賀選 張軍維 張學(xué)成 張雷 萬偉

在肺腫瘤的放射治療中，病灶會隨著呼吸而運(yùn)動，從而給內(nèi)靶區(qū)(internal target volume, ITV)勾畫帶來不確定性，既往的自由呼吸CT掃描并不足以涵蓋整個病灶運(yùn)動信息[1-4]。而4DCT(四維CT模擬機(jī))雖為較佳解決方案。但在我國目前擁有的1 353余臺模擬定位CT中，很多并不具備4DCT功能[5-8]。本研究目的是給不具備4DCT定位條件的放療單位提供如何運(yùn)用傳統(tǒng)的CT-Sim精準(zhǔn)勾畫肺腫瘤的內(nèi)靶區(qū)(ITV)。

材料與方法

一、一般資料

收集2015年3月至2016年7月間我院腫瘤放療中心進(jìn)行肺部立體定向消融放療(SABR)的10例患者，其中男性7例，女性3例；年齡56～79歲， 中位年齡63.5歲；原發(fā)性肺癌6例(具有穿刺病理或PET-CT診斷)；繼發(fā)性轉(zhuǎn)移瘤4例：分別為2例乳腺癌肺轉(zhuǎn)移和2例腎癌肺轉(zhuǎn)移。其中7個病灶位于右側(cè)(上/中/下葉：3,2,2)，3個位于左側(cè)(上/下葉：2,1)。

二、定位方式

1. 自由呼吸： 自由呼吸狀態(tài)下2.5 mm層厚CT掃描，范圍肺上5 cm至肺下5 cm。

2. 慢速CT：改良慢速CT掃描(2.5 mm層厚，Pitch=0.5，Gantry rotation time=1.5秒)，范圍肺上1 cm至肺下1 cm。

3. 深吸氣-深呼氣：囑患者深吸氣掃描獲取圖像后再行深呼氣掃描獲取圖像，范圍肺上1 cm至肺下1 cm。

二、肺組織勾畫

肺窗勾畫(窗位-60，窗寬1600)[9]，所有的炎癥、纖維化和不張的肺都勾畫在內(nèi)，肺門和氣管/主支氣管不包括在內(nèi)。肺V-s：在慢掃相肺窗勾畫肺體積。肺V-d：在深吸氣相肺窗勾畫肺體積。肺V-n：在自由呼吸相肺窗勾畫肺體積， 見圖1。

三、病灶定義

ITVn：傳統(tǒng)自由呼吸狀態(tài)下CT圖像上勾畫的內(nèi)靶區(qū)；ITVs：慢速CT圖像上勾畫的內(nèi)靶區(qū),ITVd：參考呼氣-吸氣相聯(lián)合勾畫的內(nèi)靶區(qū)。

四、統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS20.0進(jìn)行各組間均數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)差及率的計算，配對樣本t檢驗，分析各組ITV與ITVall有無差異，P<0.05表示有統(tǒng)計學(xué)有意義。

結(jié) 果

一、各方法勾畫數(shù)據(jù)分析

ITVn/ITVall=51.88% ;ITVs/ITVall=58.42%; ITVd/ITVall=72.42%; ITV1/ITVall=71.62%; ITV2/ITVall=86.55%; ITV3/ITVall=92.78%。靶區(qū)體積ITVall>ITV3>ITV2>ITV1>ITVd>ITVs>ITVn。ITVn，ITVs，ITVd，ITV1，ITV2，ITV3與ITVall配對檢驗t值分別為-3.41，-3.44，-3.07，-2.89，-1.81，-3.94，P值均<0.05存在統(tǒng)計學(xué)差異，見表1，表2。

二、各方法肺組織體積數(shù)據(jù)

在10例患者肺體積中n，s，d三種掃描方式下左肺平均體積分別為1 520 cc，1 363 cc，1 828 cc；右肺體積分別為1 692 cc,1 557 cc,1 970 cc。左，右肺均為肺V-d>肺V-n>肺V-s，且右肺體積總體略大于左肺，見表3。

表2 各組與ITVall配對分析統(tǒng)計列表

圖1 靶區(qū)勾畫示意圖(軸位)：紅ITVn， 橙ITVs ，黃 ITVd，綠ITV1，藍(lán) ITV2，靛 ITV3 ，紫 ITVall

表1 各方法病灶I(lǐng)TV體積的具體數(shù)據(jù)

表3 不同定位方法所勾畫的肺體積大小

討 論

呼吸所導(dǎo)致的肺腫瘤運(yùn)動在個體的患者中沒有一成不變的規(guī)律性，因此病灶的運(yùn)動軌跡很難采用經(jīng)驗去估計。傳統(tǒng)的自由呼吸定位CT掃描方式只能環(huán)繞極少數(shù)的病灶運(yùn)動信息。而深吸氣-呼氣掃描也僅包含兩個極值的運(yùn)動軌跡信息，對于整個病灶在一個呼吸周期完整的運(yùn)動軌跡更無法掌握，慢掃CT采用的是旋轉(zhuǎn)時間長于呼吸周期的一種掃描方式，該法雖可掌握部分病灶運(yùn)動信息，但獲得圖像較為模糊，在臨近肝臟，縱膈，胸肋等低對比區(qū)域時容易與正常組織運(yùn)動重合而大量丟失病灶信息[10-13]。因此上述單一的方法均無法滿足臨床需要，特別是在肺內(nèi)擬行SABR治療的患者，這類患者的特點是單次劑量高，靶區(qū)體積小(一般5 cm≤)，腫瘤隨呼吸運(yùn)動的不確定性極大，可以想象在無法掌握腫瘤ITV運(yùn)動軌跡的情況下這種治療根本無法施照[14-16]。為了優(yōu)化腫瘤病灶信息，本研究，假定以ITVall為肺內(nèi)腫瘤實際運(yùn)動軌跡，自由呼吸掃描，慢速CT掃描以及深吸氣-呼氣CT掃描等單一定位掃描方法環(huán)繞靶區(qū)的體積最大都無法超過75%(分別為：51.88%，58.42%，72.42%)。即使兩兩結(jié)合共同勾畫的ITV1，ITV2，ITV3環(huán)繞實際的腫瘤體積最多也不過93%(分別為：71.62%，86.55%，92.78%)。通過實際數(shù)據(jù)分析無論哪種方式都未能覆蓋到ITVall體積的95%，這種近5%的誤差在臨床ITV靶區(qū)勾畫中是無法接受的。因此建議采用ITVall的體積來定義內(nèi)靶區(qū)的實際運(yùn)動范圍用以進(jìn)行計劃設(shè)計。

對于肺部放療的患者，正常肺組織為并聯(lián)器官故多采用體積-劑量模式進(jìn)行評估(例如：V5，10，20，V30等)，因此肺體積的大小對于計劃評估至關(guān)重要[17-19]。本文結(jié)果中左右肺均肺V-d>肺V-n>肺V-s。且總體數(shù)據(jù)表現(xiàn)為右肺體積略大于左肺，可能與心臟，縱膈，大血管等偏于左側(cè)有關(guān)。雖然深吸氣掃描獲得的肺體積最大，作為計劃評估肺受量時可接受度更好，但因患者治療時一般都處于自由呼吸狀態(tài)，不太會持續(xù)憋氣，因而該法會過高估計肺組織耐受性從而帶來放射性肺損傷的較大風(fēng)險[20]。而自由呼吸狀態(tài)下的肺體積是目前最常用的計劃計算評估方式，相關(guān)臨床數(shù)據(jù)及經(jīng)驗很多，用來評估計算自然可行。但在沒有呼吸控制的情況下患者治療一次的加速器施照時間是要長于一個呼吸周期的。自由呼吸僅僅反映的是一個呼吸周期中的隨機(jī)狀態(tài)。而慢速CT所獲圖像基本可以涵蓋整個呼吸循環(huán)中肺，胸肋，縱膈及大血管的運(yùn)動軌跡。其圖像作為正常組織評價應(yīng)該是最為合適，但目前并沒有以其為標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)研究及參考文獻(xiàn)。強(qiáng)行套用當(dāng)前肺組織評價標(biāo)準(zhǔn)則會低估肺受量。雖然慢速CT所獲圖像用于正常組織計算評價最為合適，但基于當(dāng)前放療經(jīng)驗及指南，仍建議以自由呼吸掃描下所獲得肺體積作為放療計劃的正常組織評估與計算。

基于以上本文結(jié)果與分析，建議ITV精準(zhǔn)勾畫采用自由呼吸掃描+慢速CT掃描+深吸氣-呼氣掃描三者結(jié)合的方式勾畫，以自由呼吸時的肺體積作為正常敏感肺體積進(jìn)行計算與評估。