV中心点的三维坐标,GTV在X、Y、Z轴的位移分别为0.23±1.37cm、0.05±3.88cm、0.12±0.71cm,且在X轴向左侧移动,Y轴向头侧移动,Z轴向背侧移动,但结果均无统计学意义(P分别为0.582,0.965,0.582)。与3D计划相比,4D计划的剂量分布更均匀,正常肝脏的平均剂量(meandose to normal liver,MDTNL)由18.81±3.89Gy下降至14.59±4.47Gy,V23由34.78±7.83％下降至26.18±9.47％,V30由30.21±7.30％下降至22.95±9.28％,正常肝组织并发症概率(normal tissue complicationprobability,NTCP)由12.72±9.27％下降至6.46±6.69％,结果均有显著性差异(P分别为0.000、0.000、0.001)。
　　 结论：常规3DCT存在靶区定位不准确现象,进而使3DCRT难于精确定义靶体积,造成靶区范围过大或遗漏部分靶区,从而导致靶区剂量降低及过多的正常肝组织进入靶区。4DCT技术能准确记录肿瘤随呼吸运动的轨迹,精确定位靶区位置,避免靶区丢失;个体化地确定靶区体积,减少外扩范围,避免部分正常肝组织不必要的照射,为降低正常肝脏的NTCP、提高靶区剂量进而提高肝癌放疗疗效提供可能。

目录

文摘

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前言

材料与方法

结果

附图

附表

讨论

结论

参考文献

综述 原发性肝癌的放射治疗及4DCT技术的应用

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