应用4d-CT技术确定食管癌内靶体积及其剂量学研究

来源 :河北医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pengpenghu
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目的:本研究拟应用4D-CT(four-dimensionalcomputedtomography)定位技术,探讨4D-CT定位在食管癌内靶区勾画中的作用,并比较3D计划和4D计划的靶区体积及相关剂量学差异,评价4D计划的几何学及剂量学优势,探讨其应用于食管癌放疗的临床意义。同时在口服造影剂前后分别进行定位扫描,比较两者靶区体积方面的差别,评价该方法在食管癌GTV勾画中的实际意义。   方法:选择19例Ⅰ-Ⅲ期食管癌患者,每位患者在同次CT模拟定位时首先完成3D-CT平扫,后口服5%碘海醇并在强化下序贯完成3D-CT、4D-CT扫描。在普通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。利用三维治疗计划系统根据PTV3D,PTV4D,为每例患者设计三套放疗计划:3D计划、3DC计划、4D计划。PTV3D、PTV3DE分别由平扫CT、强化CT中勾画的GTV四周外扩0.5cm、上下外扩3cm至CTV,再外扩0.5cm获得,来包括呼吸运动和设备误差;PTV4D由4D-CT的10个CT序列图像中逐个时相勾画的IGTV,四周外扩0.5cm、上下外扩3cm至CTV再外扩0.5cm获得,来包括设备误差。三套计划的处方剂量、射野方式均相同。比较3D计划与4D计划中靶区体积、靶区位移及正常器官剂量学的差异;比较3D计划与3DC计划中靶区剂量学变化。同时比较口服造影剂前后GTV的体积,其分别命名为GTV3D、GTV3DE,评价该方法在食管癌GTV勾画中的实际意义。   结果:   1.靶区体积比较   1.1GTV的体积:GTV3D的平均体积为46.94±34.47cm3,GTV3DE平均体积为47.54±35.18cm3。GTV3DE体积小于GTV3D体积的有9例,GTV3DE体积大于GTV3D体积的有10例。Z检验统计量为-1.489,双侧概率为P=0.136。按α=0.05水准,认为口服碘海醇溶液对食管癌靶区体积尚无影响。   1.2PTV的体积:PTV3D的中位体积为178.05(115.91)cm3,PTV3DE的中位体积为175.67(127.74)cm3,PTV4D的中位体积为195.19(150.80)cm3。PTV4D体积小于PTV3DE体积的有1例,PTV4D体积大于PTV3DE体积的有18例。Z检验统计量为-3.300,双侧概率为P=0.001。按α=0.05水准,认为PTV4D体积大于PTV3DE体积有统计学意义。PTV4D体积均大于PTV3D体积,Z检验统计量为-3.823,双侧概率为P=0.000。按α=0.05水准,认为PTV4D体积大于PTV3D体积有统计学意义。   2.X、Y、Z轴方向上的比较   2.1中段食管癌:肿瘤靶区呼吸动度均值在X、Y、Z轴方向上平均位移分别为0.25±0.26cm(范围:0.04-0.59cm)、0.04±0.38cm(范围:0.00-0.80cm)和0.10±0.15cm(范围:0.00-0.37cm),三维方向上仅X轴位移有统计学差异(P=0.014),Y、Z轴均无统计学意义(P=0.776,P=0.932)。   2.2下段食管癌:肿瘤在X轴方向上中位位移为0.02(0.36)cm(范围:0.05-0.69cm)、Y轴方向上平均位移为0.25±0.69cm(范围:0.15-1.65cm)、Z轴方向上中位位移为0.05(0.27)cm(范围:0.00-0.87cm),但三者均未有统计学差异(P值分别为0.722、0.307、0.208)。   3.靶区剂量学比较:V100-3DPlan和V100-3DCPlan分别为95.69±0.94%、88.62(9.84)%,V100-3DCPlan较V100-3DPlan降低了9.44±7.50%(P=0.000),有统计学差异。V95-3DPlan和V95-3DCPlan分别为99.79(0.26)%,95.17(6.20)%,V95-3DCPlan较V95-3DPlan降低了6.21±6.19%(P=0.001),差异有统计学意义。V90-3DPlan和V90-3DCPlan分别为99.99(0.03)%,97.19(3.78)%,V90-3DCPlan较V90-3DPlan降低了约4.26%(P=0.000),差异有统计学意义。   4.肺作为危及器官的剂量学比较   4.1两种不同计划中肺V5的剂量学比较:V5-3DPlan<V5-4DPlan,V5-4DPlan中肺V5较3D计划增加2.05%(P=0.016),有统计学差异。   4.2两种不同计划中肺V20的剂量学比较:和V5的评价结果相似,比较两种计划V20的体积百分比,V20-3DPlan<V20-4DPlan,V20-4DPlan较V20-3DPlan增加1.06%(P=0.018),有统计学差异。   4.3两种不同计划中肺V30的剂量学比较:比较两种计划V30的体积百分比,V30-3DPlan<V30-4DPlan,V30-4DPlan较V30-3DPlan增加0.64%(P=0.083),无统计学差异。   4.4不同计划中肺MLD的剂量学比较:MLD-4DPlan较MLD-3DPlan增加47.00±105.89cGy(P=0.069),无统计学差异。   5心脏作为危及器官的剂量学比较:MHD-4DPlan较MHD-3DPlan增加218.58±283.888cGy(P=0.004),有统计学差异。   结论:   1.在CT模拟定位时口服造影剂,不仅可以清晰显示食管在体内的位置及其相应结构,又可使得CT图像与食道造影相结合,为准确勾画食管癌靶区提供了方法。并且,本研究显示该方法不增加GTV体积,可作为食管癌定位时应用;   2.食管癌放疗应考虑呼吸动度对其内靶区的影响,尤其是造成漏照的可能,其PTV应包括因呼吸运动造成的个体化靶区位移引起的边界外扩;   3.4D-CT定位技术能通过勾画内靶区确定个体化外扩边界,以有效避免靶区遗漏、提高放疗精确度;   4.4D-CT放疗计划不增加肺、心脏、脊髓等危及器官受量。
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