应用4D-CT技术确定晚期非小细胞肺癌内靶体积及其剂量学的研究

摘要

目的:应用4D-CT技术确定晚期非小细胞肺癌(NSCLC)内靶体积(internal gross target volume,IGTV4D及IGTVGating),比较常规3DCRT计划与4D计划、呼吸门控(Gating)计划的靶区体积及相关剂量学差异,评价4D-CT技术的几何学及剂量学优势,探讨其应用于晚期非小细胞肺癌放射治疗的临床意义。
　　 方法:选择15例晚期非小细胞肺癌患者,先行正常呼吸普通3D平扫CT扫描,再行4D-CT扫描,得到10个不同呼吸时相的CT序列。在普通平扫3D-CT上勾画3D计划的GTV和正常器官;在4D-CT每个扫描层次的10个呼吸时相的CT序列图像中逐个时相勾画4D计划的IGTV,保存到4D-CT的20％序列上,在20％CT序列上勾画正常器官;在呼气末的40％、50％、60％三个4D-CT序列中每个扫描层次上逐个时相勾画PTVGating计划的IGTV,保存到4D-CT的50％序列上,在50％CT序列上勾画正常器官。
　　 利用三维治疗计划系统根据PTV3D,PTV4D及PTVGating,为每例患者设计三套放疗计划:3D计划、4D计划与Gating计划。PTV3D由普通平扫CT中勾画的GTV等向性外扩1.5cm,来包括亚临床病灶、呼吸运动和设备误差(下叶的肿瘤头尾方向扩2.0cm);PTV4D由4D-CT的10个CT序列图像中逐个时相勾画的IGTV,再加上等向性的外扩1.0cm,来包括亚临床病灶和设备误差;PTVGating由呼气末的40％、50％、60％三个4D-CT序列中每个扫描层次上逐个时相勾画的IGTV,再加上等向性的外扩1.0cm,来包括亚临床病灶和设备误差。
　　 三套计划的处方剂量、射野方式均相同。比较三套计划中靶区体积、剂量及正常器官的剂量学的差异。
　　 结果:GTV4D、IGTVgating的平均体积分别为36.99±29.68cm3、28.57±23.28cm3,后者减少8.43±12.42cm3,P=0.02。PTV3D、PTV4D、PTVgating的平均体积分别为205.07±87.24cm3、156.63±85.03cm3、134.73±72.04cm3,依次递减48.45±31.23cm3、70.34±28.76cm3、21.89±32.78cm3(PTV4D VS PTV3D、PTVgating VS PTV3D、PTVgating VSPTV4D),P值依次为P=0.000、P=0.000、P=0.022。
　　 15例患者PTV3D的体积均显著大于PTV4D及PTVgating,但其中3例出现了PTV3D较PTV4D遗漏部分靶区的情况。PTV4D的体积大于PTVgating的体积,即呼吸门控技术可以在4D计划的基础上进一步减少靶区体积。
　　 4D计划、Gating计划中V5、V20、V30、和肺平均受量(mean lung doseMLD)均较3D计划降低。与3D计划相比,4D计划中肺的V5由35.07±15.17％下降至29.50±14.59％,P=0.018;V20由16.08±5.45％下降至13.29±5.08％,P=0.001;V30由12.97±4.12％下降至10.72±3.98％,P=0.001;肺的平均剂量(mean lung dose MLD)由1021.20±343.15cGy下降至848.13±342.66cGy,P=0.003。
　　 与3D计划相比,Gating计划中V5、V20、V30和MLD的受照剂量均较3D计划降低。Gating计划中肺的V5由35.07±15.17％下降至28.85±14.39％,P=0.009;V20由16.08±5.45％下降至13.05±5.05％,P=0.000;V30由12.97±4.12％下降至10.35±3.77％,P=0.000;MLD由1021.20±343.15cGy下降至807.00±316.18cGy,P=0.001。
　　 而与4D计划相比,Gating计划中V5、V20、V30和MLD均较4D计划降低。Gating计划中V5由29.50±14.59％下降至28.85±14.39％,P=0.103;V20由13.29±5.08％下降至13.05±5.05％,P=0.336;V30由10.72±3.98％下降至10.35±3.77％,P=0.124;MLD由848.13±342.66cGy下降至807.00±316.18cGy,P=0.062。
　　 结论:和3DCRT相比,基于4D-CT定位技术的4D计划能更准确定位肿瘤靶区边界,降低呼吸运动对靶区的影响;与4D计划相比,3D计划存在过于扩大靶区或遗漏靶区的缺陷;4D-CT技术可以在保证靶区覆盖肿瘤的同时减少靶区体积,降低正常组织的受照剂量和体积,使照射剂量的提升成为可能;与4D计划相比,门控放疗可进一步缩小靶区,更有利于保护正常组织。

目录

文摘

英文文摘

前言

对象和方法

结果

附图

讨论

结论

参考文献

综述 4D-CT技术的放射物理学优势及其在肺癌放疗中的应用前景

致谢

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