葛紅-濟(jì)南- SABR在早期肺癌中的勾畫 -

早期非小細(xì)胞肺癌中的勾畫鄭州大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院河南省腫瘤醫(yī)院

葛紅立體定向消融放療（Stereotacticablativeradiotherapy，SABR）體部立體定向放射治療（StereotacticBodyRadiationTherapy，SBRT）通常指療程短、分次劑量大的精確放療技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)的方式有三維適形放療(3D-CRT)、容積弧形調(diào)強(qiáng)治療(VMAT)、賽博刀全方位旋轉(zhuǎn)跟蹤治療(Cyber-knife)三種單次高劑量（>10GY/F），低分次（1~5次）高生物效應(yīng)BED≥100Gy高度適形的靶區(qū)，靶區(qū)外劑量跌落迅速高度精確復(fù)雜的照射技術(shù)，治療過程中多種影像的驗(yàn)證SABR?ICRU62報(bào)告靶區(qū)定義提綱123SABR靶區(qū)的不確定性SABR靶區(qū)邊緣劑量學(xué)的研究123SABR靶區(qū)勾畫實(shí)例4ICRU62定義

腫瘤(GTV)內(nèi)靶區(qū)(ITV)計(jì)劃靶區(qū)(PTV)

治療區(qū)(TV)照射區(qū)(IV)臨床靶區(qū)(CTV)1999,

62號報(bào)告：對于50號報(bào)告的增補(bǔ)IndividualGTV∑CTV=ITV+MDITV=∑(GTV)MD=microscopicdiseaseIndividualCTVAindividualCTVmarginP呼吸運(yùn)動對靶區(qū)的影響ICRU62報(bào)告靶區(qū)定義提綱123SABR靶區(qū)的不確定性SABR靶區(qū)邊緣劑量學(xué)的研究123SABR靶區(qū)勾畫實(shí)例4GTV的不確定性真實(shí)GTV的影像依據(jù)哪一個(gè)？3DCT4DCT的某一時(shí)相(0%…90%)屏住呼吸CT掃描PETCT窗寬窗位、SUV值

采集肺癌患者自由呼吸狀態(tài)下的4DCT圖像，通過軟件分揀為0、10%、20%……90%共10個(gè)時(shí)相，使用呼吸時(shí)相融合控制技術(shù)，將10個(gè)時(shí)相（10phases）的圖像重建后可得到最大密度投影圖像（themaximumintensityprojection，MIP）和平均密度投影圖像（theaverageintensityprojection，AIP）。4DCT圖像3D-FB4DCT-AIP4DCT-MIP3DGTV

and4DIGTVMIP_AllPhases(0%-90%)MIP_GatedPhases(30%-70%)AIP_AllPhase(0%-90%)AIP_GatedPhases(30%-70%)MIP_GatedPhasesMIP_AllPhases4DCTITV,PTVDosecalculationCBCTonlinematchRespiratoryGatingPlanningPETCTCT顯示空氣的地方而PETCT陽性（reGTV）

KonertTetal,RadiotherapyandOncology，2015Steenbakkersetal,IJROBP,2006

7例病人的靶區(qū)勾畫(a)僅CT和

(b)CT和PETCT融合.

Steenbakkersetal,IJROBP,2006

14例病人的靶區(qū)勾畫(a)僅CT和

(b)CT和PETCT融合.

CTV—腫瘤周圍顯微病灶的不確定性腫瘤周圍顯微病灶不能通過影像顯示，僅通過術(shù)后病理分析獲得根據(jù)文獻(xiàn)在GTV需外擴(kuò)一定邊界生成CTV據(jù)報(bào)道SABR在GTV外不擴(kuò)CTV局控率90%以上近年來發(fā)展了很多控制呼吸運(yùn)動的相關(guān)技術(shù)：屏氣法術(shù)(deepinhaIationbreathhoIding。DIBH)主動呼吸控制系統(tǒng)(activebreathingcontroI，ABC)呼吸門控法(respiratorygating，RG)四維CT計(jì)劃設(shè)計(jì)ITV的不確定性Case1Case24DCT/4DMRI:ITV的不確定性?4DCTMIP優(yōu)缺點(diǎn)WhereisTrueMotionInformation?Is4-DCTenoughformotionpattern?PortalvisionFluoroscopicimagingCine/4DMRIChallengesof4DCTImagingPoorsoft-tissuecontrastOnlyproduceonebreathingcycleCorrelationbetweeninternaltargetandexternalsurrogatesImagingdose…WhichCTforITVDelineation?ITV10phase(blueline)ITVMIP(greenline)GTV3D(redline)Geetal,RedJ2013同時(shí)采用3DCT和4DCT定位能夠最小化肺SABR內(nèi)靶區(qū)（ITV）的誤差，

由3DCT+4DCT最大密度圖像（MIP)產(chǎn)生的ITV和由4DCT10個(gè)呼吸時(shí)相產(chǎn)生的ITV相似GeH,etal.IntJRadiatOncolBiolPhys.2013;85(2):438-4.呼吸運(yùn)動介導(dǎo)的靶區(qū)不確定性肺SBRTPTV（RTOG0915)3DCT:PTV=GTV+0.5cm(左右、前后)+1.0(頭腳)

4DCT:PTV=ITV+0.5cm(頭腳、左右、前后)

WhichCTforDoseCalculation?Tian,Wang,Geetal,MedPhys2012FBAIPMIPWhichCTforCBCTMatching?4DCT-AIPv.s.CBCT

肺SABR治療中體積變化結(jié)論：第二次治療前體積增大約5%，8/15腫瘤增大≥20%and4/15增大≥30%，但是總的趨勢縮小12.8%

YananSun,GeHetal.BiomedResearchInternational2014X-RayX-Ray/CBCT(ExacTrac)Cine-MV,X-RayCBCT(X-Ray/CBCT)FluoroscopyRPMSABR肺SABR的流程ICRU62報(bào)告靶區(qū)定義提綱123SABR靶區(qū)的不確定性SABR靶區(qū)邊緣劑量學(xué)的研究（國自然81372436）123SABR靶區(qū)勾畫實(shí)例4

流程圖指導(dǎo)臨床靶區(qū)勾畫

對MD產(chǎn)生的不經(jīng)意照射劑量造成的劑量學(xué)結(jié)果靜態(tài)的劑量分布肺癌靶區(qū)運(yùn)動的概率分布函數(shù)模體驗(yàn)證比較成熟的呼吸運(yùn)動的模型呼吸運(yùn)動理論模型曲線LujanAE,LarsenEW,BalterJM,etal.Amethodforincorporatingorganmotionduetobreathinginto3Ddosecalculations.MedPhys.1999May;26(5):715-20.Z0=20mm,A=20mm,T=4s，φ=0假定運(yùn)動模體是有規(guī)律的均勻運(yùn)動，是剛性的；

假設(shè)在實(shí)際照射過程中，MD隨腫瘤的運(yùn)動出現(xiàn)在ITV不同位置。

將MD劃分為不同的環(huán)域，厚度為1mm，隨著呼吸運(yùn)動的進(jìn)行，MD的邊緣進(jìn)入到不同的環(huán)域，

建立肺癌靶區(qū)運(yùn)動的概率分布數(shù)學(xué)模型Z0

為呼氣末腫瘤中心所在位置，Z0-A

為吸氣末腫瘤中心所在位置，t1

為吸氣末時(shí)刻，A為腫瘤運(yùn)動幅度，腫瘤中心在td

時(shí)刻移動的距離為

d

即：得到：則：概率分布文獻(xiàn)公式對比，概率分布結(jié)果一樣d2

AllDfromTPS0.3126125710.0666340280.0474314510.0387023730.0336676090.0304274410.0282233170.0266918430.0256400160.0249607180.0245966990.024524910.0247515980.0253158350.0263042720.0278887950.0304257790.0347712670.0437433390.101733163cos4波形A=20mmA靶區(qū)運(yùn)動方向概率分布D6=325.3cGyD10=308.9cGyD6d20342D6d19341.1D6d18340.2D6d17339D6d16337.8D6d15336.3D6d14334.8D6d13332.7D6d12330.6D6d11328.2D6d10325.2D6d9322.2D6d8319.2D6d7315.6D6d6312D6d5307.8D6d4303.3D6d3297.9D6d2291.9D6d1283.8D10d20337.8D10d19336.3D10d18334.8D10d17332.7D10d16330.6D10d15328.2D10d14325.2D10d13322.2D10d12319.2D10d11315.6D10d10312D10d9307.8D10d8303.3D10d7297.9D10d6291.9D10d5283.8D10d4275.1D10d3261.9D10d2248.1D10d1226.2Importpatternto4DphantomCTscanthephantomtogenerate4DimagesDoaplaninEclipseScanfilmtoanalyzethedosedistributionsDelivertheplanwithoutgating模體劑量試驗(yàn)experimentaldesign4DCT掃描DoaplaninEclipse

6MV7野適形，AIP圖像序列計(jì)算劑量

comparisonwith

1.ThedosefromTPS-AIP（static）

2.4DCT十個(gè)時(shí)相dose融合產(chǎn)生的劑量平面TPS-AIP（static）dose融合劑量圖膠片分析結(jié)果filmmeasuredTPS--AIPA=20mm，cos4波形

3DconformalGammaAnalysis(3%/3mm):80.5%膠片分析結(jié)果GammaAnalysis(3%/3mm):4D-CTaccumulated:98.9%Planning4D-CTaccumulatedA=20mm，cos4波形

3DconformalFilmmeasuredcos波形，A=20mm，10mm

3Dconformal

superior—inferior

sin波形，A=20mm，10mm

3Dconformal

superior—inferior

結(jié)論a.驗(yàn)證了本研究數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性；b.治療計(jì)劃系統(tǒng)使用靜態(tài)計(jì)算隨著靶區(qū)的運(yùn)動的MD區(qū)域的劑量，可能大大低估了實(shí)際照射量；c.基于4DCT圖像計(jì)劃，因?yàn)楹粑\(yùn)動引起不經(jīng)意照射，使得70%-80%劑量線能夠包繞靶區(qū)外10mm區(qū)域。ICRU62報(bào)告靶區(qū)定義提綱123SABR靶區(qū)的不確定性SABR靶區(qū)邊緣劑量學(xué)的研究（國自然81372436）123SABR靶區(qū)勾畫實(shí)例4肺癌SABR靶區(qū)勾畫實(shí)例患者尹XX,男，77歲因“體檢發(fā)現(xiàn)左肺占位1周”就診肺穿刺活檢病理示（左肺）鱗癌。臨床分期(T1aN0M0,IA期）治療方案：SBRT放療DT：50GY/5次，10GY/f。

臂叢神經(jīng)食管左鎖骨下動脈左頸內(nèi)靜脈右頸內(nèi)動脈T1臂叢神經(jīng)臂叢神經(jīng)胸壁右肺左肺AADA心包心臟支氣管椎管食管AADA胸壁左肺右肺PTVAADA胸壁食管奇靜脈SVC心臟氣管心包胸壁DASVC右肺動脈氣管食管右肺胸壁左肺PTVGTV3dAA心包心臟左肺動脈胸壁心包心臟SVC食管椎管AADA右肺左肺PTVITVmip胸壁左肺PTVITVcombGTV3D右肺心包心臟AASVC右肺動脈右主支氣管食管左肺動脈DA椎管DA右肺左肺肺動脈肺靜脈食管SVC心包AADA胸壁圖1無4DCT圖像，3DCT圖像勾畫的靶區(qū)圖2同時(shí)有3DCT、4DCT圖像勾畫的靶區(qū)GTV3DPTVPTV放大后

內(nèi)藍(lán)線GTV3D

內(nèi)綠線ITVmip內(nèi)紅線ITVcombIntJRadiatOncolBiolPhys.201181(5):1442-57危及器官的勾畫

肺

勾畫雙肺用肺窗，左右肺分別勾畫，所有膨脹的，塌陷的，纖維化的肺組織都應(yīng)勾畫，肺門之外的小血管也應(yīng)包括，應(yīng)減去治療前的GTV,肺門，氣管/主支氣管。心臟及心包沿著心包，心臟上緣自過中線的肺動脈干下緣開始勾畫，直至心尖部下緣。食管用縱膈窗，從環(huán)狀軟骨下方開始勾畫一直到胃食管結(jié)合部入胃處。椎管以椎管的骨性限制為基礎(chǔ)，脊髓在環(huán)狀軟骨水平以下勾畫（肺尖腫瘤從顱底C1層面勾畫）至L2下緣，并應(yīng)包含椎間孔在內(nèi)。臂叢神經(jīng)：僅上葉腫瘤的患者需要勾畫臂叢神經(jīng)，僅需勾畫同側(cè)的臂叢神經(jīng)，包括自C5上緣至T2上緣從椎間孔發(fā)出的脊神經(jīng)。

心包心包結(jié)構(gòu)包括心包脂肪組織，部分大血管，正常的心包隱窩，心包積液及心房心室，勾畫心包時(shí)自主動脈弓上緣開始至膈頂心尖部結(jié)束。心包包括心臟在內(nèi)。近端支氣管樹