宫颈癌的图像引导放疗研究综述

宫颈癌的图像引导放疗研究综述

1.图像引导放疗的研究进展

在图像引导放疗的实际应用中,分析患者体位误差的配准方法有许多,包括骨性标记配准 , 软组织配准,解剖区域配准等方法。在实际应用中应根据患者实际情况选择合适的配准方式,既能提高分析的精度,又能减少患者在配准过程中等候时间。Ryckman 等经过骨性配准来分析患者摆位误差,在配准过程中简单的使用骨性标记配准并不能提高配准精度,需要参考患者靶区周围解剖结构及其它软组织位置来提高配准精确度。而有的学者利用形变配准算法对盆腔肿瘤放疗配准,结果显示该算法对骨骼和前列腺具有积极的刚性约束,对膀胱也有一定的刚性约束, 配准耗时短,不仅提高了配准的精确度,也可以分析各器官的变形规律性。各配准方式的实际使用应根据本科室实际情况选择应用。

1.2 图像引导内照射

Nesvacil 等利用超声(TRUS)和 CT 图像融合来在 CT 图像上勾画靶区,并制作梳理出一个完整的工作流程,并计算评价出不同 TRUS 和 CT 或 TRUS/CT 上 CTV 的 D90 和 OARs D cm3。在 TRUS/CT 上结果显示CTV 为 92 Gy,膀胱为 85 Gy,直肠为 64 Gy,乙状结肠为 66 Gy。而单独用 CT,TRUS/CT 和 MRI 上 CTVHRD90 分别为 69,92 和 89 Gy。对于危机器官 D cm3 直肠和膀胱控制在 3%,乙状结肠控制在 5%,完全满足临床要求。

2.1 图像引导放疗在分析宫颈癌分次摆位误差中的应用

患者体型会对摆位误差产生影响。蔡栩如等根据体质指数(BMI)将宫颈癌患者分为正常体型和肥胖型,分析结果为两者在头脚方向和前后方向摆位误差分别为(2.73±0.81)、(2.23±0.85)、(3.14±0.98)、(2.65±0.74)mm,P<0.05。肥胖型患者在这两个方向的摆位误差较大 ;刘云等 [14] 观察体质质量指数,以BMI=24 kg/m2 为界分为仰卧位和俯卧位两组患者, 分别分析患者的摆位误差 ;BMI < 24 kg/m2 组,仰卧位和俯卧位各轴位摆位误差无明显差异,BMI ≥ 24 kg/m2 组, 仰卧位和俯卧位在 z 轴方向有明显差异,俯卧位误差大于仰卧位。因此靶区外扩时应考虑体型影响。由于患者放射过程一般持续 5 周左右,但是随着放疗的进行患者会出现消瘦、皮肤松弛,靶区缩小等因素的影响,分别统计了第一周至第五周的 3 个轴向方向的摆位误差发现在头脚方向和腹背方向随放疗的周次变化而变大 。以上两个方向的摆位误差有可能引起靶区剂量的欠量和周围正常组织的过量照射,进而提高并发症的发生率。

宫颈癌图像引导放疗定位中不同的放疗体位也会影响摆位误差和各组织器官的体积变化。Ahmad 等 研究发现仰卧位和俯卧位在左右方向、腹背方向,头脚方向的摆位误差分别为(1.4±4.4)、(-0.6±6.8)、(1.8±6.3)、(0.4±3.1)、(2.1±4.9)、(0.1±5.4)mm。经过 DVH 分析发现,俯卧位小肠体积较仰卧位有50% 左右的增加(P<0.001),膀胱体积减少约 4.5%,直肠体积增加约 13.5% ;与仰卧位比较,在俯卧位小肠剂量有着明显的减少,在高剂量区域30~50 Gy,小肠剂量明显减少(P<0.05),在低剂量区域 0~20 Gy,小肠剂量变化不明显,无统计学意义,而对于膀胱和直肠的体积和剂量无统计学意义。Michael 等和 Lai 等 研究也表现出相似的结果。旋转方向的误差范围都在 1°以内,而对患者的剂量的改变很小,可以忽略。如果旋转误差超过了 3°,我们就要考虑产生的原因是不是摆位不正确,是否患者按照要求脱掉衣物或者患者有一侧疼痛引起身体扭曲等因素的影响 ;重新摆位后再次行CBCT 扫描,减少摆位引起的旋转误差。采用合适的体位固定既能保证患者放疗过程中的舒适性又可以保证放疗危及器官少受多余剂量的照射,进而减少放疗并发症的发生率。

2.2图像引导放疗在分析宫颈癌膀胱充盈状态和靶区移动变化中的应用

膀胱不同的充盈状态也会对靶区的剂量学参数产生影响,膀胱充盈和排空时靶区均匀指数分别为 1.04±0.01和 1.05±0.01。适形指数为 0.84±0.01 和 0.86±0.01。表明两个指数不受膀胱充盈程度影响。而膀胱充盈程度对其本身剂量相差可达 72%,V30 和 V40 相差可达 41.8% 和31.6%。因此对于盆腔肿瘤患者保证膀胱充盈的一致性是提高放疗质量和减少放疗并发症的重要一环。

膀胱的充盈程度决定了膀胱的体积和位置结构的变化, 对其吸收剂量可能会造成一定的影响 ;不同医生在膀胱边界的勾画方面也会有所不同,这就会造成了膀胱体积的误差,这也是不能避免的。将同一医生在 CBCT 图像上勾画的膀胱轮廓映射到计划 CT 上面后分析膀胱体积及位置变化对吸收剂量的改变,庞皓文等研究发现膀胱体积与膀胱的并无直接的相关性,个别患者成正相关性,膀胱的充盈程度对吸收剂量的影响在可以接受的临床范围内。此项研究膀胱充盈的准备方法和患者膀胱准备的配合对研究相当重要。CTV 在放疗过程中的退缩对膀胱的吸收剂量也会产生影响,而较大的 CTV 体积会明显的挤压膀胱,造成膀胱体积的形变和几何中心的位移,而大 CTV 靶区对膀胱的吸收剂量会超出 50% 的 V45。因此对于较大 CTV 患者在放疗中要密切监视,适时的修改患者的计划和重新的剂量计算评价。膀胱不同的充盈状态可以对靶区产生明显位移, 宫底部在头脚,前后和左右方向上的位移分别为 1.33、0.67 和 0.6 cm. 在宫颈部为 1.18、0.63 和 0.49 cm。靶区质心为0.61、0.46 和 0.28 cm,膀胱体积变化和靶区质心前后位移有强相关性 R 为 0.843,对于直肠和股骨头有很好地保护作用 。膀胱的充盈不仅可以降低本身的受照剂量,同时也可以降低对小肠的受照剂量。

2.3 图像引导放疗在分析宫颈癌靶区外扩方面的应用

靶区外扩的公式主要有两种 Stroom 公式 PTV=2.0∑ 总+0.7σ 总和 Van Herk 公式 PTV=2.5∑ 总 +0.7σ 总。两种公式的评价方法有着本质的区别,Stroom 公式的基本原则是保证 99% 的 CTV 体积至少受到 95% 的处方剂量照射。而 Van Herk 公式的基本原则是保证 90% 靶区体积的最小累积剂量至少给予 95% 的处方剂量。Van Herk 公式同时考虑了系统误差和随机误差对剂量的影响,应用较多。不同配准方式获取外扩距离不同。有研究通过获取的电子射野影像装置(EPID)图像经过骨性配准方式获得 CTV-PTV 的外扩边界分别为左右方向 8.9 mm,头脚方向为 10.8 mm,腹背方向为 9.7 mm。经过植入的标记物配准获得CTV-PTV 的外扩边界分别为左右方向 9. 2 mm,头脚方向为 12.2 mm,腹背方向为 10.5 mm。合适的 CTV-PTV 外扩距离左右方向为 10.2 mm,头脚方向为 12.7 mm,腹背方向为 12.9 mm。不同的研究机构对于外扩的距离也是不一样的,外扩距离一般为 0.5~1.5 cm。

3.总结和展望

肿瘤医学论坛综合整理


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