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恶性肿瘤中主动呼吸控制状态下CT与自由呼吸状态下四维CT的应用
目的:探讨恶性肿瘤中主动呼吸控制状态下CT与自由呼吸状态下四维CT的应用.方法:收治行立体定向放射治疗的肺部恶性肿瘤患者17例,分别在主动呼吸控制状态下行常规CT扫描(ABC-CT)、自由呼吸状态下行常规CT扫描(FB-CT)与四维CT扫描(4D-CT),比较检查效果.结果:4D-CT的定位时间、治疗时间低于ABC-CT(P<0.05);4D-CT的PGTV/GTV、PGTV、静态GTV高于ABC-CT(P<0.05);与FB、MeanIP-CT、CT0比较,ABC的双肺体积明显增大,靶区定位更为精确,正常肺组织照射剂量明显减少.结论:ABC-CT与4D-CT在放射治疗中均能获得比较理想的定向效果,但ABC方式的临床特征更为理想.
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基于4D-CT测定纵隔淋巴结与原发肿瘤位移及脏器体积变化率的相关性研究
目的:探讨基于四维CT(4D-CT)测定纵隔淋巴结与原发肿瘤位移及肺脏、心脏体积变化率的相关性.方法:选择诊断CT显示纵隔淋巴结转移的非小细胞肺癌(NSCLC)患者19例,获得自由呼吸状态下4D-CT模拟定位扫描图像,分别勾画各时相图像中气管左侧组(1L、2L、4L、5区)、右侧组(1R、2R、4R区)、下组(7、9区)纵隔转移淋巴结及肺内原发肿瘤、肺脏和心脏,获得淋巴结及原发肿瘤在左右(LR)、前后(AP)、上下(SI)方向的位移及相应肺脏和心脏体积变化率,比较同一组淋巴结不同方向位移及不同组淋巴结同一方向位移差异性,并分析淋巴结位移与同侧原发肿瘤位移、肺脏及心脏体积变化率的关联性.结果:在LR方向上,左侧淋巴结位移与左肺内原发灶位移有明显相关性,r=0.929,P=0.022；在AP方向上,左侧淋巴结与左肺内原发肿瘤位移亦呈明显正相关,r=0.965,P=0.008.在LR方向上,左侧淋巴结位移与左肺脏体积变化率呈明显正相关,r=0.605,P=0.037；在AP方向上,右侧淋巴结位移与有肺脏体积变化率呈正相关,r=0.614,P=0.044.在LR方向上,左侧淋巴结位移与心脏体积变化率呈明显正相关,r=0.645,P=0.024；在AP方向上,左侧淋巴结位移与心脏体积变化率呈明显正相关,r=0.779,P=0.003；在SI方向上,左侧淋巴结位移与心脏体积变化率呈明显正相关,r=0.609,P=0.035.结论:自由呼吸状态下,左侧淋巴结LR及AP方向位移与同侧肺内原发肿瘤位移有较好的相关性；左侧肺脏和心脏体积变化率大小能预测气管左侧的1L、2L、4L及5区纵隔转移淋巴结位移.
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形变配准技术分析呼吸运动对肝癌患者正常肝脏及其鞍区形态影响
目的 结合四维CT (four-dimension computed tomography,4D-CT)技术,应用自由变形模型(free form deformation,FFD)形变配准算法分析呼吸运动对原发性肝癌患者肝脏及其靶区形态的影响.方法 选取2010-08-01-2011-08-30山东省肿瘤医院8例接受放疗的原发性肝癌患者,获得患者4D-CT的模拟定位图像,将4D-CT图像依据呼吸周期均分为CT0、CT10、CT20、CT30、CT40、CT50、CT60、CT70、CT80和CT9010套CT图像.以呼气末时相图像CT50为参考图像,其他9幅图像采用基于B样条的自由变形模型FFD算法与其配准.然后用差分位图、Hausdroff距离及互信息技术分析呼吸运动对肝脏及其肿瘤形态的影响.结果 从一个完整呼吸周期10个时相的CT图像及差分位图可以看出,呼吸运动对正常肝脏及肿瘤靶区形态造成的影响,其中吸气末和呼气末的变化大.基于B样条的多分辨率网格自由变形模型FFD形变配准算法,可有效实现不同CT图像间的形变配准.其将肝脏和肿瘤靶区配准前CT0与CT50的Hausdroff距离由0.091 4减小到0.043 2,平均减小了54.1％;互信息从0.789 0提高到0.814 0;平均提高了3.17％.结论 呼吸运动造成的肝脏及其肿瘤靶区的形变是显著的,基于B样条的多分辨率网格自由变形模型FFD形变配准算法可有效实现4D-CT图像间的形变配准.
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四维CT量化膈顶运动准确性和放疗前后呼吸运动稳定性临床验证
目的 验证四维CT(4DCT)信息能否代表呼吸运动的实际情况,患者放疗前后呼吸活动是否有明显变化而影响4DCT在放疗中的应用.方法 67例胸部肿瘤患者在GE discovery 16-slice PET/CT上行4DCT扫描,在AW 4.2 4D Advantage Sim 6.0工作站设计放疗计划.模拟机透视下观察放疗前后的呼吸频率、左右膈肌运动幅度、因呼吸不平稳导致膈肌运动超出4DCT测定范围的次数(脱靶率),比较呼吸频率和左右膈肌运动幅度在4DCT重建和模拟机透视下的差异.结果 67例中58例能够重建出呼吸运动,其中32例放疗前后进行模拟机透视.放疗前后透视下呼吸频率和左右膈肌运动幅度的差异无统计学意义(P＞0.100);4DCT重建与透视观察的呼吸频率差异无统计学意义(P＞0.100);放疗前后脱靶率的差异有统计学意义(P＜0.05);4DCT重建与透视下左右膈肌运动幅度的差异有统计学意义(P＜0.05).结论 胸部肿瘤患者放疗前后呼吸状态基本一致,稳定性好;4DCT重建图像与患者呼吸保持一致性,但可能会遗漏部分信息.
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保乳术后基于4DCT的0％时相及50％时相配准方式比较
目的 探讨基于4DCT的0%时相(CT0)及50%时相(CT50)刚性配准(RIR)与形变配准(DIR)所构建的保乳术后瘤床体积及位置的差异.方法 纳入44例保乳术后行4DCT定位扫描的乳腺癌患者,由同1名放疗科医师分别基于CT0及CT50图像勾画GTV及金属夹.CT0及CT50分别运行RIR与DIR,在CT0上勾画的GTV及金属夹分别通过DIR与RIR映射到CT50.以相似度指数(DSC)、三维空间方向上靶区中心点的位移等指标评估DIR在靶区位置和形态上是否能有效改善CT0及CT50的匹配度.结果RIR与DIR的平均DSC分别为0.86±0.04、0.87±0.04(P=0.000).RIR在三维空间靶区中心点的位移明显大于DIR(1.22 mm : 1.10 mm,P=0.000).在前后方向上GTV及金属夹位移通过RIR的范围明显大于DIR(P=0.000),但在左右及上下方向 RIR与 DIR的 GTV及金属夹位移范围相近(P 均>0.05).结论 DIR可以改善4DCT的CT0及CT50配准时靶区的重合度.基于DIR测量呼吸运动所致的GTV及金属夹在前后方向上的位移明显优于RIR.
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自由呼吸状态下三维CT和四维CT极限时相部分乳腺外照射放疗计划的比较
目的 探讨保乳术后基于三维CT(3DCT)和四维CT(4DCT)极限时相定位图像间部分乳腺外照射三维适形放疗计划(3D-CRT)间靶区及危及器官(OAR)剂量体积参数间的差异.方法 20例乳腺癌保乳术后患者在自由呼吸状态下序贯完成3DCT和4DCT图像扫描,以4DCT的吸气末(EI)时相为基准时相,在EI时相上制订部分乳腺3D-CRT放疗计划,将EI时相的3D-CRT 计划复制到呼气末(EE)时相和3DCT图像上,比较3个计划间靶区和OAR相关剂量体积参数的差异.结果 基于3DCT、EI和EE时相勾画的术腔靶区体积分别为20.99、19.28和18.78 cm3,且基于3DCT勾画的术腔靶区体积均大于基于EI、EE时相勾画的术腔靶区体积(均P<0.05).基于3DCT、EI及EE时相90%等剂量曲线所包绕的计划靶区体积(V90%)分别为96.85%、97.51%和97.03%,且基于3DCT图像的V90%均小于EI时相和EE时相的V90%(均P<0.05).3DCT、EI和EE时相间靶区均匀性指数(HI)分别为0.13、0.13和0.13,适形指数(CI)分别为0.68、0.69和0.68,靶区平均受照剂量(Dmean)分别为36.20、36.20 和36.22 Gy.而3DCT、EI和EE时相间的HI、CI和Dmean比较,差异均无统计学意义(均P>0.05).3DCT、EI和EE时相间OAR相关剂量体积参数差异均有统计学意义(均P<0.05),且3DCT图像的OAR受照剂量均高于EI时相和EE时相(均P<0.05).结论 自由呼吸状态下基于4DCT图像定位,并制订EB-PBI放疗计划在降低危及器官受照剂量方面优于3DCT图像,且基于3DCT图像制订的EB-PBI放疗计划可能会因呼吸运动而产生靶区漏照.
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四维CT测定保乳术后部分乳腺外照射术腔中银夹的位移
目的 探讨四维CT(4D-CT)模拟定位影像所测得的保乳术后术腔中银夹和银夹所构成的几何体中心点位移在确定部分乳腺外照射( EB-PBI)内靶区中的价值.方法 14例保乳术后拟行EB-PBI的患者,在自由呼吸状态下行大孔径CT模拟定位,并获得4D-CT图像.在治疗计划系统中,分别勾画10个呼吸时相CT图像上术腔中选定银夹并标记术腔中全部银夹,获得选定银夹和所有银夹构成几何体中心点在左右、前后和上下三维方向上的位移,进行差异性与关联性比较.结果 同一选定银夹在前后和上下方向上的位移明显大于左右方向(均P＜0.05)；除外侧与下层银夹的上下方向外,其他选定银夹在同一方向上的位移差异均无统计学意义(均P ＞0.05).几何体中心点在左右、前后和上下方向上的位移分别为(1.34 ±0.39) mm、(2.01±1.02)mm和(1.89±1.03)mm,左右与前后以及左右与上下方向上的位移差异均有统计学意义(均P＜0.05)；在左右、前后和上下方向上,几何体中心点的位移均大于各选定银夹在同一方向上的位移,除上下方向外,差异均有统计学意义(均P＜0.05).在上下方向上,几何体中心点的位移与上层银夹及下层银夹的位移相关(均P＜0.05).结论 以4D- CT模拟定位图像进行EB-PBI靶区确定时,术腔中各边界选定银夹位移不能代替基于术腔中全部银夹所确定的EB-PBI靶区位移.
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四维CT测定非小细胞肺癌患者纵隔转移淋巴结的位移
目的 测量非小细胞肺癌(NSCLC)患者纵隔转移淋巴结分次内的位移,为NSCLC纵隔转移淋巴结内靶区的确定提供依据.方法 增强CT扫描显示纵隔淋巴结转移(短径≥1 cm)的24例NSCLC患者,在自由呼吸状态下,行大孔径CT模拟定位并获得四维CT(4D-CT)图像.在治疗计划系统中,分别勾画10个呼吸时相4D-CT图像上显示清楚的纵隔转移淋巴结及同侧膈肌顶层,并依据被勾画淋巴结所在的区域将其分为上、中、下纵隔3组,获得每个被勾画淋巴结在左右、前后和上下方向上的位移及三维运动矢量.比较同一区域纵隔淋巴结在不同方向上的位移差异、不同区域纵隔淋巴结在相同方向上的位移差异和三维运动矢量的差异,分析纵隔淋巴结位移与同侧膈肌位移的相关性.结果 全组53个纵隔淋巴结在左右、前后和上下方向上的位移分别为(2.24±1.55)mm、(1.87±0.92)mm和(3.28±2.59) mm.全组及上、中、下纵隔淋巴结的三维运动矢量分别为(4.70±2.66)mm、(3.87 ±2.45) mm、(4.97 ±2.75)mm和(5.23 ±2.67) mm.上纵隔淋巴结在左右、前后和上下方向上的位移差异均无统计学意义(均P＞O.05)；中纵隔淋巴结在前后与上下方向上的位移差异有统计学意义(P =0.005),而在左右与前后方向、左右与上下方向上的位移差异均无统计学意义(均P＞0.05)；全组及下纵隔淋巴结在左右与上下方向、前后与上下方向上的位移差异均有统计学意义(均P ＜0.05),而左右与前后方向间的位移差异则无统计学意义(均P＞0.05).上、中、下3组纵隔淋巴结在同一方向上的位移差异和三维运动矢量差异均无统计学意义(均P＞O.05).在上下方向上,不同区域纵隔淋巴结位移与同侧膈肌位移无明显相关性(均P ＞0.05).结论 在自由呼吸状态下,NSCLC患者纵隔转移淋巴结分次内在同一方向上的位移大小与所在纵隔的区域无关；各区域纵隔转移淋巴结在三维方向上的位移均为上下方向大于左右和前后方向,而且这种差异在中、下纵隔区域淋巴结表现更为显著；在上下方向上,不同区域纵隔转移淋巴结的位移均与同侧膈肌位移无关,即不能以膈肌位移来预测或判断纵隔转移淋巴结的位移.
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基于3D-CT、4D-CT和锥形束CT定义的非小细胞肺癌内靶区比较
目的 比较基于三维CT(3D-CT)、四维CT(4D-CT)和锥形束CT(CBCT)图像定义的非小细胞肺癌(NSCLC)内靶区(ITV)位置和体积差异.方法 31例周围型NSCLC患者,完成胸部3D-CT和4D-CT定位扫描,放疗首次拍摄CBCT.在3D-CT、4D-CT大密度投影(MIP)、CBCT图像上勾画大体肿瘤靶区(GTV),定义GTV到临床靶区(CTV)的外扩边界为7 mm,获得CTV3D、ITVMIp 和ITVCBCT.基于CTV3D在左右、前后方向外扩5 mm,头脚方向外扩5 mm得到ITV5mm、外扩10 mm得到ITV10mm.比较靶区间位置、体积、相似度和相互包含关系差异.结果 肺上叶组中,ITV10mm、ITV5mm、ITVMIP和ITVCBCT的中位比值分别为2.33、1.88和1.03,中下叶组的分别为2.13、1.76和1.10,两组间差异均无统计学意义.全组ITVMIP与ITVCBCT间相似度的中位数为0.83,大于ITV10mm与ITVcBCT间(0.60)和ITV5mm与ITVCBCT间的相似度(0.66)(Z=-4.86、-4.86,P＜0.05).全组ITVCBCT未被ITV10mm、ITV5mm、ITVMIP包含比例的中位数分别为0.10％、1.63％和15.21％,而ITV10mm、ITV5mm、ITVMIP未被ITVCBCT包含的比例分别为57.08％、48.89％和20.04％.肺上叶组和中下叶组ITVCBCT未被ITV5mm包含比例的中位数为1.24％和5.8％,两组差异无统计学意义.结论 基于4D-CT定义的个体化ITV不能有效地包含基于CBCT定义的在线ITV,利用源于4D-CT的ITV制定放疗计划,可能导致脱靶.基于常规3D-CT均匀外扩定义的ITV能够较好包含源于CBCT的ITV,但体积远远大于后者.
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基于增强三维CT、四维CT及锥形束CT确定食管癌原发肿瘤大体肿瘤体积的比较
目的 比较基于三维CT(3D-CT)、四维CT(4D-CT)和锥形束CT(CBCT)图像勾画的食管癌大体肿瘤靶区位置和体积差异.方法 34例食管癌患者序贯完成3D-CT、4D-CT扫描,放疗首次拍摄CBCT.分别在3D-CT、4D-CT呼气末时相、4D-CT大密度投影(MIP)和CBCT图像勾画得到GTV3D、GTV4D50、IGTVMIP和IGTVCBCT,4D-CT 10个呼吸时相的GTV融合得到IGTV10,比较靶区间位置、体积和相互包含关系的差异.结果 胸上、中、下段大体肿瘤体积大小均为IGTV10＞IGTVCBCT或IGTVMIP＞ GTV3D或GTV4D50.以IGTV10作为标准靶区,IGTV10与IGTVCBCT的漏误照均大于IGTV10与IGTVMIP的漏误照(t=-8.294 ～-3.192,P＜0.05).但IGTV10未被GTV3D包含比例与IGTV10未被IGTVCBCT包含比例间差异无统计学意义(P＞0.05).胸上段GTV4D50/IGTVCBCT与三维矢量成负相关(r=-0.756,P＜0.05),IGTVcBcT与其余4个靶区中心在前后方向差异有统计学意义(t=-3.559～-2.435,P＜0.05).胸中段IGTV10/IGTVCBCT与三维矢量成正相关(r=0.695,P ＜0.05),IGTVCBCT和IGTV10靶区中心在前后方向差异有统计学意义(t=2.201,P＜0.05),IGTV10未被IGTVCBCT包含比例与三维矢量成正相关(r=0.540,P＜0.05).胸下段IGTVCBCT和IGTVMIP靶区中心在左右方向差异有统计学意义(t=-2.365,P＜O.05),IGTV10未被IGTVCBCT包含比例与三维矢量成正相关(r =0.678,P＜0.05).IGTVCBCT相对其余4个靶区的MI值为0.65 ～ 0.72.结论 CBCT图像包含的肿瘤运动信息量明显大于3D-CT图像,但小于4D-CT 10个时相融合包含的运动信息.CBCT与MIP图像包含相似的运动信息,但两者的靶区运动信息不能相互代替.
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基于4D-CT测定的保乳术后全乳调强放疗靶区位移的相关性研究
目的 探讨基于4D-CT的乳腺癌保乳术后全乳靶区在自由呼吸状态下随呼吸运动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.方法 13例保乳术后拟行全乳调强放疗的患者,在自由呼吸状态下行大孔径CT模拟定位并获4D-CT图像.在瓦里安Eclipse治疗计划系统中,由同一放疗医师在每例患者10个呼吸时相CT图像上分别行全乳靶区、乳头、上层银夹、体中线体表标记勾画,获各中心点在三维方向上的位移,分析靶区位移及与银夹、乳头和体表标记相关性.分析各呼吸时相CT图像上肺体积变化及与靶区位移的相关性.结果 全乳靶区x、y、z轴大位移分别为0.71、0.76、1.29 mm(F=5.755,P＜0.05)；全乳靶区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；吸气末2个连续时相与呼气末3个连续时相靶区x、y、z轴平均位移相似,全乳靶体积大小相似；在x、z轴上全乳靶区位移与乳头、体中线体表标记、上层银夹位移均无相关性,在y轴上全乳靶区位移则与乳头、正中体表标记针、上层银夹位移有相关性的比例分别为8/13、7/11、9/13,但群体性分析显示全乳靶区位移仅与上层银夹有相关性(r=0.657,P＜0.05).结论 乳腺体积大小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.
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呼吸运动对部分乳腺外照射靶区剂量学的影响
目的 探讨呼吸运动对部分乳腺外照射(EB-PBI)靶区和危及器官(OAR)剂量学的影响.方法 选取保乳术后符合EB-PBI条件的20例患者,在四维CT(4D-CT) 10个时相上,由同一勾画者基于术腔边界金属夹结合术腔血清肿勾画靶区(TB).以0时相为参考时相,制定三维适形放疗计划(3 D-CRT),并将0时相的3D-CRT复制到其余9个时相上.观察呼吸周期中呼吸运动导致的靶区及OAR剂量学变化,其中相关剂量学参数如下:平均剂量(Dmean)、均匀性指数(HI)、适形度指数(CI)以及接受x Gy照射的百分体积(Vx).结果 自由呼吸状态下TB在左右、前后、头脚方向上的位移中位数分别为0.90、0.75和0.80 mm,三维位移矢量中位数为0.95 mm.在头脚方向上,TB位移与靶区Dmean、HI和CI具有相关性(r=-0.458、-0.451和0.462,P＜0.05),尤其与靶区Dmean呈负相关,并且TB位移在头脚方向上与患侧正常乳腺的Dmean、V20和V30呈正相关(r=0.527、0.488和0.526,P＜0.05).在三维运动矢量上,TB位移与患侧肺的Dmean、V5、V10和V20呈正相关(r=0.416、0.503、0.522和0.498,P＜0.05).心脏的Dmean、V5和V10仅与心脏体积变化相关(r=0.727、0.704和0.695,P＜0.05).结论 自由呼吸状态下呼吸运动引起EB-PBI靶区小幅度的位移能引起靶区剂量学的变化,从而有可能造成照射过程中靶区剂量脱靶或漏照.肺脏受照剂量体积参数的变化受靶区位移及胸廓扩张的双重影响,但心脏受照剂量受呼吸运动的影响并不显著.
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ABC辅助平静吸气末和呼气末3D-CT与4D-CT食管位置及体积比对研究
目的 比较自主呼吸控制(ABC)辅助三维CT(3D-CT)平静吸气末和呼气末与四维CT(4D-CT)终末时相间胸上、中、下段食管位置、体积及其匹配指数(MI)的差异.方法 11例周围型肺癌患者依次完成胸部4D-CT扫描及ABC辅助平静吸气末(CTEIH)和呼气末(CTEEH) 3D-CT扫描.每个呼吸周期的4D-CT图像平均分为10个呼吸时相,0％时相定义为吸气末时相(CT0),50％时相定义为呼气末时相(CT50),分别在CT0、CT50、CTEIH和CTEEH图像上勾画胸上、中、下段食管,分别比较CT0与CTEIH间、CT50与CTEEH间胸上、中、下段食管中心点径向方向位置、体积及体积MI的差异.结果 CT0与CTEIH间胸上、中、下段食管左右(x)方向的位置差异分别为(-0.02±0.16)cm、(0.06±0.26)cm、(0.10±0.33) cm,前后(y)方向的位置差异为(0.04±0.24) cm、(0.04±0.12)cm、(0.08±0.15)cm,左右及前后方向位置差异无统计学意义.CT50与CTEEH间胸上、中、下段食管x方向的位置差异为(-0.02±0.24)cm、(0.12±0.37)cm、(0.26±0.33)cm,y方向的位置差异为(0.03 ±0.21) cm、(0.04±0.17)cm、(0.14±0.18)cm,上段和中段食管CT50与CTEEH间位置左右及前后方向差异无统计学意义,下段食管CT50与CTEEH间位置左右及前后方向差异有统计学意义(t=0.025、0.024,P＜0.05).胸上、中、下段食管体积,CT0均大于CTEIH,CT50均大于CTEEH,但差异无统计学意义.CT0与CTEIH间胸上、中、下段食管体积匹配指数(MI)分别为0.50±0.17、0.50±0.19、0.56±0.08,CT50与CTEEH间各段食管体积MI分别为0.50±0.16、0.47±0.14、0.51±0.15,CT0与CTEIH间各段食管MI大于CT50与CTEEH间,差异无统计学意义.结论 呼吸模式对胸上、中段正常食管位置影响并不显著;两种呼吸模式同一状态,无论哪段食管均存在空间错位.
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勾画者及勾画标准对基于4D-CT周围型肺癌靶区勾画的影响
目的 探讨勾画者及勾画标准对基于4D-CT周围型肺癌原发肿瘤靶区勾画的影响.方法 选择12例行4D-CT模拟定位扫描的周围型肺癌患者,在勾画标准制定前后,6名放疗医生分别在4D-CT的吸气末时相(0％)、呼气末时相(50％)和3D-CT图像上勾画大体肿瘤体积GTV0、GTV50和GTV3D,GTV0和GTV50分别融合得到勾画标准制定前后的内大体肿瘤体积IGTVIN+EX,在4D-CT的大密度投影(NIP)图像上勾画内大体肿瘤体积IGTVMIP.对勾画标准制定前后同一勾画者及勾画者之间靶区勾画进行比较.结果 勾画标准制定前后,6位勾画者所勾画的GTV0、GTV50、GTV3D、IGTVMIP及融合靶区IGTVIN+Ex的平均变异系数为0.50±0.25和0.24 ±0.10,0.52±0.38和0.26 ±0.12,0.45 ±0.19和0.20±0.07,0.54±0.27和0.23±0.09,0.44±0.23和0.26±0.09,两两间差异有统计学意义(t=3.38、2.44、3.60、4.20、3.11,P＜0.05)；勾画标准制定前及后6位不同勾画者所勾画GTV0、GTV50、GTV3D、IGTVMIP中同一靶区体积间差异无统计学意义；勾画者3、6在标准制定前后所勾画GTV0、GTV50及IGTVIN+Ex差异有统计学意义(t=2.46、2.91、3.28,P＜0.05;t=2.40、2.79、3.22,P＜0.05),勾画者4所勾画GTV0、GTV50、IGTVIN+EX、IGTVMIP、GTV3D前后差异有统计学意义(=2.70、3.21、3.04、3.99、3.00,P＜0.05).结论 无论基于3D-CT还是4D-CT图像勾画周围型肺癌GTV或基于4D-CT勾画其IGTVMIP,就勾画者群体而言,统一的勾画标准指导可减少勾画者间的差异,但对勾画者个体而言,统一的勾画标准对其勾画某一特定靶区的影响不一.
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基于肺通气功能图像引导的调强放疗射野角度优化研究
目的 探讨基于肺通气功能图像引导的肺癌调强放疗中射野角度优化对保护功能肺的剂量学优势.方法 选取拟行调强放疗的非小细胞肺癌患者16例,分别行双相位(呼气末和吸气末)CT定位扫描,将图像传至肺通气功能分析软件系统,获取肺通气功能的三维分布,确定功能肺(FL)区域,并传至治疗计划系统与呼气末CT定位图像进行图像融合.分别设置剂量约束参数制定两类计划:常规的调强放疗(IMRT)计划和肺通气功能图像引导的调强放疗(f-IMRT)计划,每一类计划再分别设计5野均分角度和手动设野两种子计划.IMRT以降低全肺(TL)受量为目标,f-IMRT则以降低功能肺剂量为目标.对比分析IMRT和f-IMRT两类计划中5野均分角度和手动设野之间靶区和正常组织受照的剂量差异.结果 同一类调强放疗计划下,5野均分角度和手动设野之间的PTV剂量学参数差异无统计学意义;手动设野的脊髓、食管和心脏的受量较5野均分角度均有程度不等的变化,但仅食管的平均剂量和心脏V60差异有统计学意义(t=4.33、-2.37,P＜0.05).在IMRT中,5野均分角度中功能肺(FL)的低剂量区受照体积FLV5、FLV10、FLV20分别为(54.2±29.1)％、(42.5±22.1)％、(26.3±20.7)％,手动设野的分别为(30.2±18.5)％、(24.1±12.0)％、(17.8±8.9)％(t=4.87、4.74、2.33,P＜0.05).在f-IMRT中,5野均分角度中功能肺(FL)的FLV5、FLV10、FLV20分别为(52.4±20.7)％、(37.1±12.2)％、(21.1±5.8)％,手动设野的分别为(29.2±18.3)％、(23.0±14.8)％、(16.7±9.7)％(t=5.30、4.84、2.23,P＜0.05).全肺(TL)低剂量区剂量学参数也不同程度下降(t=7.96 ～ 6.07,P＜0.05).结论 在肺癌的调强放疗中,结合肺通气功能图像优化放疗计划,并进一步优化射野方向,能有效地降低功能肺的受照剂量,可降低放射性肺炎的发生率和严重程度,改善患者的生活质量.
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四维CT技术在放疗中的应用
介绍了四维CT技术在国内肿瘤放疗中的应用现状,阐述了四维CT图像采集的软件参数设置方法和具体操作步骤,以及使用四维CT图像勾画肿瘤靶区的应用方法,以期提高诊断的准确率,更好地为临床服务.
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基于四维CT的相位与幅值重建算法在肺靶体积确定中的临床评估
目的:比较四维CT(4DCT)的2种重建算法在肺部靶区勾画中的差异.方法:选取20例经病理确认为肺癌的患者,外周型9例、中央型11例.每名患者分别扫描重建方式为相位(phase-binning)算法和幅值(amplitude-binning)算法的2组4DCT.同一医师分别在每组4DCT的10个时相和大密度投影(maximum intensity projections,MIP)图像上勾画GTV10_p、GTVMw_p、GTV10_a、GTVMIP_a,比较四者的体积和中心坐标差异.结果:外周型:GTV10_p/ GTVMIP_p、GTV10_a/GTVMIP_a、GTV10_p/GTV10_a、GTVMIP_p/GTVMIP_a分别为1.17±0.05、1.16±0.05、1.02±0.02、1.01±0.02;四者中心点在X、y、Z轴上的差异小于1 mm且无统计学意义(P＞0.05).中央型:GTV10_p/GTVMIP_p、GTV10_a/ GTVMIP_a、GTV10_p/GTV10_a、GTVTVMIP_p/GTVMIP_a分别为1.20±0.53、1.17±0.20、1.34±0.66、1.32±0.32;四者中心位置差异大超过10 mm,无统计学意义(P＞0.05).结论:对于外周型病灶,amplitude-binning与phase-binning重建算法无明显差异,但不同的勾画方式表现出在10组CT上勾画融合的GTV10比在MIP图像上勾画的GTVMIP大16％～17％;对于中央型病灶,amplitude-binning与phase-binning算法有明显差异,在呼吸不平稳时,amplitude-binning算法比phase-binning算法去伪影效果好,因此建议当患者呼吸平稳时采用phase-binning算法,当呼吸不平稳时采用amplitude-binning算法.外周型病灶在MIP图像上勾画GTV可靠;中央型病灶,由于MIP图像上勾画的GTV MIP对高密度组织区分不精确,因此建议采用GTV10方式勾画.
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四维CT的放疗技术在肺癌三维调强放射治疗中的应用
目的：探讨四维CT的放疗技术在肺癌三维调强放射治疗中的应用效果。方法回顾性分析我院42例肺癌患者应用四维CT的放疗技术治疗的临床资料。结果42例患者均获得随访，其中完全缓解6例，部分缓解27例，无好转8例，进展1例，总有效率为78．57％。其中急性放射性肺损伤1级34例（80．95％），2级7例（16．67％），3级1例（2．38％），急性放射性食管炎1级34例（80．95％），2级3例（7．14％）。4D计划CTV高于3D计划，PTV小于3D计划，肺V20、MLD低于3D计划，差异有统计学意义（ P＜0．05）。结论四维CT应用于肺癌三维调强放射治疗中可行、有效，能够减少计划靶区的体积，提高放射治疗疗效。
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四维CT确定肝癌放疗内靶区的临床应用
目的：探讨四维CT（four-dimensional computed tomography ，4DCT）扫描的勾画方法，以及其在快速确定肝脏肿瘤内靶区（internal target volume ，ITV）中的作用。方法：2011年1月至2013年8月，便利抽样选择复旦大学附属肿瘤医院接受放疗的17例肝癌患者为研究对象，对其进行4DCT扫描。采用5种方法确定内靶区，即ITVAlPhase、ITV2Phase、ITVMIP、ITVMinIP和ITV2M 。将ITVAlPhase作为参考标准计算靶区，其他4种方法生成的 ITV与之比较，得出体积的百分比、适形指数（matching index ，MI）、低估的体积百分比。同时评估了肿瘤大小／呼吸幅度比值对4种ITVs的影响。结果：肿瘤的呼吸运动幅度在上下方向显著，为（8．4±3．5） mm。ITV2M的体积大小接近参考体积（ITVAlPhase），其次是ITV2Phase ，差的是ITVMinIP和ITVMIP。ITV2M的MI为（0．93 ± 0．03）；其次是ITV2Phase ，为（0．89 ± 0．05）；差的为ITVMinIP和ITVMIP ，分别为（0．81 ± 0．10）和（0．82 ± 0．10）。经过分析ITV2Phase的MI和肿瘤大小与呼吸幅度的比例正相关，（r＝0．524，P＝0．031）。ITV2M与参考体积（ITVAlPhase ）低估的体积百分比小，为（0．07 ± 0．03）；其次是ITV2Phase ，为（0．12 ± 0．06）；差的是ITVMinIP和ITVMIP ，分别为（0．18 ± 0．10）和（0．18 ± 0．12）。肿瘤大小与呼吸幅度的比例与ITV2M的低估值无相关性（r＝-0．34，P＝0．18）；但与ITV2Phase的低估值负相关（r＝-0．539，P＝0．024）。结论：ITV2M法可以可靠快速地确定肝癌内靶区，值得推广。
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基于四维CT的肝脏各部分和膈肌的呼吸移动度的分析
目的:用四维CT(four-dimensional computed tomography,4DCT)的方法研究膈肌和肝脏各部分的呼吸移动度,并分析它们之间的关系.方法:对31例有肝脏内占位性病灶的患者行静脉增强4DCT扫描,在生成的10个呼吸时相的CT图像上分别勾画膈肌、肝脏内占位性病灶并测量其呼吸移动度.结果:膈肌在头脚方向上的呼吸移动度为(9.9±3.8)mm.肝脏各部分的呼吸移动度不等,肝右叶上部、肝左叶、肝中部与膈肌头脚方向的呼吸移动度均无显著差异(P＞0.05),经线性相关分析,呈高度线性正相关(相关系数分别为0.997、0.985、0.996,P＜0.05).肝右叶下部、肝门区的移动度均显著小于膈肌的呼吸移动度(P＜0.05).结论:肝脏各部分的呼吸移动度不同,膈肌呼吸移动度可以代表肝右叶上部、肝中部和肝左叶在头脚方向的呼吸移动度.
