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【摘要】 目的：比较CT图像和CT/MRI融合图像来源的肺癌脑转移肿瘤靶区，评价CT/MRI融合靶区容积应用于三维适形放射治疗时，对治疗剂量的影响。方法：将20例非小细胞肺癌脑转移患者的增强CT和MRI扫描的图像传送至图像处理工作站，在CT和CT/MRI融合图像上分别勾画GTV和周围重要的器官。每个病例分别在CT图像和CT/MRI融合图像都做1个三维适形放射治疗计划。肿瘤的处方剂量为60 Gy，比较2个治疗计划中肿瘤靶区的95%容积（D95）受照平均剂量、周围正常组织的5%容积（D5）受照平均剂量。结果：CT/MRI融合图像上的肿瘤靶区平均比CT上的肿瘤靶区大21.32%。用CT上勾画的靶区有一部分肿瘤处于低剂量区，CT/MRI融合图像上的靶区D95剂量分布较好，但在周围重要器官的剂量分布较高。结论：CT/MRI融合图像有助于靶区的确定，在三维适形放射治疗计划上的肿瘤靶区剂量分布足够，能提高靶区勾画的准确性，更利于精确放疗的实施。
【关键词】 非小细胞肺癌； 脑转移瘤； 影像融合； 放射疗法； 靶区
肺癌是引起脑转移瘤最常见的肿瘤类型，占各种肿瘤引起的颅脑转移的40%～60%，ⅢB，Ⅳ期非小细胞肺癌患者23%首次出现转移的部位是发生于颅内，局部晚期非小细胞肺癌治疗后最常见的转移部位是脑转移[1]。脑转移患者自然中位生存期仅为1～2个月[2]。目前用于治疗计划系统的CT图像对软组织的分辨率较差，很难确定软组织中浸润的肿瘤边界，而MRI提供了良好的软组织分辨率，可以清晰显示肿瘤侵及周围软组织的范围。以上这两种图像能够提供互补的信息，所以CT和MRI图像的融合应用可以更加精确地确定肿瘤浸润的范围。
本研究的目的是比较CT和CT/MRI来源的非小细胞肺癌脑转移肿瘤靶区，评价CT/MRI融合靶区容积应用于三维适形放射治疗时，靶区剂量及周围重要器官组织剂量变化影响。
1 资料与方法
1.1 一般资料 2012年1月-2013年12月本院收治的20例非小细胞肺癌脑转移患者，均经病理证实。其中男12例，女8例，年龄51～75岁；鳞癌11例，腺癌9例。单发病灶13例，双发病灶7例。
1.2 CT/MRI检查 CT定位扫描：所有病例仰卧位予热塑面罩固定后行横断面CT增强扫描，使用德国西门子definition AS128层螺旋CT逐层扫描整个颅腔，扫描层厚和重建层厚均为3 mm。MRI扫描：不能使用面罩固定，采用与CT扫描时体位尽量一致的仰卧位，使用MAGNETOM Avanto 1.5T核磁共振扫描仪采集图像，扫描范围同CT，扫描层厚亦为3 mm，采集T1、T2及Tl增强序列图像。
1.3 影像融合方法及靶区勾画 扫描后将CT及MRI图像传输至治疗计划系统（VARIN Eclipse version10.0），进行CT和MRI图像融合和三维重建。然后由一位放疗科副主任医师分别对每例患者增强CT图像及CT/MRI融合后的图像进行靶区勾画：GTVCT、GTV 1CT/MRI勾画。融合后勾画靶区GTV（不包括水肿带）。然后勾画肿瘤周围的危及器官：脑干、眼睛、视交叉、视神经。分别用CT图像上的GTV和CT/MRI融合图像上的GTV1做3D-CRT的治疗计划。肿瘤靶区的处方剂量为60 Gy，90%靶区容积达到60 Gy。比较以上两个计划中95%靶区容积（D95）所受的剂量，和5%正常器官容积（D5）所受的剂量。
1.4 统计学处理 数据处理采用SPSS 17.0 统计软件，计量资料以（x±s）表示，GTV体积比较采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 GTV体积比较 在CT图像上的平均体积为21.61 cm3，在CT/MRI融合图像上的平均体积为26.22 cm3。CT/MRI上的肿瘤靶区平均比CT上的肿瘤靶区大21.32%。CT图像上GTV平均值（21.61±4.12）cm3，CT/MRI融合图像上GTV1平均值为（26.22±4.73）cm3，两者差异有统计学意义（t=3.27，P<0.01）。
2.2 两个治疗计划的比较 给予肿瘤靶区60 Gy的处方剂量，在CT上的GTV得到平均D95的剂量是60.25 Gy，而CT/MRI上的GTV得到平均D95的剂量是50.51 Gy。说明CT图像勾画肿瘤靶区有部分肿瘤遗漏。而用CT/MRI上GTV1做三维的治疗计划时，GTV和GTV1分别得到平均D95的剂量是60.98 Gy和60.21 Gy。周围正常组织的D5剂量CT/MRI比CT上的要大。
3 讨论
脑转移瘤是临床肿瘤治疗难题之一，未做治疗的肺癌合并脑转移患者一般在出现症状后2～3个月内死亡[3]。对于身体状况较差、不愿手术患者，立体定向放射治疗（SRS）是一个较好的选择，立体定向放射治疗近期疗效好，不良反应小，可明显延长患者生存期[4]。SRS仍为数目较少、位置局限、颅外转移已控制的脑转移患者的标准治疗[5-6]。精确确定肿瘤靶区容积和周围敏感器官容积是精确放疗必要的前提条件。CT图象是精确放疗的基础图像，它对高密度组织较敏感，但对软组织，尤其是对浸润性肿瘤边界无法清晰显示[7]。在脑瘤研究中发现：在MRI上显示的肿瘤靶区大于在CT图像上肿瘤靶区[8]。MRI成像取决于物质的质子密度，对软组织特别是对浸润性肿瘤比较敏感，图像边界清晰[9]。转移瘤脑水肿发生率和程度均较脑内其他肿瘤更常见、更严重[10]，而CT图像对水肿带与病灶边界不清，颅底骨的骨伪影，病灶的强化效果不佳等都会影响靶区勾画的准确性[11]。笔者认为CT图像上和MRI图像上的靶区体积不一致的原因有以下几点：（1）由于MRI图像在软组织内比较明确地分辨出肿瘤的浸润范围，发现比较早期的肿瘤，而CT图像上无法清晰显示出来。（2）由于肿靶区勾画者对肿瘤浸润范围认识程度，对解剖的熟悉程度以及读片水平等主观差异导致肿瘤勾画上的误差。（3）由于图像融合导致误差[12]。位于幕下区肿瘤因行CT定位时颅底骨性结构影响肿瘤显示和GTV勾画误差较大有关[13]。（4）部分容积效应有关[14]。 有研究结果提示高剂量与生存期呈正相关[15]。精确肿瘤靶区的勾画是放射治疗的一个最重要的环节。笔者将CT及CT/MRI融合图像来源的靶区做三维适形放射治疗计划时发现：CT图像来源肿瘤靶区的剂量会较低，部分肿瘤组织遗漏，从而导致肿瘤复发。而用CT/MRI融合图像来源的靶区做三维适形放射治疗计划时，肿瘤靶区的覆盖剂量较好，能满足治疗剂量的需要。
因CT/MRI融合图像来源的靶区较CT来源靶区大，脑干、眼睛、视交叉、视神经等周围重要器官组织的受照剂量相对较高。本研究正常组织放射性损伤在可接受范围内。
综上所述，CT与MRI的图像融合技术有助于提高非小细胞肺癌脑转移瘤靶区勾画的精确性，可以最大限度减少肿瘤靶区的遗漏，在三维适形放射治疗计划上的肿瘤靶区剂量分布足够，融合图像能提高靶区勾画的准确性，更利于精确放疗的实施。
参考文献
[1]廖美琳，周允中.肺癌[M].第3版.上海：上海科学技术出版社，2012：595.
[2] Sajama C，Lorenzoni J，Tagle R.Diagnosis and treatment of brain metastasis[J].RevMed Chil，2008，136（10）：1321-1326.
[3]宋正茂.以首发神经系统症状为特征的肺癌脑转移瘤临床治疗体会[J].中国医学创新，2013，10（12）：101-102.
[4]徐文达，田光亮.大分割立体定向放射治疗用于脑转移瘤40例效果观察[J].山东医药，2012，52（3）：88-89.
[5] Wiggenraad R，Verbeek-de Kanter A，Kal H B，et al.Dose-effect relation in stereotactic radiotherapy for brain metastases.A systematic review[J].Radiother Oncol，2011，98（3）：292-297.
[6] Muller-Riemenschneider F，Bockelbrink A，Emst I，et al.Stereotactic radiosurgery for the treatment of brain metastases[J].Radiother Oncol，2009，91（1）：67-74.
[7]李玉敏，庄坤.计算机体层摄影-磁共振成像图像融合技术在脑肿瘤放疗中的应用[J].肿瘤研究与临床，2014，26（3）：203-204.
[8] Khoo V S， Adams E J，Saran F，et al.A comparisom of clinical target volumes determined by CT and MRI for the radiotherapy planning of base of skill meningiomas[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys，2000，46（5）：1309-1317.
[9]李洋，李香兰.CT/MRI影像融合对肺癌脑转移放射治疗靶区勾画的影像[J].中国肺癌杂志，2012，15（8）：476-480.
[10]王昊毕，俊英. 单发不典型脑转移瘤58例CT表现分析[J].中国医学创新，2009，6（26）：137-138.
[11]甘庆权，刘国龙. MRI在乳腺癌脑转移立体定向放射治疗靶区勾画中的作用[J]. 实用医学杂志，2014，30（7）：1134-1135.
[12]姚原，吴国华. CT/MRI影像融合对鼻咽癌肿瘤靶区及三维适形治疗影响[J]. 中国癌症杂志，2006，16（6）：498-502.
[13]王志宇，李光.颅脑X刀治疗脑转移瘤临床疗效分析[J].中华放射肿瘤学杂志，2007，16（1）：38-41.
[14]张蕾，兰胜民.应用CT-MRI图像融合技术准确设定脑胶质瘤肿瘤靶区体积的研究[J].肿瘤研究与临床，2010，22（3）：225-227.
[15]姜雪松，肖建平.大于3 cm脑转移瘤分次立体定向放疗初探[J].中华放射肿瘤学杂志，2009，18（3）：176-180.
（收稿日期：2014-06-08） （本文编辑：陈丹云）
【关键词】 非小细胞肺癌； 脑转移瘤； 影像融合； 放射疗法； 靶区
肺癌是引起脑转移瘤最常见的肿瘤类型，占各种肿瘤引起的颅脑转移的40%～60%，ⅢB，Ⅳ期非小细胞肺癌患者23%首次出现转移的部位是发生于颅内，局部晚期非小细胞肺癌治疗后最常见的转移部位是脑转移[1]。脑转移患者自然中位生存期仅为1～2个月[2]。目前用于治疗计划系统的CT图像对软组织的分辨率较差，很难确定软组织中浸润的肿瘤边界，而MRI提供了良好的软组织分辨率，可以清晰显示肿瘤侵及周围软组织的范围。以上这两种图像能够提供互补的信息，所以CT和MRI图像的融合应用可以更加精确地确定肿瘤浸润的范围。
本研究的目的是比较CT和CT/MRI来源的非小细胞肺癌脑转移肿瘤靶区，评价CT/MRI融合靶区容积应用于三维适形放射治疗时，靶区剂量及周围重要器官组织剂量变化影响。
1 资料与方法
1.1 一般资料 2012年1月-2013年12月本院收治的20例非小细胞肺癌脑转移患者，均经病理证实。其中男12例，女8例，年龄51～75岁；鳞癌11例，腺癌9例。单发病灶13例，双发病灶7例。
1.2 CT/MRI检查 CT定位扫描：所有病例仰卧位予热塑面罩固定后行横断面CT增强扫描，使用德国西门子definition AS128层螺旋CT逐层扫描整个颅腔，扫描层厚和重建层厚均为3 mm。MRI扫描：不能使用面罩固定，采用与CT扫描时体位尽量一致的仰卧位，使用MAGNETOM Avanto 1.5T核磁共振扫描仪采集图像，扫描范围同CT，扫描层厚亦为3 mm，采集T1、T2及Tl增强序列图像。
1.3 影像融合方法及靶区勾画 扫描后将CT及MRI图像传输至治疗计划系统（VARIN Eclipse version10.0），进行CT和MRI图像融合和三维重建。然后由一位放疗科副主任医师分别对每例患者增强CT图像及CT/MRI融合后的图像进行靶区勾画：GTVCT、GTV 1CT/MRI勾画。融合后勾画靶区GTV（不包括水肿带）。然后勾画肿瘤周围的危及器官：脑干、眼睛、视交叉、视神经。分别用CT图像上的GTV和CT/MRI融合图像上的GTV1做3D-CRT的治疗计划。肿瘤靶区的处方剂量为60 Gy，90%靶区容积达到60 Gy。比较以上两个计划中95%靶区容积（D95）所受的剂量，和5%正常器官容积（D5）所受的剂量。
1.4 统计学处理 数据处理采用SPSS 17.0 统计软件，计量资料以（x±s）表示，GTV体积比较采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 GTV体积比较 在CT图像上的平均体积为21.61 cm3，在CT/MRI融合图像上的平均体积为26.22 cm3。CT/MRI上的肿瘤靶区平均比CT上的肿瘤靶区大21.32%。CT图像上GTV平均值（21.61±4.12）cm3，CT/MRI融合图像上GTV1平均值为（26.22±4.73）cm3，两者差异有统计学意义（t=3.27，P<0.01）。
2.2 两个治疗计划的比较 给予肿瘤靶区60 Gy的处方剂量，在CT上的GTV得到平均D95的剂量是60.25 Gy，而CT/MRI上的GTV得到平均D95的剂量是50.51 Gy。说明CT图像勾画肿瘤靶区有部分肿瘤遗漏。而用CT/MRI上GTV1做三维的治疗计划时，GTV和GTV1分别得到平均D95的剂量是60.98 Gy和60.21 Gy。周围正常组织的D5剂量CT/MRI比CT上的要大。
3 讨论
脑转移瘤是临床肿瘤治疗难题之一，未做治疗的肺癌合并脑转移患者一般在出现症状后2～3个月内死亡[3]。对于身体状况较差、不愿手术患者，立体定向放射治疗（SRS）是一个较好的选择，立体定向放射治疗近期疗效好，不良反应小，可明显延长患者生存期[4]。SRS仍为数目较少、位置局限、颅外转移已控制的脑转移患者的标准治疗[5-6]。精确确定肿瘤靶区容积和周围敏感器官容积是精确放疗必要的前提条件。CT图象是精确放疗的基础图像，它对高密度组织较敏感，但对软组织，尤其是对浸润性肿瘤边界无法清晰显示[7]。在脑瘤研究中发现：在MRI上显示的肿瘤靶区大于在CT图像上肿瘤靶区[8]。MRI成像取决于物质的质子密度，对软组织特别是对浸润性肿瘤比较敏感，图像边界清晰[9]。转移瘤脑水肿发生率和程度均较脑内其他肿瘤更常见、更严重[10]，而CT图像对水肿带与病灶边界不清，颅底骨的骨伪影，病灶的强化效果不佳等都会影响靶区勾画的准确性[11]。笔者认为CT图像上和MRI图像上的靶区体积不一致的原因有以下几点：（1）由于MRI图像在软组织内比较明确地分辨出肿瘤的浸润范围，发现比较早期的肿瘤，而CT图像上无法清晰显示出来。（2）由于肿靶区勾画者对肿瘤浸润范围认识程度，对解剖的熟悉程度以及读片水平等主观差异导致肿瘤勾画上的误差。（3）由于图像融合导致误差[12]。位于幕下区肿瘤因行CT定位时颅底骨性结构影响肿瘤显示和GTV勾画误差较大有关[13]。（4）部分容积效应有关[14]。 有研究结果提示高剂量与生存期呈正相关[15]。精确肿瘤靶区的勾画是放射治疗的一个最重要的环节。笔者将CT及CT/MRI融合图像来源的靶区做三维适形放射治疗计划时发现：CT图像来源肿瘤靶区的剂量会较低，部分肿瘤组织遗漏，从而导致肿瘤复发。而用CT/MRI融合图像来源的靶区做三维适形放射治疗计划时，肿瘤靶区的覆盖剂量较好，能满足治疗剂量的需要。
因CT/MRI融合图像来源的靶区较CT来源靶区大，脑干、眼睛、视交叉、视神经等周围重要器官组织的受照剂量相对较高。本研究正常组织放射性损伤在可接受范围内。
综上所述，CT与MRI的图像融合技术有助于提高非小细胞肺癌脑转移瘤靶区勾画的精确性，可以最大限度减少肿瘤靶区的遗漏，在三维适形放射治疗计划上的肿瘤靶区剂量分布足够，融合图像能提高靶区勾画的准确性，更利于精确放疗的实施。
参考文献
[1]廖美琳，周允中.肺癌[M].第3版.上海：上海科学技术出版社，2012：595.
[2] Sajama C，Lorenzoni J，Tagle R.Diagnosis and treatment of brain metastasis[J].RevMed Chil，2008，136（10）：1321-1326.
[3]宋正茂.以首发神经系统症状为特征的肺癌脑转移瘤临床治疗体会[J].中国医学创新，2013，10（12）：101-102.
[4]徐文达，田光亮.大分割立体定向放射治疗用于脑转移瘤40例效果观察[J].山东医药，2012，52（3）：88-89.
[5] Wiggenraad R，Verbeek-de Kanter A，Kal H B，et al.Dose-effect relation in stereotactic radiotherapy for brain metastases.A systematic review[J].Radiother Oncol，2011，98（3）：292-297.
[6] Muller-Riemenschneider F，Bockelbrink A，Emst I，et al.Stereotactic radiosurgery for the treatment of brain metastases[J].Radiother Oncol，2009，91（1）：67-74.
[7]李玉敏，庄坤.计算机体层摄影-磁共振成像图像融合技术在脑肿瘤放疗中的应用[J].肿瘤研究与临床，2014，26（3）：203-204.
[8] Khoo V S， Adams E J，Saran F，et al.A comparisom of clinical target volumes determined by CT and MRI for the radiotherapy planning of base of skill meningiomas[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys，2000，46（5）：1309-1317.
[9]李洋，李香兰.CT/MRI影像融合对肺癌脑转移放射治疗靶区勾画的影像[J].中国肺癌杂志，2012，15（8）：476-480.
[10]王昊毕，俊英. 单发不典型脑转移瘤58例CT表现分析[J].中国医学创新，2009，6（26）：137-138.
[11]甘庆权，刘国龙. MRI在乳腺癌脑转移立体定向放射治疗靶区勾画中的作用[J]. 实用医学杂志，2014，30（7）：1134-1135.
[12]姚原，吴国华. CT/MRI影像融合对鼻咽癌肿瘤靶区及三维适形治疗影响[J]. 中国癌症杂志，2006，16（6）：498-502.
[13]王志宇，李光.颅脑X刀治疗脑转移瘤临床疗效分析[J].中华放射肿瘤学杂志，2007，16（1）：38-41.
[14]张蕾，兰胜民.应用CT-MRI图像融合技术准确设定脑胶质瘤肿瘤靶区体积的研究[J].肿瘤研究与临床，2010，22（3）：225-227.
[15]姜雪松，肖建平.大于3 cm脑转移瘤分次立体定向放疗初探[J].中华放射肿瘤学杂志，2009，18（3）：176-180.
（收稿日期：2014-06-08） （本文编辑：陈丹云）