主动呼吸控制方法在非小细胞肺癌精确放疗中的应用探究

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y-797592

研究生导师和课题指导小组介绍

导师李宝生博士,男,1963年1月出生,研究员,山东省肿瘤防

治研究院放疗六科主任,山东省医学科学院、山东大学肿瘤学硕士生导

师。长期从事肿瘤放射治疗的基础和临床研究工作。

课题指导小组成员:

于金明博士,男,1958年1月出生,研究员,山东省肿瘤防治研

究院院长,山东省放射肿瘤学专业博士后工作站负责人,山东大学、天

津医科大学肿瘤学专业博士生导师,山东省医学科学院放射肿瘤学专业

硕士生导师,长期从事肿瘤放射治疗的基础研究和临床工作。

李建彬,男,1962年8月出生,研究员,山东省肿瘤防治研究院

放疗科主任、山东省医学科学院放射肿瘤学硕士生导师,长期从事肿瘤

放射治疗的基础研究和临床工作。

尹勇,男,1970年1月出生,副主任技师,山东省肿瘤防治研究

院物理室主任,从事肿瘤放射物理研究。学位论文独创性声明

本人声明,所里交的学位论文系在导师指导下本人独立完成的研究成果。文中引用

他人的成果,均已做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。

学位论文知识产权权属声明

本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属山东省医学科学

院。山东省医学科学院享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权

利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为山东省医学科学院。

论文作者签名:

导师签名:盟

一名』

兰山东省医学科学院硕士学位论文

主动呼吸控制方法在非小细胞肺癌精确

放疗中的应用研究

硕士研究生黄伟

导师李宝生研究员

山东省肿瘤防治研究院放疗科

摘要

目的

本课题在周围型非小细胞肺癌、肝部肿瘤精确放疗定位及治疗过程中使用主

动呼吸控制系统控制患者呼吸,观察自由呼吸(freebreathing,FB)状态时NSCLC原发肿瘤、肝部肿瘤的运动情况及主动呼吸控制(activebreathingcontrol,ABC)

时NSCLC原发肿瘤的运动情况,并与FB状态常规放疗计划进行比较,研究ABC

在减小放射性肺和脊髓损伤方面的作用。材料和方法

①选择2004年2月~2005年3月间选择拟接受适形放疗的周围型NSCLC、

肝部肿瘤患者16例,使用ELEKTA公司的ABC系统进行主动呼吸控制,分别

在患者ABC状态呼吸周期的吸气末和呼气末时CT扫描,将图像传输至放疗计

划系统,进行肿瘤三维重建,其等中心点在三维方向上的位移即为FB状态下肿

瘤运动幅度。

②选择11例2004年2月~2005年3月间经病理或细胞学证实的周围型

NSCLC的初治患者,在FB状态CT常规轴位扫描整个肺部,使用ABC后患者

一次屏气内连续重复扫描3次和5次屏气后扫描分别采集CT图像,将图像传输

放疗计划系统,进行肿瘤三维重建,找出ABC状态下肿瘤在三维方向的运动幅

度,加上允许的摆位误差(5mm),作为cTv至PTv在三维上的外放边界。按

照这个边界制定放疗计划,在首次治疗时使用电子射野影像装置进行位置验证。

并与FB状态常规放疗计划的双肺体积、GTV、PTv、双肺v20、D。。。和脊髓最大受量进行比较。

结果

①使用ABC观察FB时周围型NSCLC肿瘤的运动情况:在1l例NSCLC

患者中,肺部肿瘤在x轴方向平均位移为(3.35±O.86)mm,Y轴方向平均位移为

(3.65+1.09)ram,Z轴方向平均位移为(8.024-3.7I)mm。三个方向上,z轴方向

位移最大(P<O.01),而x轴和Y轴比较差异没有统计学意义。肺上中叶和下叶

肿瘤的位移在z轴上差异有统计学意义(PeO.020),而在x、Y轴上差异没有统

计学意义(尸'0.05)。山东省医学科学院硕士学位论文

②使用ABC观察FB时肝部肿瘤的运动情况:5例肝部肿瘤在X轴方向平

均位移为(4.26+1.37)ram,Y轴方向平均位移为(5.16±1.94)ram,Z轴方向平均

位移为(11.04±2.30)ram。③使用ABC后肺部肿瘤的运动情况:统计1l例患者的数据.发现ABC分

次放疗内肿瘤在x轴方向平均位移为(o,85±O.46)mm,Y轴方向平均位移为(1.07

±O.59)ram,Z轴方向平均位移为(0.45±O.49)mm,:ABC分次放疗间肿瘤在x轴

方向平均位移为(O.93±0.57)mm,Y轴方向平均位移为(1.06±O.67)mm,Z轴方

向平均位移为(1.41±0.66)mm。④使用ABC后患者全肺体积平均增加297.4cm3,平均百分数为11.4%;而

肿瘤运动幅度的减小造成GTV平均减小3.5era3,平均百分数为8.9%(P=o.000)。

⑤与常规计划相比,ABC计划肺损伤指标V20平均减小3,5%,平均百分数

为18.1%;Dm龆。平均减小242.IcGy,平均百分数为17.9%;ABC的脊髓最大受

量平均减小605.7cGy,平均百分数为17.4%。因此ABC可以使正常肺和脊髓组织受损伤的几率明显减小(尸=0.000)。

结论

①使用ABC测量肺部、肝部肿瘤的运动情况,方法简单,并且通过CT扫

描重建更为精确地计算出靶区在三维上的变化范围,对于个体化确定由CTV到

PTV外放安全边界的制定有确切的指导作用。

②使用ABC测量自由呼吸状态下肺部肿瘤的运动情况:z轴方向位移最大

(P<0.0t),而X轴和Y轴比较差异没有统计学意义;肺上中叶和下叶肿瘤的位

移在z轴上差异有统计学意义(P=O.020),而在X、Y轴上差异没有统计学意义(P>0.05)。

③使用ABC可以减小肿瘤运动幅度,更准确的确定GTV,并且根据CT扫

描得出在三维方向的运动范围,可个体化的确定CTV至PTv的外放边界。

④使用ABC可以增加双肺体积,降低放射性肺损伤指标v20、D。。。和脊髓最大受量,从而降低正常肺组织和脊髓的放射性损伤发生率。

关键词

癌,非小细胞肺,放射疗法;放射疗法,适形;呼吸运动;肉眼靶区;计划

靶区山东省医学科学院硕士学位论文

Theactivebreathingcontrol

usinginaccurateradiotherapyof

peripheralnon-smallcelllungcancer(NSCLC)

Postgraduate:WeiHuangTutor:BaoshengLi

DepartmentofRadiationOneology

ShandongTumotHospital

ABSTRACT

objective:TostudythemotionofprimarytumorsofperipheralNSCLCandliver

tumorsunderfreebreathing(FB)conditionsandprimarytumorsofNSCLCunder

activebreathingcontrol(ABC)conditions,ABCwasappliedtopatientswithNSCLC

orlivertumorstobetreatedwithradiotherapy.Compared讯tIlthecommonconformalradiotherapyplanunderFBconditions,theeffectsofABCinthereduction

ofradioactivelungandspinalcorddamagesWCa'eevaluated.Materialsandmethods:@FromFebruary2004toMarch2005,16patientswithpe邱heralNSCLCandlivertumorswhowel-etreatedwiththeconformalradiotherapywereincluded.Foreach

patient,CTscanswithABCwereperformedattheendofinspirationandtheendof

expiration.Thetunlorswerereconstructedthree—dimensionallybasedonCTSCanS.ThedisplacementofisocenterpositioninthreedimensionsWasregardedasthe

amplitudeoftumormotionunderFBconditions.(至)FromFebruary2004toMarch2005,11patientswithpathologyorcytologyprovenperipheralNSCLCwerestudied.Foreachpatient,thegeneralaxialCTscansunder

FBconditionswereperformed,followedbythreeCTSCanSrepeatedlyinpatients’OnCCbmath-holdandfiveCTSCanSafterholdingone’Sbreathfor5timesrespectively.AllCTSCanSweretransmittedtotreatmentplansystem(TPS).1socentersofdifferentseries

oftumorswereascertmnedbasedontheinformationoftumorsmoilonfromCTscans.Thedisplacementofisocenterplusthepermittedset-uperror(smm)wasaddedasthe

marginfromCTVtoPTV.ABCtreatmentplanWasmadebasedonthemarginand

verifiedbyEPID.Lungvolume,GTV,PTv’V20,DIl煳andspinalcoraldosewerecalculatedandcomparedwimthecommonradiotherapyplanunderFBconditions.