影像技術(shù)在肺癌適形放療靶區(qū)勾畫中應(yīng)用進展

劉瑞寶，李洪福綜述 ，王旬果 審校

(東營市人民醫(yī)院腫瘤一區(qū)1、放射科2，山東 東營 257000)

影像技術(shù)在肺癌適形放療靶區(qū)勾畫中應(yīng)用進展

劉瑞寶1，李洪福2綜述 ，王旬果1審校

(東營市人民醫(yī)院腫瘤一區(qū)1、放射科2，山東 東營 257000)

肺癌是我國常見惡性腫瘤，放射治療在肺癌治療中發(fā)揮重要作用，如何精確勾畫靶區(qū)是近年來臨床醫(yī)師關(guān)注課題。隨著4DCT技術(shù)、磁共振彌散成像技術(shù)、PET-CT技術(shù)的應(yīng)用，靶區(qū)勾畫、放射治療更加精確，并能更好的區(qū)分肺腫瘤與肺不張、阻塞性炎，減少呼吸運動對放療靶區(qū)的影響。本文就CT、MRI及PET-CT等有關(guān)影像技術(shù)在肺癌三維適形放療靶區(qū)勾畫中的應(yīng)用情況做一綜述。

肺癌；放療；靶區(qū)；影像技術(shù)

肺癌發(fā)病率、死亡率呈逐年上升的趨勢，已成為嚴重威脅人類生命健康的惡性腫瘤之一[1]。放療在肺癌治療中發(fā)揮著重要作用，60%以上的肺癌患者在其治療的不同時期需要接受放療。肺癌放射治療的目的是最大限度地控制局部腫瘤生長、最大程度地降低放射性肺損傷。精確靶區(qū)勾畫是肺癌放療前提和基礎(chǔ)。近年來，CT、MRI及PET-CT等影像技術(shù)在肺癌放療前腫瘤靶區(qū)范圍確定中起到重要作用，在肺癌適形放療靶區(qū)勾畫過程中發(fā)揮越來越重要的作用，現(xiàn)綜述如下：

1 CT在肺癌放療靶區(qū)勾畫中應(yīng)用

肺癌傳統(tǒng)放療中常發(fā)生急性放射性肺炎，從而限制了腫瘤劑量的提高，降低了療效和放療后的生存質(zhì)量。CT作為三維影像引導工具，在肺癌的精確定位放療中起到了重要作用[2-3]。與放療技術(shù)發(fā)展一樣，CT引導下放療發(fā)展也經(jīng)歷了從三維到四維、由靜態(tài)到動態(tài)的發(fā)展過程[4-5]。

肺癌放療主要是對原發(fā)腫瘤和有臨床意義的陽性區(qū)域淋巴結(jié)。目前3DCRT圖像通過強化掃描可較清晰顯示腫瘤輪廓，但受原發(fā)腫瘤與周圍軟組織入侵程度、肺不張、阻塞性肺炎、肺實變、呼吸運動等因素影響，導致臨床醫(yī)師勾畫靶區(qū)困難。臨床醫(yī)師勾畫靶區(qū)時通過調(diào)節(jié)CT的窗寬、窗位來完成腫瘤靶區(qū)的勾畫，但由于受上述因素影響，即使選擇合理的窗寬、窗位，所勾畫的GTV(Gross tumor volume，GTV)也難以與病理學上的GTV完全吻合。李萬龍等[6]的研究表明CT勾畫GTV的準確性為72.7%，81.8%的GTV可以完全包括GTV-T和GTV-N，而18.2%的GTV未能完全包括GTV-N，也就是說有18.2%的患者在做精確放射治療時可能出現(xiàn)脫靶。不同的CT技術(shù)，GTV大小也不一致，Persson等[7]對36例患者46處肺腫瘤分別采用三維CT(Three-dimensional CT，3DCT)和四維CT(4DCT)或呼吸門控CT(Breathhold CT，BHCT)掃描后勾畫GTV，計算患者在中度呼吸、吸氣末、呼氣末狀態(tài)時GTV大小，采用4DCT或BHCT勾畫GTV平均體積為4.9 cm3，而3DCT在中度呼吸、吸氣末、呼氣末時相均較4DCT或BHCT下勾畫平均GTV大，分別相差0.3 cm3、0.2 cm3、0.3 cm3。肺癌受呼吸運動影響較大，自由呼吸下正常肺組織受照射體積較大，采用呼吸控制技術(shù)可減少正常肺照射體積。Paumier等[8]對7例直徑小于5 cm肺原發(fā)或繼發(fā)腫瘤(共11處病灶)分別采用3DCT在自由呼吸、深吸氣后屏氣時及4DCT在吸氣、呼氣2個時相掃描，計算比較不同情況下計劃體積(Planning target volume，PTV)大小及輸送到肺部的照射劑量。自由呼吸情況下PTV為(83±28)cm3，遠大于任何其他的技術(shù)下計算結(jié)果(P＜0.000 1)，相對于PTV內(nèi)靶區(qū)(ITV)可減少1/4[(63±31)cm3]，而在深吸氣后屏氣情況下及4DCT呼吸同步掃描PTV則可減少1/3[(50～54)±(24～26)cm3]。深吸氣后屏氣情況下未受照射肺較其他情況大[分別為(5 500±1 500)cm3和(3 540～3 920)cm3，P＜0.000 1)]。自由呼吸情況下正常肺受照射的V5和V20也遠大于其他情況(P＜0.000 1)。

2 磁共振彌散成像技術(shù)在肺癌放療靶區(qū)勾畫應(yīng)用

磁共振彌散(Diffusion weighted imaging，DWI)是反映活體組織中水分子微觀運動的成像，很大程度上取決于組織細胞內(nèi)水分子含量、細胞膜擴散屏障的存在，人體組織中受細胞密度和細胞核、細胞漿比例等因素的影響[9]。通過腫瘤組織與正常組織彌散系數(shù)的區(qū)別，可鑒別腫瘤組織與正常組織，并進一步區(qū)分腫瘤病理分期[10]。Satoh等[11]對54例直徑≥5 mm的肺結(jié)節(jié)進行DWI(b=1 000 s/mm2)且以5分制法定性分析肺結(jié)節(jié)的信號強度(1：幾乎無信號；2：信號強度介于1和3之間；3：與胸髓的信號相當；4：高于胸髓的信號；5：明顯高于胸髓的信號)。惡性結(jié)節(jié)的分值明顯高于良性結(jié)節(jié)(P＜0.01)。若以3分作為診斷惡性的閾值，敏感度為88.9%、特異度為61.1%、精確度為79.6%。所以肺結(jié)節(jié)良惡性可通過DWI的信號強度高低來鑒別。何翠菊等[12]對33例肺癌患者的WB-DWI檢查，評估其在顯示惡性腫瘤患者全身轉(zhuǎn)移狀況的實用價值。依據(jù)WB-DWI+CT/MRI的綜合影像診斷惡性腫瘤全身臟器轉(zhuǎn)移的敏感性高達90.9%，明顯高于單獨應(yīng)用CT/MRI診斷的敏感性(78.9%)，且二者在診斷惡性腫瘤全身臟器轉(zhuǎn)移上差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。

腫瘤組織生長可導致管氣管狹窄，甚至閉塞，氣管閉塞后可引起氣管遠端阻塞性炎癥及肺不張，肺泡內(nèi)含氣量進一步減少、消失，引起肺組織萎縮、實變，并與腫瘤組織融合成實性包塊，CT掃描甚至強化掃描均不易區(qū)分腫瘤界限，影響腫瘤靶區(qū)精確勾畫。張安度等[13]對47例放療患者分別采用CT及MR進行圖像采集，在CT圖像上勾畫靶區(qū)為GTV-ct，在DWI圖像上勾畫靶區(qū)為GTV-mri，GTVct-mri為CT靶區(qū)去除與MR靶區(qū)重合部分的體積，比較GTV-ct、GTV-mri的體積差異。GTV-ct和GTV-mri的平均體積分別為142.7 cm3和101.1 cm3，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.001)。伴有肺不張/阻塞性肺炎者的GTV-ct為173.6 cm3，GTV-mri為117.8 cm3(P＜0.001)；不伴有肺不張/阻塞性肺炎者的GTV-ct平均為115.3 cm3，GTV-mri為88.8 cm3(P＜0.001)，DWI與CT顯示的腫瘤體積有差異。DWI可區(qū)分肺腫瘤組織與阻塞性肺炎、肺不張。DWI成像對肺癌靶區(qū)勾畫有很大幫助。

3 PET/CT在肺癌放療靶區(qū)勾畫應(yīng)用

PET/CT是集解剖影像和功能成像于一體的影像技術(shù)，在臨床的應(yīng)用越來越廣泛，對指導肺癌分期、精確放療、療效判斷具有重要的價值[14-16]。應(yīng)用PET-CT模擬定位并勾畫靶區(qū)，可避免靶區(qū)擴大或遺漏，可提高CT難以界定邊界肺癌靶區(qū)精確度[17-18]。珊丹等[19]對診斷明確的30例Ⅲ期NSCLC患者進行治療體位的PET-CT掃描，并根據(jù)CT、PET-CT融合圖像進行臨床分期與靶區(qū)勾畫，制定相應(yīng)的放療計劃。選擇大體腫瘤體積(GTV)、計劃靶體積(Planning tumor volume, PTV)、周圍正常組織受量等指標進行統(tǒng)計學分析。結(jié)果PET-CT改變可臨床分期：10.00%(3/30)的病例分期升高，10.00%(3/30)的病例分期降低；PET-CT改變GTV和PTV：60.00%(18/30)的病例靶體積縮小，40.00%(12/30)的病例靶體積增大，其中體積發(fā)生明顯變化者(變化＞25%)占56.67%(17/30)，但全組GTV、PTV變化不明顯(P＞0.05)；PET-CT改變治療計劃參數(shù)：給予相同的靶區(qū)劑量60 Gy/30次，PET參與后PTV變化者的周圍正常組織受量均發(fā)生相應(yīng)的變化，但各項指標全組變化不明顯(P＞0.05)。Bradley等[20]對納入研究的51例患者中47例Ⅱ、Ⅲ期可評價肺癌病例研究發(fā)現(xiàn)，相對于單存CT下勾畫肺癌靶區(qū)，PET-CT引導下勾畫GTV更小(98.7 ml和86.2 ml；P＜0.000 1)。同時也可降低肺受照射劑量(19 Gy和17.8 Gy，P=0.06)。

4 問題與展望

放射治療是中晚期肺癌的主要治療手段，靶區(qū)勾畫的是否準確性直接關(guān)系到放射治療的療效，呼吸運動、心臟活動影響肺癌在胸腔內(nèi)的位置變化，導致計劃靶區(qū)難以確定。同時中心性肺癌合并阻塞性肺炎、肺不張，亦會增加肺癌靶區(qū)界限確定難度。適形、調(diào)強、呼吸門控以及圖像動態(tài)引導等技術(shù)發(fā)展成為確定和控制腫瘤隨呼吸變化、心臟活動而產(chǎn)生移動，降低正常肺組織受照射的關(guān)鍵。CT定位是肺癌放療必備工具，而MRI、PET-CT等影像技術(shù)發(fā)展及圖像融合技術(shù)應(yīng)用為肺癌并阻塞性肺炎、肺不張放療減少誤放、漏放提供技術(shù)支持。如何合理、有計劃的利用一個或多個影像引導技術(shù)，結(jié)合病變特點，發(fā)揮各個影像技術(shù)最佳結(jié)合，還有許多問題亟待解決。相信通過對該問題的深入研究，影像技術(shù)必將在肺癌的臨床治療中發(fā)揮更大的作用。

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Progress on the application of imaging techniques in target volume delineation in conformal radiotherapy for lung cancer.

LIU Rui-bao1,LI Hong-fu2,WANG Xun-guo1.The First Department of Oncology1,Department of Radiology2,Dongying People's Hospital,Dongying 257000,Guangdong,CHINA

Lung cancer is a common malignant tumor in China,and radiotherapy plays an important role in the treatment of lung cancer.How to precisely delineate the clinical target volume is a focused topic in recent years. With the application of the 4 DCT technology,diffusion-weighted magnetic resonance imaging(DW-MRI),and positron emission tomography-computed tomography(PET-CT),target volume delineation and radiotherapy has reached higher accuracy,which can better distinguish lung cancer from obstructive atelectasis,inflammation,and reduce the impact of respiratory movement on target volume.This review presents the application progress of imaging techniques (CT,MRI and PET-CT)in target volume delineation in three-dimensional conformal radiotherapy for lung cancer.

Lung cancer;Radiotherapy;Target volume;Imaging techniques

R734.2

A

1003—6350（2015）17—2569—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.17.0929

2014-12-30)

劉瑞寶。E-mail：liuruibao88@163.com