应用普通CT-sim勾画立体定向消融放疗的肺肿瘤内靶区？

贺选 张军维 张学成 张雷 万伟

在肺肿瘤的放射治疗中，病灶会随着呼吸而运动，从而给内靶区(internal target volume, ITV)勾画带来不确定性，既往的自由呼吸CT扫描并不足以涵盖整个病灶运动信息[1-4]。而4DCT(四维CT模拟机)虽为较佳解决方案。但在我国目前拥有的1 353余台模拟定位CT中，很多并不具备4DCT功能[5-8]。本研究目的是给不具备4DCT定位条件的放疗单位提供如何运用传统的CT-Sim精准勾画肺肿瘤的内靶区(ITV)。

材料与方法

一、一般资料

收集2015年3月至2016年7月间我院肿瘤放疗中心进行肺部立体定向消融放疗(SABR)的10例患者，其中男性7例，女性3例；年龄56～79岁， 中位年龄63.5岁；原发性肺癌6例(具有穿刺病理或PET-CT诊断)；继发性转移瘤4例：分别为2例乳腺癌肺转移和2例肾癌肺转移。其中7个病灶位于右侧(上/中/下叶：3,2,2)，3个位于左侧(上/下叶：2,1)。

二、定位方式

1. 自由呼吸： 自由呼吸状态下2.5 mm层厚CT扫描，范围肺上5 cm至肺下5 cm。

2. 慢速CT：改良慢速CT扫描(2.5 mm层厚，Pitch=0.5，Gantry rotation time=1.5秒)，范围肺上1 cm至肺下1 cm。

3. 深吸气-深呼气：嘱患者深吸气扫描获取图像后再行深呼气扫描获取图像，范围肺上1 cm至肺下1 cm。

二、肺组织勾画

肺窗勾画(窗位-60，窗宽1600)[9]，所有的炎症、纤维化和不张的肺都勾画在内，肺门和气管/主支气管不包括在内。肺V-s：在慢扫相肺窗勾画肺体积。肺V-d：在深吸气相肺窗勾画肺体积。肺V-n：在自由呼吸相肺窗勾画肺体积， 见图1。

三、病灶定义

ITVn：传统自由呼吸状态下CT图像上勾画的内靶区；ITVs：慢速CT图像上勾画的内靶区,ITVd：参考呼气-吸气相联合勾画的内靶区。

四、统计学方法

采用SPSS20.0进行各组间均数，标准差及率的计算，配对样本t检验，分析各组ITV与ITVall有无差异，P<0.05表示有统计学有意义。

结 果

一、各方法勾画数据分析

ITVn/ITVall=51.88% ;ITVs/ITVall=58.42%; ITVd/ITVall=72.42%; ITV1/ITVall=71.62%; ITV2/ITVall=86.55%; ITV3/ITVall=92.78%。靶区体积ITVall>ITV3>ITV2>ITV1>ITVd>ITVs>ITVn。ITVn，ITVs，ITVd，ITV1，ITV2，ITV3与ITVall配对检验t值分别为-3.41，-3.44，-3.07，-2.89，-1.81，-3.94，P值均<0.05存在统计学差异，见表1，表2。

二、各方法肺组织体积数据

在10例患者肺体积中n，s，d三种扫描方式下左肺平均体积分别为1 520 cc，1 363 cc，1 828 cc；右肺体积分别为1 692 cc,1 557 cc,1 970 cc。左，右肺均为肺V-d>肺V-n>肺V-s，且右肺体积总体略大于左肺，见表3。

表2 各组与ITVall配对分析统计列表

图1 靶区勾画示意图(轴位)：红ITVn， 橙ITVs ，黄 ITVd，绿ITV1，蓝 ITV2，靛 ITV3 ，紫 ITVall

表1 各方法病灶ITV体积的具体数据

表3 不同定位方法所勾画的肺体积大小

讨 论

呼吸所导致的肺肿瘤运动在个体的患者中没有一成不变的规律性，因此病灶的运动轨迹很难采用经验去估计。传统的自由呼吸定位CT扫描方式只能环绕极少数的病灶运动信息。而深吸气-呼气扫描也仅包含两个极值的运动轨迹信息，对于整个病灶在一个呼吸周期完整的运动轨迹更无法掌握，慢扫CT采用的是旋转时间长于呼吸周期的一种扫描方式，该法虽可掌握部分病灶运动信息，但获得图像较为模糊，在临近肝脏，纵膈，胸肋等低对比区域时容易与正常组织运动重合而大量丢失病灶信息[10-13]。因此上述单一的方法均无法满足临床需要，特别是在肺内拟行SABR治疗的患者，这类患者的特点是单次剂量高，靶区体积小(一般5 cm≤)，肿瘤随呼吸运动的不确定性极大，可以想象在无法掌握肿瘤ITV运动轨迹的情况下这种治疗根本无法施照[14-16]。为了优化肿瘤病灶信息，本研究，假定以ITVall为肺内肿瘤实际运动轨迹，自由呼吸扫描，慢速CT扫描以及深吸气-呼气CT扫描等单一定位扫描方法环绕靶区的体积最大都无法超过75%(分别为：51.88%，58.42%，72.42%)。即使两两结合共同勾画的ITV1，ITV2，ITV3环绕实际的肿瘤体积最多也不过93%(分别为：71.62%，86.55%，92.78%)。通过实际数据分析无论哪种方式都未能覆盖到ITVall体积的95%，这种近5%的误差在临床ITV靶区勾画中是无法接受的。因此建议采用ITVall的体积来定义内靶区的实际运动范围用以进行计划设计。

对于肺部放疗的患者，正常肺组织为并联器官故多采用体积-剂量模式进行评估(例如：V5，10，20，V30等)，因此肺体积的大小对于计划评估至关重要[17-19]。本文结果中左右肺均肺V-d>肺V-n>肺V-s。且总体数据表现为右肺体积略大于左肺，可能与心脏，纵膈，大血管等偏于左侧有关。虽然深吸气扫描获得的肺体积最大，作为计划评估肺受量时可接受度更好，但因患者治疗时一般都处于自由呼吸状态，不太会持续憋气，因而该法会过高估计肺组织耐受性从而带来放射性肺损伤的较大风险[20]。而自由呼吸状态下的肺体积是目前最常用的计划计算评估方式，相关临床数据及经验很多，用来评估计算自然可行。但在没有呼吸控制的情况下患者治疗一次的加速器施照时间是要长于一个呼吸周期的。自由呼吸仅仅反映的是一个呼吸周期中的随机状态。而慢速CT所获图像基本可以涵盖整个呼吸循环中肺，胸肋，纵膈及大血管的运动轨迹。其图像作为正常组织评价应该是最为合适，但目前并没有以其为标准的相关研究及参考文献。强行套用当前肺组织评价标准则会低估肺受量。虽然慢速CT所获图像用于正常组织计算评价最为合适，但基于当前放疗经验及指南，仍建议以自由呼吸扫描下所获得肺体积作为放疗计划的正常组织评估与计算。

基于以上本文结果与分析，建议ITV精准勾画采用自由呼吸扫描+慢速CT扫描+深吸气-呼气扫描三者结合的方式勾画，以自由呼吸时的肺体积作为正常敏感肺体积进行计算与评估。