主动呼吸控制方法在非小细胞肺癌精确放疗中的应用研究

摘要

目的:本课题在周围型非小细胞肺癌、肝部肿瘤精确放疗定位及治疗过程中使用主动呼吸控制系统控制患者呼吸，观察自由呼吸(freebreathing，FB)状态时NSCLC原发肿瘤、肝部肿瘤的运动情况及主动呼吸控制(activebreathingcontrol,ABC)时NSCLC原发肿瘤的运动情况，并与FB状态常规放疗计划进行比较，研究ABC在减小放射性肺和脊髓损伤方面的作用。 材料和方法: ①选择2004年2月～2005年3月间选择拟接受适形放疗的周围型NSCLC、肝部肿瘤患者16例，使用ELEKTA公司的ABC系统进行主动呼吸控制，分别在患者ABC状态呼吸周期的吸气末和呼气末时CT扫描，将图像传输至放疗计划系统，进行肿瘤三维重建，其等中心点在三维方向上的位移即为FB状态下肿瘤运动幅度。 ②选择11例2004年2月～2005年3月间经病理或细胞学证实的周围型NSCLC的初治患者，在FB状态CT常规轴位扫描整个肺部，使用ABC后患者一次屏气内连续重复扫描3次和5次屏气后扫描分别采集CT图像，将图像传输放疗计划系统，进行肿瘤三维重建，找出ABC状态下肿瘤在三维方向的运动幅度，加上允许的摆位误差(5mm)，作为CTV至PTV在三维上的外放边界。按照这个边界制定放疗计划，在首次治疗时使用电子射野影像装置进行位置验证。并与FB状态常规放疗计划的双肺体积、GTV、PTV、双肺V20、Dmean和脊髓最大受量进行比较。 结果①使用ABC观察FB时周围型NSCLC肿瘤的运动情况：在¨例NSCLC患者中，肺部肿瘤在X轴方向平均位移为(3.35±0.86)mm，Y轴方向平均位移为(3.65±1.09)mm，Z轴方向平均位移为(8.02±3.71)mm。三个方向上，Z轴方向位移最大(P＜0.01)，而X轴和Y轴比较差异没有统计学意义。肺上中叶和下叶肿瘤的位移在Z轴上差异有统计学意义(P=0.020)，而在X、Y轴上差异没有统计学意义(P＞0.05)。 ②使用ABC观察FB时肝部肿瘤的运动情况：5例肝部肿瘤在X轴方向平均位移为(4.26±1.37)mm，Y轴方向平均位移为(5.16±1.94)mm，Z轴方向平均位移为(11.04±2.30)mm。 ③使用ABC后肺部肿瘤的运动情况：统计11例患者的数据，发现ABC分次放疗内肿瘤在X轴方向平均位移为(0.85±0.46)mm，Y轴方向平均位移为(1.07±0.59)mm，Z轴方向平均位移为(0.45±0.49)mm；ABC分次放疗间肿瘤在X轴方向平均位移为(0.93±0.57)mm，Y轴方向平均位移为(1.06±0.67)mm，Z轴方向平均位移为(1.41±0.66)mm。 ④使用ABC后患者全肺体积平均增加297.4cm3，平均百分数为11.4％；而肿瘤运动幅度的减小造成GTV平均减小3.5cm3，平均百分数为8.9％(P=0.000)。 ⑤与常规计划相比，ABC计划肺损伤指标V20平均减小3.5％，平均百分数为18.1％；Dmean平均减小242.1cGy，平均百分数为17.9％；ABC的脊髓最大受量平均减小605.7cGy，平均百分数为17.4％。因此ABC可以使正常肺和脊髓组织受损伤的几率明显减小(P=0.000)。 结论①使用ABC测量肺部、肝部肿瘤的运动情况，方法简单，并且通过CT扫描重建更为精确地计算出靶区在三维上的变化范围，对于个体化确定由CTV到PTV外放安全边界的制定有确切的指导作用。 ②使用ABC测量自由呼吸状态下肺部肿瘤的运动情况：Z轴方向位移最大(P＜0.01)，而X轴和Y轴比较差异没有统计学意义；肺上中叶和下叶肿瘤的位移在Z轴上差异有统计学意义(P=0.020)，而在X、Y轴上差异没有统计学意义(P＞0.05)。 ③使用ABC可以减小肿瘤运动幅度，更准确的确定GTV，并且根据CT扫描得出在三维方向的运动范围，可个体化的确定CTV至PTV的外放边界。 ④使用ABC可以增加双肺体积，降低放射性肺损伤指标V20、Dmean和脊髓最大受量，从而降低正常肺组织和脊髓的放射性损伤发生率。

目录

研究生导师和课题指导小组介绍

学位论文原创性声明及知识产权属声明

主要符号表

前言

一、使用ABC观察自由呼吸状态下肿瘤运动的研究

材料与方法

结果

结论

二、ABC在NSCLC精确放疗中应用研究

材料与方法

结果

结论

一、呼吸运动对胸腹部肿瘤靶区边界的影响

二、呼吸运动对肺部肿瘤精确放射治疗的剂量学影响

三、胸腹部肿瘤放射治疗中呼吸运动问题的解决方法

四、ABC存在的问题及展望

总结

参考文献

附录

综述：精确放疗中呼吸运动对肺部肺瘤靶区的影响与控制

攻读学位期间取得的研究成果(含发表的学术论文)

致谢