不同部位脑胶质瘤术后三维适形放疗与调强放疗的剂量学对比研究

摘要

胶质瘤是常见原发脑肿瘤之一。放射治疗在脑胶质瘤的治疗中具有无可争议的地位，它与手术、化疗组成胶质瘤的三大治疗手段。三维适形放疗(3DCRT)是目前胶质瘤术后放疗应用最广泛的技术。随着放疗技术的发展，调强放疗(IMRT)也逐渐应用到脑胶质瘤术后放疗中。新技术的应用能否带来新的获益是众多学者关心的问题。国内外有关脑胶质瘤术后IMRT与3DCRT的剂量学对比研究已有初步报道，但对IMRT能否提高靶区覆盖率和适形度以及降低危及器官受量的看法至今尚无统一意见。另外，目前的剂量学研究尚缺乏对不同部位的脑胶质瘤作进一步的探讨，而肿瘤所处位置的不同会导致靶区与邻近危及器官的距离不同，对靶区的剂量分布及危及器官的受量将产生一定的影响，此可能是造成结论不统一的原因之一。因此，有必要对不同部位脑胶质瘤作进一步的剂量学研究，以评价IMRT与3DCRT计划之间在不同肿瘤位置的剂量分布差异，为临床放疗技术的选择提供剂量学依据。
　　 研究目的：
　　 通过比较额叶、颞叶和顶枕叶的脑胶质瘤患者术后IMRT计划与不同设野方式的三维适形放疗计划之间的剂量学差异，评估各种放疗计划的利与弊。
　　 材料与方法：
　　 选取从2006年到2008年在中山大学肿瘤防治中心接受三维适形放疗的脑胶质瘤患者24例，其中，颞叶8例、额叶8例，顶枕叶8例。将这24例患者治疗前的CT定位扫描图像资料导入3D-TPS工作站。根据患者术前和术后MRI所显示的病灶图像，在CT横断面上勾画靶区、危及器官及正常脑组织。对每个病例分别作出IMRT计划及3野、4野、6野的3DCRT计划。评价指标如下：PTV靶体积的适形指数(CI)、不均匀指数(HI)、D95、V95、Dmax、Dmean和Dmin；危及器官(包括脑干、视交叉、视神经、眼球、晶体和垂体)的Dmax、Dmean、D5和D33等；正常脑组织的Dmax、Dmean、D33、V60Gy、V45Gy、V24Gy和V18Gy。比较这些指标在IMRT组与3DCRT各组计划之间的差异。
　　 研究结果：
　　 1.靶区：在Dmean、D95、V95和HI四个指标方面，IMRT计划与三组3DCRT计划对各部位肿瘤均能较好的满足靶区的要求。对于顶枕叶肿瘤，IMRT计划在V95、D95、Dmean和HI方面均优于各组3DCRT(P均＜0.05)；但对于颞叶和额叶肿瘤，IMRT与各组3DCRT计划之间在V95、D95、HI、Dmean方面比较无明显差别(P均＞0.05)。在靶区Dmax和适形性方面，IMRT计划与三组3DCRT计划对各部位肿瘤均能较好的满足靶区的要求。对于颢叶及额叶肿瘤，IMRT计划稍差于各组3DCRT计划(P均＜0.05)；对于顶枕叶肿瘤，IMRT计划与各组3DCRT计划无明显差别(P均＞0.05)。此外，靶区所有的观察指标在各组3DCRT计划之间无明显差别(P均＞0.05)。
　　 2.危及器官：1)颞叶肿瘤组：在视交叉、视神经、脑干和垂体的保护方面，IMRT均优于3DCRT(P均＜0.05)。IMRT与3DCRT-3F相比，视交叉Dmax、Dmean、D5和V50Gy的平均值分别降低了13.41％、37.53％、23.72％、95.02％；同侧视神经Dmax、D5和V50Gy的平均值分别降低了16.04％、20.30％、96.26％；脑干平均照射剂量降低了约21.0％；垂体Dmax、Dmean和D33的平均值分别降低了20.63％、31.25％、28.45％。所有危及器官的观察指标，除垂体的受量3DCRT-3F＞3DCRT-6F外(P＜0.05)，其它指标在各组3DCRT计划中均无明显差别(P均＞0.05)。2)额叶肿瘤组：在视交叉的保护方面，IMRT优于3DCRT(P均＜0.05)，IMRT与3DCRT-3F相比，视交叉的Dmax、D5和V50Gy的平均值分别降低了16.04％、20.30％、96.26％。视神经、脑干、垂体和眼球的受照射剂量在其耐受剂量以内，IMRT与3DCRT无明显差别(P均＞0.05)。所有危及器官的观察指标，在各组3DCRT计划中均无明显差别(P均＞0.05)。3)顶枕叶肿瘤组：所有危及器官的受照射剂量远远低于其耐受剂量，IMRT与3DCRT均能很好地保护各危及器官。其中脑干的受量IMRT与3DCRT无明显差别(P＞0.05)，而视交叉、视神经、垂体、眼球和晶体各观察指标均为IMRT计划大于各组3DCRT计划(P均＜0.05)。所有危及器官的观察指标，在各组3DCRT计划中均无明显差别(P均＞0.05)。
　　 3.正常脑组织：低剂量照射体积V24Gy和V18Gy的平均值颞叶、额叶及项枕叶肿瘤均为IMRT计划大于3DCRT-3F计划(P均＜0.05)；高剂量照射体积V60Gy和V45Gy在颞叶、额叶和顶枕叶肿瘤均为IMRT计划与各组3DCRT计划无明显差别(P＞0.05)。而在不同野数的3DCRT计划之间，在低剂量方面，V24Gy和V18Gy的数值随着3DCRT照射野数目的增加而逐渐增大。在高剂量方面，各指标在各组3DCRT计划中均无明显差别(P均＞0.05)。
　　 研究结论：
　　 1.不同部位脑胶质瘤会影响3DCRT及IMRT的剂量分布特性。
　　 2.对于颞叶和额叶肿瘤，虽然IMRT和3DCRT均能较好地满足靶区剂量覆盖、均匀性和适形性的要求，但在危及器官保护方面，IMRT明显优于3DCRT。
　　 3.对于顶枕叶肿瘤，IMRT和3DCRT均能很好地保护各危及器官，但IMRT的靶区覆盖率和均匀性优于3DCRT。
　　 4.IMRT较3DCRT增加了靶区外正常脑组织的低剂量照射体积。
　　 5.增加3DCRT照射野的数目(从3野到6野)并不能明显提高靶区的覆盖率、均匀性和适形性，亦不能明显降低危及器官的受量。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1脑胶质瘤放射治疗的现状

1.2脑胶质瘤放疗常用的放疗技术

1.3脑胶质瘤术后放疗剂量学的研究现状

第二章材料与方法

2.1病例资料

2.2体位固定、CT扫描方法

2.3图像登记

2.4靶区和危及器官勾画及处方剂量

2.5放射治疗计划的设计

2.6评价指标

2.7统计学处理

第三章结果

3.1颞叶肿瘤

3.1.1肿瘤计划靶体积(PTV)的参数比较

3.1.2危及器官的参数比较

3.1.3正常脑组织的参数比较

3.2额叶肿瘤

3.2.1肿瘤计划靶体积(PTV)的参数比较

3.2.2危及器官的参数比较

3.2.3正常脑组织的参数比较

3.3顶枕叶肿瘤

3.3.1肿瘤计划靶体积(PTV)的参数比较

3.3.2危及器官的参数比较

3.3.3正常脑组织的参数比较

第四章讨论

4.1靶区的剂量分布的比较与评价

4.2危及器官受量的比较与评价

4.3正常脑组织受量的比较与评价

本研究存在的问题和下一步研究计划

第五章结论

参考文献

致 谢