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肝癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一,放射治疗是提高肝脏肿瘤局部控制率和生存率的有效方法,精确的靶区勾画和患者每日解剖结构变化是影响放疗的安全性和有效性重要因素。目前电子计算机断层成像(computed tomography,CT)引导放射治疗是实现精准放疗的重要手段。然而,CT图像软组织对比度较低,对腹部肿瘤与正常组织的可视化较差。相比于CT图像,磁共振图像(magnetic resonance imaging,MRI)软组织对比度高,对肝脏肿瘤显示清晰,且无电离辐射。因此,磁共振引导放射治疗是治疗肝癌的理想方式。为验证4DMRI(four-dimensional magnetic resonance imaging)引导肝癌内靶区勾画的可行性,以及为不同肝癌患者磁共振引导每日自适应放疗提供个体化放疗计划参考,本文选取经病理或影像学检查确诊为肝癌且均接受放疗的患者进行回顾性研究,研究结果如下:(1)对23例肝癌患者于同一日内分别进行4DCT(four-dimensional computed tomography)与4DMRI图像采集,将数据导入MIM软件中进行肿瘤靶区和危及器官的勾画。对4DCT与4DMRI图像显示的肿瘤和肝脏体积、肿瘤运动范围、图像伪影进行统计分析。4DMRI图像中肝脏肿瘤平均体积为136.42±231.27 cm~3,比4DCT图像(161.46±280.29 cm~3)减少25.04 cm~3(15.5%)。4DMRI图像中肝脏肿瘤内靶区平均体积为166.12±270.43 cm~3,比4DCT图像显示的平均体积(188.56±307.57 cm~3)降低22.44cm~3(11.9%)。与4DCT相比,4DMRI图像中的肝脏体积增加了4.0%。基于4DMRI确定的肿瘤质心运动在左右、腹背、头脚方向上的运动范围大于4DCT,平均差异分别为2.6 mm、2.8 mm、6.9 mm。4DCT图像中严重伪影的发生率为47.8%(11/23),高于4DMRI的17.4%(4/23)。研究结果表明,与4DCT相比,导航器引导的T2加权序列4DMRI在肝脏肿瘤图像中显示伪影较少,运动范围较大,是一种可行的肝癌放疗靶区勾画技术。(2)使用Monaco计划系统对10例接受放疗的肝癌患者进行回顾性分析。将患者定位CT图像及每日磁共振图像解剖信息在计划系统中重新勾画,分别应用自适应位置计划(adapt to position,ATP)和自适应形状计划(adapt to shape,ATS)对肿瘤靶区接受处方剂量覆盖率进行对照研究。在磁共振引导肝癌每日自适应放疗中,ATS提高了67.6%(48/71)的ATP处方剂量靶区覆盖度。未满足临床要求的ATP计划发生在大体积肿瘤和未采用4D技术勾画放疗靶区的肿瘤中。这表明,对大体积肿瘤应采用ATS计划,而当采用ATP计划时,应采用4D技术进行靶区勾画。(3)对共71组磁共振引导每日自适应放疗计划进行统计分析,对照研究危及器官在ATP与ATS中所受剂量。有8.5%(6/71)的ATP计划违反了结肠剂量限制,而ATS中危及器官剂量均满足临床要求。违反危及器官剂量限制的计划均发生在危及器官与肿瘤距离较近的放疗计划中。肝脏在ATS中的平均剂量较ATP分别减少1.6 Gy(P<0.05)。相较于ATP,ATS对脊髓、胃、十二指肠、结肠和小肠的最大剂量分别降低1.8 Gy、1.1 Gy、2.2 Gy、3.4 Gy和0.3 Gy(P<0.05)。研究结果表明,对于剂量要求较严格的肝脏肿瘤应采用ATS模式,而对于体积较小且离危及器官较远的肝脏肿瘤,可采用治疗时间较短的4D技术勾画靶区的ATP模式。