4D-CT与ABC技术在肺部放疗呼吸管理中的比较

目的评价四维CT(4D-CT)与主动呼吸控制技术(ABC)在肺部放疗呼吸管理中的异同,探讨不同患者采用不同呼吸控制技术的适应证和可行性。方法选取21例肺部肿瘤放疗患者进行呼吸运动管理,其中11例患者采用4D-CT技术,10例患者采用ABC技术。分别计算计划靶区体积(PGTV)与静态大体肿瘤体积(GTV)的比值(PGTV/GTV),比较两种呼吸管理技术在照射靶区、定位时间、计划时间、治疗时间上的差异,探讨不同患者采用不同呼吸控制技术的适应证。结果 4D-CT技术中PGTV/GTV比值为4.38±2.95,ABC技术中PGTV/GTV比值为2.21±0.69,二者比较差异有统计学意义(P<0.05);定位时间、照射时间4D-CT技术显著短于ABC技术(P<0.05),而计划时间比较差异无统计学意义(P>0.05)。使用ABC技术和4DCT技术的患者客观缓解率分别为50.0%、45.5%,放射性肺炎发生率分别为30.0%、27.3%,二者比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论肺部放疗中,ABC技术照射体积小,适合体力状况较好患者;4D-CT技术省时、耐受性好,适合肿瘤体积较小患者。

基于4DCT的肺功能成像在肺部肿瘤放射治疗中的应用进展

放射性肺炎是目前肺癌放疗中不可忽视的不良反应。有研究推荐将功能成像技术引入肺癌放疗计划中,其中4DCT因其操作简便、空间分辨率高、不需要额外费用等优点,相比于单光子发射计算机断层扫描(SPECT)-CT、正电子发射计算机断层扫描(PET)-CT、MRI在肺癌的放疗中有更好的应用前景。利用4DCT获取患者的肺功能状态,一方面可以预测放射性肺不良反应,有助于临床医生及早干预,另一方面有助于进行功能肺回避的放疗,减少正常肺组织的损伤,减轻胸部不良反应,可能在未来具有更广泛的应用价值。本文就近年来基于4DCT的功能肺成像算法及肺癌放射治疗应用的研究进展做一综述。

基于四维CT影像肺内肿瘤运动度的测量与分析

目的以四维CT（4DCT）影像量化肺内肿瘤因呼吸导致的运动，分析其影响因素，寻找运动度大的肿瘤特征。方法在平静呼吸状态下接受4DCT扫描的肺内肿瘤患者43例，肺内可测量病灶44个。由同一位医生在4DCT各时相数据集上勾画肿瘤GTV，分别测量G1V中心点在上下、左右、前后三维方向上的运动幅度。对与运动度可能相关的临床变量和解剖学因素进行统计学分析。以任意方向运动幅度〉5mm作为分界点，分析此类肿瘤特征。结果肺内肿瘤运动度与T分期、GTV体积、肺内所处上下位置、与固定组织（如胸壁、纵隔、脊柱）粘连程度相关。10例患者肺内肿瘤的运动幅度〉5mm，均位于胸腔下部及后部，上下方向运动度最大，最大值为14．4mm。95％肺内肿瘤的运动幅度在上下方向〈11．8mm，前后方向〈4．6mm，左右方向〈2．7mm。结论呼吸导致的肺内肿瘤运动度受肿瘤位置、体积、T分期及粘连程度等因素影响。下叶肺内孤立肿瘤的运动度最大，主要发生在上下方向，上叶后段肿瘤的运动度次之。

基于四维CT勾画非小细胞肺癌内大体肿瘤靶体积的三种方法比较

目的比较基于四维CT（4DCT）三种方法勾画非小细胞肺癌（NSCLC）内大体肿瘤靶体积（IGTV）位置和大小差异。方法21例NSCLC患者行胸部4DCT模拟定位扫描，采用10个呼吸时相得到IGTV10、0％和50％时相得IGTVE1＋EE、在最大密度投影（MIP）图像上得到IGTVE1＋EE对比3种勾画方法所得IGTV10、IGTVE1＋EE、IGTVMIP的位置、体积、包含度及匹配指数。结果IGTV10、IGTVEl＋EE、IGTVMIP的中心在x、y、z轴上平均差异〈1mm且均相似（t=0．35～1．57、P：0．730～0．132）。IGTVl0〉IGTV卧EE（￡=2．37、P=0．028），IGTVl0与GTVMlP相似（t=1．95，P=0．065），IGTVE1＋EE与IGTV10、IGTVMIP与IGTVl0比值分别为0．85±0．08和0．92-4-0．11。IGTVl0对IGTVmEE和IGTVM的包含度分别为84．78％±8．95％和88．47％±9．04％。IGTV10与IGTE1＋EE、IGTV10与IGTVMIP的匹配指数分别为0．85±0．09、0．86±0．09。结论基于4DCT不同方法所勾画的IGTV中心位置变化不明显；IGTVmEE和IGTVMIP均不能替代IGTV10，但IGTVM1P与IGTV10大小更接近；IGTVE1＋EE与IGTV10比值与肿瘤运动矢量相关，肿瘤三维运动幅度大且体积较小时IGTVE1＋EE与IGTV10比值较小。

基于四维CT技术肺内孤立性肿瘤位移模型的建立与验证

目的基于四维CT(4DCT)测量肺内孤立性肿瘤三维方向的位移,建立肿瘤的位移模型并进行验证。方法对建模样本中290例肺内孤立性肿瘤行4DCT模拟定位和主动呼吸控制(ABC)下螺旋扫描,并基于4DCT测量不同肺段肿瘤三维方向位移,在ABC图像上构建静止状态下肿瘤体积。用模拟定位机测量患侧膈肌的运动幅度,用肺功能仪测量肺活量及潮气量。采集患者性别、年龄、身高、体重、呼吸频率,肿瘤所在肺叶、肺段等信息。采用多元线性回归对肿瘤三维方向的位移与患者性别、年龄、身高、体重、呼吸频率、肿瘤体积、位置、膈肌运动幅度等因素进行分析,建立肺内孤立性肿瘤三维方向的位移模型。序贯收集17例肺内孤立性肿瘤对位移模型的计算结果进行测试。结果上叶肺内孤立性肿瘤三维方向的位移模型分别为X上=-0.267+0.002TV+0.446DM,Y上=-1.704+0.004TV+0.725DM+2.250SⅡ+1.349SⅢ,Z上=0.043+0.626DM+0.599SⅡ+0.519SⅢ。中叶及上、下舌段肿瘤三维方向的位移模型分别为X中=0.539+0.758DM,Y中=-2.316+2.707DM+0.009TV,Z中=0.717+1.112DM。下叶肿瘤三维方向的位移模型分别为X下=-0.425+0.004TV+0.857DM,Y下=4.691+4.817DM+0.005TV-0.307RR+3.148SⅨ+2.655SⅩ,Z下=0.177+0.003TV+0.908DM。(DM:膈肌运动幅度,TV:潮气量,RR:呼吸频率,SⅡ:后段,SⅢ:前段,SⅨ:外侧底段,SⅩ:后底段)。位移模型的预测结果与4DCT法实测肿瘤的位移相近(P>0.05)。结论肺内孤立性肿瘤三维方向位移的主要影响因素为膈肌运动幅度和患者潮气量,同一肺叶不同肺段肿瘤头脚方向的位移差异显著,中叶不同肺段之间肿瘤的位移相近。位移模型法能较好地预测肺内孤立性肿瘤的位移,为个体化靶区构建提供参考。

Ⅳ期肺鳞癌三维放疗对生存的影响

目的 回顾性分析Ⅳ期肺鳞癌原发肿瘤三维放疗对生存的影响。方法 病例源自2项前瞻Ⅱ期临床研究,101例鳞癌中完成研究方案88例,原发肿瘤为化疗同期三维放疗。主要观察终点为OS和PFS。Kaplan-Meier计算生存率并Logrank检验和单因素分析,Cox模型多因素分析。结果 88例鳞癌患者1、2、3、5年OS和MST分别为42.2%、13.6%、8.7%、3.1%和10个月,≥63 Gy和〈63 Gy的1、2、3、5年OS及MST分别为45.7%和39.6%、25.7%和4.5%、17.1%和2.8%、7.1%和0%及11月和10个月（P=0.007）;中位PFS分别为9个月和7个月（P=0.032）。4周期化疗同期原发肿瘤剂量≥63 Gy的1、2、3、5年OS和PFS分别为51.9%、29.6%、18.5%、9.9%和9个月,OS和PFS较其他模式显著延长（P=0.001、0.012）;多因素分析原发肿瘤剂量≥63 Gy对OS有影响接近统计学意义（P=0.080）。结论 Ⅳ期肺鳞癌原发肿瘤三维放疗可能延长生存,随放化疗强度提高OS和PFS逐渐延长,原发肿瘤≥63 Gy可能影响OS。

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≥Icm）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）min、（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〉0．05）；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〉0．05）。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。

低剂量4DCT扫描在肺内孤立性肿瘤模拟定位与靶区构建中的应用价值

目的探讨低剂量4DCT扫描在肺内孤立性肿瘤模拟定位和靶区构建中的可行性。方法23例肺内孤立性肿瘤序贯完成常规条件(CON)、低管电压(LV)、低管电流(LA)、低管电压+低管电流(LVA)条件下4DCT扫描模拟定位,基于各序列图像分别进行靶区构建与配准,比较不同扫描条件下肿瘤内运动靶区(IGTV)体积、位置、肿瘤位移及辐射剂量的差异。结果靶区IGTV_(CON)、IGTV_(V)、IGTV_(A)分别为(12.26±12.30)、(12.21±12.16)、(11.87±11.70)cm^(3)(P=0.337),IGTVVA为(11.34±11.07)cm^(3)小于IGTVCON(P=0.005)。IGTV_(CON)、IGTV_(V)、IGTV_(A)、IGTV_(VA)中心位置均相近(3D方向P=0.491、0.360、0.136)。戴斯相似系数DSC_(VA)小于DSC_(V)、DSC_(A)(P=0.004、0.030)。4种扫描条件下测量的肿瘤位移在左右、前后方向上均相近(P=0.470、0.108),在头脚方向上,LVA条件下测量的肿瘤位移小于CON条件(P=0.015)。4种扫描条件下的辐射剂量分别为(397.0±140.3)、(175.0±61.8)、(264.8±95.3)、(116.8±41.2)mGy·cm(P<0.001)。结论肺内孤立性肿瘤4DCT模拟定位时LV或LA对IGTV体积和位置、肿瘤位移无明显影响,但可降低患者辐射剂量;因此其在模拟定位和靶区构建中具有可行性。

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.

4 DCT容积数据图像重建模式对肺孤立灶内靶区构建的影响

目的：比较4DCT呼吸周期八分法、四分法与传统十分法重建模式对肺孤立灶靶区构建的影响，探讨八分法、四分法在4DCT模拟定位中的可行性。方法24例肺孤立灶行4DCT扫描，按3种呼吸周期均分法进行图像重建及ITV构建，比较ITV10、ITV8、ITV4大小和中心点位置及三维方向运动度。 Friedman M 法非参数检验差异。结果 ITV10、ITV8、ITV4大小分别为（9．09±12.29）、（9．10±12.47）、（8．98±12.61） cm3（P＝0.001），ITV10与ITV8相近（P＝0.721），ITV10与ITV4不同（P＝0.002）。 ITV10、ITV8、ITV4中心点坐标分别为x轴（12．22±7.71）、（12．23±7.71）、（12．22±7.71）（P＝0.668）；y轴：（43．30±29.38）、（43．30±29.40）、（43．31±29.39）（P＝0.643）；z轴：（5．66±3.67）、（5．66±3.67）、（5．66±3.67）（P＝0.878）。3种重建模式下肿瘤中心在三维方向的运动度分别为x轴：（0．69±0.56）、（0．69±0.68）、（0．79±0.51） mm （P＝0.356）；y轴：（3．13±3.78）、（3．13±4.05）、（3．19±4.06） mm （P＝0.978）；z轴：（1．18±1.31）、（1．03±1.32）、（1．16±1.34） mm （P＝0.302）。结论肺孤立灶4DCT模拟定位呼吸周期八分法与十分法重建模式下ITV大小、中心点位置及三维方向的运动度均相近，八分法减少了重建图像的数量和靶区勾画负荷，在4DCT模拟定位中具有可行性。

Ⅲ期NSCLC的3DCRT长期疗效及预后因素

目的 评价Ⅲ期NSCLC的3DCRT疗效以及预后相关因素。方法 2000—2010年接受3DCRT的NSCLC患者474例,其中男382例、女92例,中位年龄63岁;ⅢA期211例、ⅢB期263例。单纯放疗165例、放疗＋化疗者309例;采用常规放疗＋3DCRT、3DCRT、IMRT者分别为55、340、79例,中位等效剂量60（44~77） Gy。Kapian-Meier法计算生存率,Logrank法单因素分析,Cox模型多因素分析。结果 随访率96.6%;全组1、3、5年OS率分别为63.0%、24.9%、17.8%,中位生存期18个月。单因素分析显示性别、年龄、近期疗效、放疗方式、分割方式、化疗与否、RP为预后因素（P=0.004、0.001、0.000、0.007、0.004、0.009、0.049）;多因素分析显示性别、年龄、近期疗效、放疗方式、RP为预后因素（P=0.006、0.000、0.000、0.003、0.048）,其中放疗剂量60~66 Gy者预后最好。结论 Ⅲ期NSCLC的3DCRT疗效表明女性、低年龄组、近期疗效好、全程3DCRT、0-1级RP者预后好,反之预后差;3DCRT联合化疗有生存获益,放疗剂量以60~66 Gy为宜。

基于PET-CT与4DCT的NSCLC的PTV比较

目的 比较NSCLC基于FDG PET-CT与4DCT定义的原发肿瘤PTV间位置及体积差异.方法 15例NSCLC患者序贯完成胸部3DCT、4DCT及FDG PET-CT扫描.在4DCT 10个呼吸时相图像上勾画原发肿瘤GTV并融合获得IGTV10.基于PET图像原发肿瘤SUVmax的15％勾画靶区定义为IGTVPET.分别基于ICTV10、IGTVPET外扩10mm得到PTV4D和PTVPET.比较PTV PET与PTV4D间位置、体积及DI值差异.结果 PTV PET和PTV4D中心点位置差异无统计学意义（P=0.589、0.147、0.096）.PTVPET和PTV4D体积差异无统计学意义（P=0.156）,但5例PTV PET相对于PTV4D变化率＞20％,10例PTVPET＞ PTV4D,平均增加30％,5例PTVPET＜ PTV4D,平均减少11％.PTV4D对PTVPET的DI平均值为85％,有7％ ～ 46％的PTVPET未能被PTV4D所覆盖;PTV PET和PTV4D间的DI同三维运动矢量无相关性（P=0.134、0.405）.结论 尽管基于FDG PET-CT与基于4DCT所构建NSCLC原发肿瘤PTV中心点位置及体积差异并不显著,但相互DI值所反映的两靶区空间错位明显且这种错位与肿瘤位移大小并无相关性.

4DCT MIP图像与FDG PET-CT不同SUV阈值勾画NSCLC IGTV的比较研究

目的 比较NSCLC基于4DCT MIP图像与FDG PET-CT不同SUV阈值勾画所得靶区间体积及位置差异.方法 10例NSCLC患者序贯完成胸部3DCT、4DCT增强扫描并基于相同体位固定方式及定位参数行FDG PET-CT扫描.在4DCT MIP图像上勾画IGTVMIP,分别基于PET图像9种不同阈值自动勾画及手动勾画10种IGTVPET（IGTVPET2.0、IGTVPET2.5、IGTⅣPET3.0、IGTVPET3.5、IGTVPET20％、IGTVPET25％、IGTVPET30％、IGTV PET35％、IGTVPET40％、IGTVPETman）.配对￡检验比较IGTVPET与IGTVMIP靶区位置、体积、包含度及匹配指数差异.结果 10种IGTVPET与IGTVMIP中心点坐标仅在z轴差异有统计学意义（P=0.014 ～0.044）.IGTVPET2.0及IGTVPET20％与IGTVMIP体积大小最接近,体积比分别为1.02和1.06（P =0.806）.IGTV PEET2.0与IGTVMIP及IGTVPET20％与IGTVMIP的匹配指数最高,分别为0.46和0.45（P =0.603）.IGTVMIP对IGTVPET20％及IGTVPET20的包含度最高,分别为0.61和0.61 （P =0.963）.结论 基于PET SUV值2.0及最大值的20％勾画的IGTVPET与基于4DCT MIP图像构建的IGTVMIP体积大小最接近、空间错位也相对较少,但就空间位置而言,两者均不能替代IGTVMIP.基于PET-CT勾画NSCLC原发肿瘤靶区时,选择合适的SUV值的同时要参照4DCT进行靶区位置校正.