非小细胞肺癌大分割放疗剂量学研究

摘要

目的：自适应放疗(adaptive radiation therapy，ART)是由图像引导放疗(IGRT)进一步发展并逐渐应用于临床的精确放射治疗技术。本研究旨在探讨肺癌放射治疗中应用KV级锥形束CT采集患者图像，设计自适应放疗计划和大分割调强计划比较，评估靶区及周围正常组织的剂量学差异，探讨该方法应用于肺癌放射治疗的临床意义。
　　方法：选择8例肺癌患者，常规使用胸部强化CT定位，在定位CT图像上分别勾画出内肿瘤区1(internal gross tumor volume，IGTV1)、内靶区1(internal target volume，ITV1)、计划IGTV1(PIGTV1)、计划靶区1(planning target volume，PTV1)及危及器官轮廓(OAR)，制定大分割调强计划并实施治疗，患者每次治疗前行一次肺部KV级锥形束CT(CBCT)扫描，总共获得11次CBCT图像，把患者每次的CBCT图像和计划CT图像通过网络传入CMS计划系统后进行配准融合，并在融合图像上重新勾画出肿瘤靶区2(IGTV2)、内靶区2(internal target volume，ITV2)、计划IGTV(PIGTV2)、计划靶区2(planning target volume，PTV2)和危及器官轮廓(OAR)，两组图像中内靶区(ITV)由放疗科医师对内肿瘤区(IGTV)外扩5mm后根据周围组织界限、器官间界限进行修改形成，计划IGTV(PIGTV)由内肿瘤靶区(IGTV)外扩5mm形成，计划靶区(PTV)由内靶区(ITV)外扩5mm后修改形成。在计划CT图像上对每次获得的新轮廓使用CMS计划系统分别设计新的治疗计划，新计划的处方剂量、射野数量、角度及优化条件与初始计划要求完全一致，并保证危及器官受量低于其耐受剂量。然后分次CBCT计划合并，及总累积计划，分析比较大分割IMRT计划(IMRT plan)和自适应放疗(ART plan)的靶区体积的分次剂量、累积剂量和剂量体积直方图(DVH图)以及靶区周边正常肺、脊髓的照射剂量差异，综合评价较优肺癌放疗方式。
　　结果：⑴8例患者(96个计划)的IGTV体积范围为2.52-223.96cm3，平均体积为87.24cm3，各个患者肿瘤靶区(IGTV)体积随治疗次数增加逐渐缩小。⑵PIGTV最大、最小、平均剂量的12次累积值ART plan(68.88±1.35 Gy49.93±2.70 Gy65.62±1.10Gy)，IMRT plan(68.77±1.05 Gy49.85±3.05 Gy65.02±0.47Gy)；⑶全肺的V5、V10、V20、V30、V40，两计划统计学分析，ARTplan低于IMRT plan，P值分别为(0.000、0.000、0.000、0.000、0.000；0.000、0.000、1、1、0.000)；⑷脊髓受照平均剂量累积值ART plan为21.76±7.97Gy，IMRT plan为23.39±7.89 Gy，ART plan＜IMRT plan，(P＜0.05)，患侧肺受照平均剂量累计值ART plan为6.96±2.67Gy，IMRT plan为8.39±2.68 Gy，ART plan＜IMRT plan，(P＜0.05)，结论有显著性差异。
　　结论：①在非小细胞肺癌放射治疗过程中，随着治疗时间的推移肺部肿瘤靶区的体积明显缩小，如果不及时缩小照射野范围，正常肺组织受照体积增加。②肺癌大分割放射治疗中，应用锥形束CT(CBCT)可观察肿瘤靶区变化并据此勾画出新的靶区外轮廓，重新设计放疗计划，以实现自适应放疗。③根据分次间靶区体积大小、形状变化设计的自适应再计划与三维适形调强放疗计划相比，具有显著几何学和剂量学优势，减少了正常器官组织受照体积与剂量，也可实现靶区处方剂量的提高，降低放疗并发症发生率的同时，提高肿瘤局控率。