基于4DCT研究自由呼吸状态下保乳术后全乳IMRT靶区位移及其对剂量学参数的影响

摘要

目的：基于4DCT探讨保乳术后全乳靶区在自由呼吸状态下随呼吸运动的位移变化及与术腔中选定银夹、乳头及体表金属标记位移的相关性，并分析全乳调强放疗(IMRT)中靶区位移及体积变化与靶区及危及器官(OAR)剂量学变化的相关性。明确保乳术后基于4DCT定位图像呼吸极限时相与常规3DCT定位图像间全乳IMRT治疗计划间剂量学参数的差异。
　　 方法：选择保乳术后拟行全乳IMRT者，于自由呼吸状态下序贯完成3DCT和4DCT扫描。在瓦里安Eclipse治疗计划系统中，由同一放疗医师参照统一标准勾画全乳靶区(CTV)，体内外标记及危及器官(OAR)，获取各中心点在三维方向上的位移，进行靶区位移及与银夹、乳头和体表标记相关性分析及各呼吸时相CT图像上肺体积变化与靶区位移的相关性分析。以TO时相为参考时相制定全乳IMRT计划，并将TO时相的IMRT计划复制到其余9个时相及3DCT图像上。观察呼吸周期中呼吸运动导致的靶区及OAR的剂量学变化，比较呼吸极限时相与常规3DCT上计划间靶区及危及器官相关剂量体积参数的差异。
　　 结果：CTV左右(LR)、前后(AP)、头脚(SI)方向最大位移分别为0.71、0.76、1.29mm(F=5.755，P=0.007);CTV中心点三维方向位移与靶体积及同侧肺体积变化均不存在相关性；在LR、SI方向上CTV位移与乳头、体中线体表标记、最上层银夹位移均无相关性，在AP方向上CTV位移则与乳头、正中体表标记针、最上层银夹位移有相关性的比例分别为8/13、7/11、9/13，但群体性分析显示CTV位移仅与最上层银夹有相关性（r=0.657，P=0.015）。
　　 自由呼吸状态下CTV位移矢量为(2.09±0.74)mm，体积变化率为(3.05±0.94)％。CTV体积变化与靶区及OAR剂量学变化相关性均不显著(|r|=0.39～0.48); CTV在AP、SI及矢量方向与PTV平均受量、适形指数(CI)、肺脏高剂量受照体积均存在明显的相关性(|r|=0.651～0.975);CTV头脚及矢量方向位移仅与心脏V5存在相关性(r=-0.795、0.687)。肺脏体积变化与其高剂量受照体积显著正相关(r=0.655～0.882)，而心脏体积变化仅与V5显著相关(r=-0.701)。
　　 TO时相PTV平均剂量高于T50时相（t=2.87，P=0.011），而3D与T0、T50差异均无统计学意义(t=1.06、-1.59，P=0.304、0.132)。T0、T50、3D计划均匀性指数(HI)分别为0.156±0.02、0.162±0.02、0.161±0.02，仅T0时相与T50时相差异存在统计学意义（t=-2.56，P=0.021）；T0与T50、3D计划CI差异均有统计学差异(t=4.55、2.70，P=0.000、0.016)，T50与3D差异则无统计学意义（t=0.04，P=0.967）。T50时相肺脏V20、V30、V40、V50及Dmean低于T0时相，且差异均有统计学意义(t=2.39～5.54，P=0.000～0.030)。3个计划间心脏各参数差异均无统计学意义(t=-1.77～1.40，P=0.128～0.693)。
　　 结论：自由呼吸状态下，乳腺体积和肺体积改变对全乳靶区位移无明显影响；术腔中选定银夹可用以监测靶区活动度，其用以靶区位移测量和校正可靠性优于乳头及体中线处体表标记。自由呼吸状态下，全乳放疗中乳腺固有体积的变化对放疗的影响可以忽略；吸气末与呼气末两时相间计划靶区的剂量学参数差异明显，且两时相间无论肺脏体积还是高剂量区受照肺体积差异均有显著统计学意义，这种差异可能是时相间胸廓扩张程度不同所致；结合3DCT与4DCT极限时相间计划的差异性，及靶区位移与靶区及OAR特定剂量体积参数变化间存在的相关性，说明自由呼吸状态下基于3DCT定位实施全乳正向IMRT是可行的，但基于4DCT定位并辅助呼吸门控会更为准确。

目录

研究生导师和课题指导小组成员介绍

声明

摘要

符号说明

前言

一、基于4DCT测定的保乳术后全乳调强放疗靶区位移的相关性研究

1．1 资料与方法

1．2 结果

1．3 讨论

二、基于4DCT的自由呼吸状态下全乳正向调强放疗靶区剂量学变化相关性研究

2．1 资料与方法

2．2 结果

2．3 讨论

三、自由呼吸状态下3DCT及4DCT极限时相全乳正向调强放疗治疗计划间的比较

3．1 资料与方法

3．2 结果

3．3 讨论

结论

参考文献

综述

致谢

附录