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背景:
非小细胞肺癌(nonsmallcelllungcancer,NSCLC)三维适形放疗及调强放疗等使靶区体积更趋减小,并可通过剂量容积直方图(dosevolumediagram,DVH)监测肿瘤和正常器官受照射剂量容积参数。放疗分次间靶区位置和体积会发生不同程度的变化,因此在适当的时机进行放疗计划修改可提高治疗全程照射的准确性,并可能因靶区体积缩小而减少肺组织受照射剂量和容积。过去修改放疗计划大多根据医师经验,这种修改对放疗效果的影响还缺少充分的研究。放疗中靶区位置偏差主要由摆位误差和器官运动误差两部分组成,通过影像引导放疗(image-guidedradiotherapy,IGRT)可对NSCLC放疗分次间摆位误差和靶区位移进行监测和控制,并计算出群体化计划靶区(PTV)边界。CBCT靶区体积具有一定的四维因素,研究发现根据CBCT勾画的靶区也可看作个体化肺癌内靶体积(CBCT-ITV)。少数研究通过每周CT扫描观察了NSCLC放疗中肿瘤体积变化规律,但并没有提出如何修改放疗计划。本研究旨在回顾性分析放疗计划修改对放射性肺损伤和肿瘤局部控制的影响,并通过IGRT确定PTV边界和指导放疗计划修改。
目的:
回顾性分析放疗计划修改对放射性肺损伤和肿瘤局部控制的影响;通过IGRT监控放疗分次间靶区体积和位置变化,确定PTV边界和指导放疗计划修改。
材料与方法:
1.接受三维适形放疗并于放疗结束后CT随访超过6个月的84例非小细胞肺癌患者,被分为放疗计划修改组和未修改组,并根据放射性肺损伤CT表现分为3个等级。治疗计划系统中,分别采集与放射性肺损伤相关的剂量体积参数。治疗计划修改者则将初次计划与修改计划进行拟合,得出校正后的累积剂量体积参数。分析放疗计划修改组内计划修改及相关因素变化对肺损伤CT分级和局部肿瘤控制的影响,并与未修改计划组进行组间比较。
2.10例周围型非小细胞肺癌患者从首次放疗起至放疗计划修改每周至少一天于放疗前行锥形束CT扫描,并将CBCT影像和计划CT在线配准,显示三维方向摆位误差。离线状态下,在治疗计划系统中,分别勾画CT和CBCT图像显示的原发肿瘤,分析放疗分次间NSCLC原发肿瘤位移,根据Stroom公式计算得出群体PTV边界。分析放疗过程中原发肿瘤体积变化程度和规律,执导放疗计划修改时机。
结果:
1.放疗计划修改对放射性肺损伤的影响:仅患侧肺的平均肺受量在不同CT分级间的差异具有显著性(P=0.05)。组内比较显示,修改计划时GTV、PTV、患侧肺和全肺的平均肺受量均发生了显著改变,但未能有效降低肺损伤CT分级。组间比较显示,计划修改组总剂量及靶区体积均偏大,而计划修改组肺损伤CT分级明显高于未修改组(P=-0.043)。
2.放疗计划修改对肿瘤局部控制的影响:靶区体积缩小程度与放疗计划修改前照射次数呈正相关关系(r=0.434,P=0.005),修改计划组与未修改计划组局部控制中位失败时间分别为9个月和11个月,1年局部控制率分别为40.0%和47.7%,两组间肿瘤局部控制率无显著差别(X2=3.01,P=0.08)。
3.靶区边界确定:X、Y、Z轴摆位误差的系统误差和随机误差分别为0.20、0.15、0.17cm和0.37、0.35、0.31cm,X、Y、Z轴器官运动的系统误差和随机误差分别为0.16、0.30、0.25cm和0.17、0.23、0.24cm,因存在放疗分次间靶区位移,X、Y、Z轴总体PTV边界需分别外放0.80、0.96、0.87cm。
4.靶区体积变化:第1、2、3周的CBCT-ITV体积分别为51.1±33.9、48.6±34.0、39.7±29.1cm3,第3周后靶区体积比前2周明显缩小。第1周与第2周、第1周与第3周、第2周与第3周靶区体积差异P值分别为0.180、0.006和0.013。
5.靶区形状改变:靶区X、Y、Z轴最大径第1周及放疗中最小值和最大值及其变化范围分别为4.46cm(3.74~4.64cm)、4.24cm(3.70~4.31cm)、4.65cm(3.90~4.71cm),在放疗中增大幅度和缩小幅度P值分别为0.014、0.185、0.236和0.008、0.009、0.001。
6.靶区重复性:在原放疗计划PTV边界外放8~10mm情况下,有3例患者(3/41周)出现靶区漏照。依据匹配后CBCT-IGTV以递增方式确定的个体化最小,PTV外放距离分别为4~11mm。尽管平均PTV边界由原计划的9.2mm缩小为7.7mm,但两者无显著差异(秩和检验P>0.05)。
结论:
在回顾性研究中,放疗计划修改并没有降低肺损伤CT分级和显著提高局部控制率,修改放疗计划时机多选择在疗程后期以及计划修改组靶区体积较大可能是主要原因。CBCT影像引导放疗可以监测非小细胞肺癌患者放疗分次间摆位误差和靶区位移,并据此得到群体化PTV边界,并在靶区体积和位置变化明显时及时修改放疗计划。