恶性肿瘤中主动呼吸控制状态下CT与自由呼吸状态下四维CT的应用

杜良国 黄博 杜梁

430000湖北省汉川市人民医院放射科

恶性肿瘤中主动呼吸控制状态下CT与自由呼吸状态下四维CT的应用

杜良国 黄博 杜梁

430000湖北省汉川市人民医院放射科

目的：探讨恶性肿瘤中主动呼吸控制状态下CT与自由呼吸状态下四维CT的应用。方法：收治行立体定向放射治疗的肺部恶性肿瘤患者17例，分别在主动呼吸控制状态下行常规CT扫描(ABC-CT)、自由呼吸状态下行常规CT扫描(FB-CT)与四维CT扫描(4D-CT)，比较检查效果。结果：4D-CT的定位时间、治疗时间低于ABC-CT(P＜0.05)；4D-CT的PGTV/GTV、PGTV、静态GTV高于ABC-CT(P＜0.05)；与FB、MeanIP-CT、CT0比较，ABC的双肺体积明显增大，靶区定位更为精确，正常肺组织照射剂量明显减少。结论：ABC-CT与4D-CT在放射治疗中均能获得比较理想的定向效果，但ABC方式的临床特征更为理想。

恶性肿瘤；立体定向放射治疗；主动呼吸控制；四维CT

肺部恶性肿瘤患者实施立体定向放射治疗(SBRT)，是临床目前常用治疗方案。但大量实践资料表明，由于肺部存在的非自主性呼吸运动，使得肺部肿瘤患者在实施SBRT技术时有一定的限制[1]。而当前控制呼吸运动的主要治疗技术有依据自由呼吸状态优化PTV、ABC、呼吸门控、目标追踪、4D-CT等。其中，准确定位肿瘤靶体积，降低正常肺组织照射剂量和正常组织并发症概率，是目前采取各项技术解决呼吸运动影响肺部肿瘤放疗效果所关注的重点。其中，ABC技术是通过主动呼吸控制系统在呼吸特定的时相强制患者屏气、控制呼吸，来进行定位和放疗；而4D-CT技术是通过对患者有规律呼吸模式的扫描而精准地确定肿瘤靶区在呼吸运动中的位置和大小[2]。本研究分析采取上述两种技术方案在同一组肺部恶性肿瘤患者立体定向放射治疗中的应用，现报告如下。

资料与方法

2014年2月-2016年2月收治行立体定向放射治疗的肺部恶性肿瘤患者17例，男13例，女4例，年龄27～68岁，平均(45.8±6.46)岁；包括原发性肺癌8例，其他部位肿瘤肺转移9例，肿瘤体积0.28～10.52 cc，平均(3.74±1.76)cc，均为小体积、孤立、实体性肿瘤。

方法：①扫描方法。17例患者分别在主动呼吸控制状态下行常规CT扫描(ABC-CT)、自由呼吸状态下行四维CT扫描(4D-CT)。ABC-CT：在呼吸控制定位前，先指导患者练习深吸气后屏气。CT定位时，指导患者口含呼吸接嘴，戴鼻夹，由定位医师从外接电脑上观察患者的呼吸曲线。屏气触发阈值设定为呼吸曲线峰值85%，屏气时间设定在30 s，等待患者呼吸均匀后，令患者按下控制手柄，曲峰值达触发阈值开始制动呼吸，当曲线变为直线，开始CT扫描。治疗时自主呼吸控制方式与上述流程相同。4D-CT：采用64排Siemens定位CT，先将呼吸门控装置(AZ-733V，ANZAI MEDICAL)放置于患者的腹部，利用该装置监测患者的呼吸状态，观察呼吸曲线平稳之后，利用后门控技术获取呼吸曲线的10个相位。ABC-CT与4D-CT所获得图像均传至治疗计划系统中 (Pinnacle3 9.8， Philips Radiation Oncology Systems，Milpitas，CA)。②靶区勾画与放疗计划设计：分别在4D-CT 的10个呼吸时相、最大密度投影图像及ABC-CT图像上手动勾画肿瘤靶区(GTV)与危及器官，GTV外扩形成临床靶区，CTV上考虑呼吸运动形成内靶区(ITV)，ITV均匀外扩5 mm形成计划靶区(PTV)。采用9野，分别设计FB、MeanIP-CT、CT0和ABC的4种SBRT治疗计划，处方剂量均为48Gy/4f，将PTV外扩3 mm形成射野半影边界的容积。

指标观察：①根据剂量-体积直方图计算PGTV/GTV，逐一统计患者的定位时间、计划时间与治疗时间。②记录ABC-CT与4D-CT的膈肌头脚方向移动度。③统计分析4种治疗计划的双肺(Vlung-a)、GTV和PTV，同时通过剂量体积直方图(DVH)评价双肺V20和平均肺剂量(MLD)。

统计学方法：统计学处理采用IBM SPSS 22.0分析软件，计量资料的统计描述应用(x±s)表示，计量资料的比较应用配对t检验，以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

结果

两种CT扫描的物理指标比较：ABC-CT与4D-CT扫描的物理指标比较可见，4D-CT的定位时间、治疗时间低于ABC-CT，差异具有统计学意义(P＜0.05)；4D-CT的PGTV/GTV、PGTV、静态GTV明显高于ABC-CT，差异具有统计学意义(P＜0.05)。两组计划时间比较，差异无统计学意义(P＞0.05)。

两种CT扫描的膈肌头脚方向移动度比较：ABC-CT与4D-CT扫描图像测量的膈肌移动度比较，ABC-CT为(1.36± 0.45)cm，4D-CT为(1.37±0.42)cm，差异无统计学意义(P＞0.05)。

讨论

ABC-CT技术与4D-CT技术在肺部恶性肿瘤患者立体定向放射治疗中的应用比较普遍。其中，ABC技术在使用时可获得清晰的影像图，能够有效地降低放射治疗过程肺部组织的非自主性呼吸运动，便于放疗医师准确地确定肿瘤区域，缩小PTV容积，从而提高靶区剂量。但是，由于ABC技术治疗时要求患者在屏气状态下20 s以上，使得肺功能不好的患者无法耐受。而4D-CT技术已经预先考虑了肿瘤运动变化，治疗计划实施时可能连续执行，使不能耐受ABC的患者可以精确地执行SBRT治疗，但4D-CT技术比较复杂，且双肺体积较ABC明显减小，其V20、MLD和NTCP显著上升，剂量学较ABC技术并无优势[3]。因此在临床实践中，多将ABC-CT技术与4D-CT技术互为补充应用。

综上所述，虽然4D-CT技术可以精确地执行SBRT治疗，但ABC以其双肺体积大，计划靶区小，使得在靶区受量一致的情况下，剂量学上明显优于FB和4D-CT，因此认为，在患者肺功能良好的情况下可以优先选择ABC-CT，若体力较差则优先选择4D-CT。

[1]王义海,阿合力·那斯肉拉,潘广鹏,等.四维CT呼吸门控技术联合图像引导放射治疗在肺癌中的应用[J].重状医学,2014,43(30): 3994-3996.

[2]王玮,李建彬,胡宏光,等.自由呼吸状态下三维CT和四维CT极限时相全乳正向调强放疗治疗计划的比较[J].中华肿瘤杂志, 2012,34(10):759-763.

[3]邢晓汾,孟艳敏,崔桐,等.基于四维CT对呼吸运动中肺部肿瘤位移和体积变化的研究 [J].山 西 医 药 杂 志,2016,45(15): 1763-1765.

Application of four dimensional CT under free breathing and CT under active breathing control state in malignant tumor

Du Liangguo,Huang Bo,Du Liang

Department of Radiology,the People's Hospital of Hanchuan City 430000

Objective:To explore the application of four dimensional CT under free breathing and CT under active breathing control state in malignant tumor.Methods:17 patients with lung cancer treated with stereotactic radiotherapy were selected.They were given ABC-CT,FB-CT and 4D-CT respectively.We compared the examination results.Results:The location time and treatment time of 4D-CT was lower than ABC-CT(P＜0.05).PGTV/GTV,PGTV,static GTV of 4D-CT were higher than ABC-CT(P＜0.05).Compared with FB,MeanIP-CT and CT0,in ABC,the double lung volume was obviously increased,the target area positioning was more accurate,and the radiation dose of normal lung tissue was obviously decreased.Conclusion:In radiation therapy,both ABC-CT and 4D-CT can achieve more ideal directional effect,but the clinical features of ABC were more ideal.

Malignant tumor;Stereotactic radiotherapy;Active breathing control;Four dimensional CT

10.3969/j.issn.1007-614x.2017.1.69