基于4DCT的食管癌靶区运动的初步研究

目的 探讨4DCT下的平静呼吸状态食管癌靶区运动特征。方法 20例食管癌患者在平静呼吸状态下采用4DCT采集食管肿瘤运动信息,勾画GTV,测量并记录每个GTV等中心点坐标、体积,并计算中心点在不同呼吸时相的移动距离及体积变化情况。结果 同段食管癌靶区中心在头脚方向位移(0.521±0.319) cm,较左右方向的(0.169±0.083) cm、前后方向的(0.167±0.095) cm均大(P均<0.05)(颈段P=0.009;胸上段P=0.016;胸中段P=0.000)。不同段食管癌靶区中心在同一方向最大位移不同(左右P=0.023;前后P=0.212;头脚P=0.007)。各呼吸时相中食管癌运动规律并不完全一致,以T0时相为基准时相,食管癌GTV等中心点在T50时相时各三维方向上的位移最大。呼气末与吸气末食管靶区体积无变化(P=0.313)。结论 同段食管癌靶区在不同方向运动幅度不同,不同段病灶同一方向的运动幅度也不同,行精确放疗时应综合考虑。对于颈段及胸中上段食管癌,依据吸气末和呼气末融合图像获得ITV可行。颈段及胸中上段食管靶区在呼吸周期中形变不明显。     

胸段食管癌原发灶靶区位移及影响因素分析

目的 基于4DCT扫描探讨胸段食管癌原发肿瘤靶区(GTV)三维方向位移及其影响因素。方法 65例胸段食管癌患者在自由呼吸状态下完成4DCT、3DCT模拟定位,获取呼吸周期中GTV左右(LR)、前后(AP)和上下(SI)方向位移,记录GTV上下缘与主动脉弓及隆突下缘、双侧膈顶距离。依据年龄、性别、肿瘤部位、病理类型、体积和长度分组,分析上述因素对GTV位移的影响及肿瘤上下缘位置差异与位移相关性。结果 GTV在LR、AP、SI方向位移分别为0.15、0.12、0.34 cm,胸下段GTV在LR及AP方向位移明显大于上、中段(P=0.036、0.014),SI方向相似(P=0.123)。性别、年龄及体重指数差异对GTV位移无影响(P_LR=0.46、0.96、0.73,P_AP=0.924、0.594、0.865,P_SI=0.955、0.264、0.139),肿瘤长度差异仅对LR方向位移有影响(P=0.014);GTV位移与淋巴结存在与否无相关性(P=0.502、0.665、0.815),但与其上下缘距离气管隆突距离呈负相关(P=0.000~0.014)。结论 平静呼吸状态下胸段食管癌GTV的SI方向位移最大,而年龄、性别、体重等及纵隔转移淋巴结存在与否并不影响靶区外扩范围,靶区分次内外扩范围应参照肿瘤分段及食管癌与气管隆突的毗邻关系。     

应用4DCT技术确定食管癌放疗靶区及其剂量学研究

目的 比较胸中下段食管癌3D、4D放疗计划的靶区大小、靶区位移及相关剂量学差异,评估4D计划的临床价值。方法 2012年内 19例胸中下段食管癌患者分别在同次CT模拟定位时序贯行3D、4D扫描,模拟勾画二者靶区及OAR。设计3D计划和4D计划,比较3D计划与4D计划靶体积、中心点位移及OAR剂量学差异。在各项参数相同下将3D计划平移至4DCT形成3DC计划,并比较3DC计划与3D计划靶区剂量学差异。采用配对t检验或Wilcoxon符号秩检验两套计划差异。结果 全组4DCT的PTV大于3DCT (195.19 cm³∶175.67 cm³,P=0.001)。10例胸中段食管癌中心点位移仅左右方向不同(位移为0.25 cm,P=0.014)。9例胸下段食管癌中心点位移3个方向差异无统计学意义(P=0.722、0.307、0.208)。19例胸中下段食管癌3DC计划中 V₁₀₀、V₉₅、V₉₀均低于3D计划(88.62%∶95.69%,P=0.000;95.17%∶99.79%,P=0.001;97.19%∶99.99%,P=0.001)。全组4D计划两肺 V₅、V₂₀及心脏 D_mean均高于3D计划(39.49%∶37.44%,P=0.016;19.93%∶18.87%,P=0.018及2607.74 cGy∶2389.16 cGy,P=0.004),但均未超出剂量限制范围。结论 4DCT定位技术能准确确定胸中下段食管癌靶区个体化外扩边界,4D计划因靶区增大虽使肺受量增加但在剂量限制范围内,4D计划使心脏受量增加应引起注意。     

不同扫描螺距对肺内孤立性病灶GTV构建的影响

目的 比较基于3DCT不同螺距下扫描图像构建的肺内孤立性病灶GTV大小及空间位置差异,探讨大螺距CT扫描在模拟定位中的可行性。方法 选取2014—2015年间肿瘤医院接受放疗的22例周围型肺癌或肺内孤立性转移瘤患者,根据肿瘤所在肺叶不同分为A、B组。在ABC下序贯完成常规螺距(0.938)、小螺距(0.438)及大螺距(1.188)条件下的模拟定位扫描,由同一位医生在相同的窗宽和窗位条件下勾画GTV,比较常规螺距条件下模拟定位所构建的GTVCON、小螺距条件下构建GTVS及大螺距条件下构建GTVB的大小、空间位置及匹配关系。采用Friedman M、Wilcoxon秩和检验。结果 3种螺距下构建的GTVCON、GTVS、GTVB大小分别为(11.58±16.42)、(11.63±17.73)、(12.09±17.46) cm³(P=0.11)。3种螺距下GTV中心点三维坐标比较均相近,A组Px=0.33、Py=0.81、Pz=0.39;B组Px=0.92、Py=0.05、Pz=0.37。GTVS、GTVB相对于GTVCON空间匹配指数与肿瘤所在肺叶的运动幅度有关。结论多层螺旋CT采用不同螺距模拟定位对GTV的大小及空间位置影响不大,适当增加螺距有利于提高扫描速度,缩短模拟定位时间,在肺内孤立性病灶模拟定位中具有可行性。     

基于四维CT的平静呼吸状态下肾脏各方向运动幅度及影响因素分析

目的 探索平静呼吸状态下正常肾脏在三维方向的运动幅度及其相关的影响因素。方法 收集2018—2019年间行四维CT且能够平静呼吸的 28例患者数据,肿瘤类别包括肝肿瘤、胰腺肿瘤或肺肿瘤。腹窗条件下逐层、逐呼吸时相勾画肾脏外轮廓并找到几何中心及三维方向坐标数值;计算左、右肾各个方向及三维方向位移。记录周围脏器体积及患者年龄、性别、身高、体重指数。采用t检验或非参数检验比较差异。结果 左、右肾脏上下方向运动幅度大,分别为(8.39±3.18)、(7.71±3.55)mm。男性双肾在左右、上下及三维方向平均运动幅度均大于女性(P<0.05),身高>165cm者亦大于≤165cm者(P<0.05)。超重者仅左肾左右、前后方向运动幅度大于未超重患者(P<0.05)。左肾体积>180cm³者其前后方向运动幅度较大(P=0.014)。年龄与各方向运动均相近(P>0.05)。结论 肾脏运动主要表现在上下方向,男性、身高高者运动幅度大,需格外注意使用控制呼吸运动的相关装置以降低正常组织损伤。     

基于四维CT的胸中下段食管癌大体肿瘤体积和位移的相关研究

目的 探讨基于四维CT (4DCT)测定的胸中下段食管癌原发大体肿瘤体积(GTV)位移与邻近器官位移相关性及呼吸周期中GTV与心脏、肺体积变化相关性。方法 17例胸中下段食管癌患者自由呼吸状态下行4DCT模拟定位扫描,通过图像配准获取同一坐标系下10个呼吸时相图像。在配准图像上分别勾画GTV、邻近器官(肺、心脏、膈肌顶),获取各呼吸时相中GTV与邻近器官三维坐标和体积。用配对t检验比较GTV中心点在左右(x轴)、前后(y轴)、头脚(z轴)方向的最大位移,用Pearson法分析GTV与邻近器官位移、GTV与心肺体积相关性。结果 GTV中心点在x、y、z轴方向的最大位移平均值分别为0.19、0.17、0.48 cm,z与x、y轴方向位移差异有统计学意义(t=－3.59、－4.09,P=0.002、0.001)。GTV位移与右肺x、y、z轴均相关(r=0.922、0.700、0.994,P=0.000、0.024、0.000),与心脏x、y、z轴也均相关(r=0.720、0.920、0.910,P=0.010、0.000、0.000),与左肺z轴相关(r=0.987,P=0.000),与左右膈肌顶z轴相关(r=0.918、0.928,P=0.000、0.000)。呼吸周期中GTV变化与双肺体积变化均呈负相关(r－0.680、－0.067,P=0.031、0.034),与心脏体积变化无关(r=－0.368,P=0.295)。结论 平静呼吸下胸中下段食管癌GTV的z轴位移最大且与双侧膈肌顶位移同步,呼吸周期中GTV与双肺及心脏体积变化相关性不同。     

外周血USP1基因甲基化与大肠癌预后风险的关系

目的 探讨外周血中去泛素化酶USP1甲基化及临床特征与大肠癌预后风险的关系。方法 采用队列研究,共纳入286例大肠癌患者。使用高分辨率熔解曲线分析法(HRM)检测基因甲基化水平。应用Cox回归模型评估基因甲基化及临床特征与大肠癌预后风险之间的关联。结果 在男性大肠癌病例中,USP1甲基化增加预后不良风险(HR=2.091,95% CI:1.195~3.661,P=0.010)。临床病理特征中,UICC肿瘤分期4期(HR=2.464,95% CI:1.205~5.039,P=0.014)、肿瘤大小超过50mm(HR=1.610,95% CI:1.016~2.550,P=0.043)和组织学非腺型(HR=5.117,95% CI:1.142~22.930,P=0.033)是大肠癌不良预后风险增加的影响因素。结论 UICC肿瘤分期4期、肿瘤大小超过50mm和组织学分型为非腺型会增加大肠癌不良预后风险。外周血USP1基因启动子区甲基化与男性大肠癌预后不良风险增加有关。     

CT增强对不同大小密度孤立性肺结节的诊断价值

目的 探讨肺部CT增强对不同大小、密度孤立性肺结节(SPN)的诊断价值。方法 回顾性调查病理确诊孤立性肺结节患者204例,以病理结果为参考标准,比较CT增强峰值在不同大小、不同密度SPN良恶性分布差异,并探讨其在不同病理类型SPN中的鉴别诊断价值。结果 CT增强在实性和/或直径在2~3 cm的SPN鉴别诊断价值较高(OR值分别为5.15,95%CI:2.62~10.14和5.39,95%CI:1.89~15.39),在部分实性、直径≤2的结节中良恶性鉴别能力较差;CT增强峰值是否≥15 HU在不同病理类型SPN中的差异具有统计学意义;CT增强阳性率随着直径增大及密度变实而逐渐增加。结论 在孤立性肺结节的鉴别诊断中,应参考结节的密度、直径及可能的病理结果,合理选择CT增强扫描。     

CCDC8和TGF-β1在非小细胞肺癌中的表达及临床意义

目的 探讨CCDC8和TGF-β1在非小细胞肺癌中的表达及其与临床病理特征的关系。方法 比较TCGA数据库正常肺组织与肿瘤组织中CCDC8和TGF-β1的表达量,分析非小细胞肺癌中CCDC8和TGF-β1表达的相关性。免疫组织化学染色检测204例常规石蜡包埋非小细胞肺癌组织CCDC8、TGF-β1表达并分析其与肺癌临床病理特征关系。利用Kaplan-Meier法绘制生存曲线,应用Cox回归分析CCDC8、TGF-β1表达与患者总生存期(OS)的关系。结果 TCGA数据中正常肺组织CCDC8与TGF-β1表达较肿瘤组织中高(P＜0.05),非小细胞肺癌患者CCDC8表达与TGF-β1表达呈正相关(P＜0.0001);鳞癌中CCDC8低表达患者OS长(HR=1.32,P=0.0437)。204例非小细胞肺癌组织中,CCDC8表达与TGF-β1表达呈正相关(P=0.023)。Cox单因素分析鳞癌中CCDC8表达与OS有关(P=0.013);而CCDC8和TGF-β1表达与腺癌患者生存无关(P=0.967,P=0.816)。Cox多因素分析TNM分期、CCDC8表达是肺鳞癌患者预后因子(P=0.016)。结论 非小细胞肺癌中CCDC8表达与TGF-β1表达正相关,CCDC8可能是肺鳞癌患者预后因子。     

CRT+ARC技术在局部晚期肺癌患者中临床应用的初步研究

目的 研究CRT+ARC技术在局部晚期肺癌中临床应用情况。方法 选择2016年3月1日—2017年3月1日在我院放疗科放疗的100例局部晚期肺癌患者,随机分为实验组和对照组,每组各50例患者,实验组制定CRT+ARC计划,对照组制定三维适形放射治疗技术+调强放射治疗技术(Intensity-modulated radiotherapy,IMRT)(CRT+IMRT)计划。根据世界卫生组织(World health organization,WHO)标准评估患者的近期疗效,根据影像学检查及放射治疗肿瘤学组(Radiaton therapy ognization group,RTOG)标准明确放疗主要副反应放射性肺炎发生情况。结果 实验组治疗有效率为82%,对照组治疗有效率为76%,两组差异无统计学意义(χ²=0.542,P=0.461)。实验组肺炎发生率为22%,对照组肺炎发生率18%,两组差异无统计学意义(χ²=0.250,P=0.617)。结论 CRT+ARC技术在局部晚期肺癌临床应用中,与CRT+IMRT相比,近期疗效和主要的副反应放射性肺炎都没有统计学差异。     

四维CT测量平静呼吸下原发胸段食管肿瘤运动的初步研究

目的 采用四维CT(4DCT)探讨平静呼吸状态下原发食管肿瘤的运动特征.方法 16例原发食管癌患者在平静呼吸体位下采用4DCT采集原发灶运动信息,并在每个患者10套图像上勾画大体肿瘤体积(GTV1～GTV10),测量并记录每个中心点坐标,计算每个中心点在不同呼吸时相的移动距离,分析胸部各段食管肿瘤运动特征.结果 呼气相和吸气相双肺、食管癌原发灶体积分别为2993.50 cm3和3362.12 cm3(t=12.36,P=0.000)、35.00 cm3和34.84 cm3(t=-0.61,P=O.546).食管癌靶区中心在左右、前后、头脚方向总移动峰值分别为0.65、0.55、2.03 mm(F=41.14,P=0.000),胸上段的分别为0.50、0.48、1.23 mm(F=5.45,P=0.017),胸中段的为0.68、0.62、1.97 mm (F=27.74,P=0.000),胸下段的为0.72、0.38、3.05 mm(F=15.61,P=0.000).结论 胸段食管肿瘤左右、前后方向运动幅度较小,头脚方向运动幅度较大,不同段病灶运动也有所不同.

Abstract：

Objective To investigate the motion characteristics of primary thoracic esophageal carcinoma with four-dimensional computed tomography(4DCT).Methods Sixteen patients with primary thoracic esophageal carcinoma received respiratory gated 4DCT imaging,mapping the GTV1-GTV10 on every patient's each subsequent CT image of 10 images in the full-respiratory phase,and measuring the displacement of each centre of GTV.These displacements and directions were analyzed on different segments of esophagus.Results The mean total lung volume and GTV volume was 2993.5 cm3,35.00 cm3 and 3362.12 cm3,34.84 cm'respectively on end-expiration and end-inspiration phases(t=12.36,P=0.000and t=-0.61,P=0.546).The total mean peak to peak displacement of GTV were 0.65 mm,0.55 mm,and 2.03 nnn in x,y-and z-axis direction,respectively(F=41.14,P=0.000).The motion in x-axis,y-axis and z-axis were 0.50 mm,0.48mm,1.23 mm in the upper segment(F=5.45,P=0.017),0.68 mm,0.62 mm,1.97 mm in the middle segment(F=27.74,P=0.000),0.72 mm,0.38 mm,3.05 mm in the lower segment,respectively(F=15.61,P=0.000).Conclusions The displacement of tumor in z axis is more notable than x-,y-axis in thoracic esophageal carcinoma.The displacement of tumor x-,y-and z-axis is different in different segment of thoracic esophageal carcinoma.     

胃食管结合部腺癌术前放疗胃充盈状态与肿瘤分次内动度和分次间动度的关系

目的 探索胃食管结合部腺癌(AEG)术前放疗,胃充盈状态与肿瘤分次内动度和分次间动度的关系。方法 前瞻性纳入2018—2019年间行全新辅助治疗的10例局部晚期AEG患者,均于治疗前在胃镜下标记肿瘤上下界,共获20枚钛夹。全部患者均在定位及治疗期间行空腹和充盈两种状态下的4DCT扫描,每次扫描均由系统自动重建出0%~90%呼吸时相的10套图像,每个患者可获得100套图像。结果 胃充盈状态并不显著影响肿瘤近胸端的分次内动度与分次间动度,而在肿瘤远胸端,空腹状态下头脚方向的分次间动度较充盈状态下更大[(6.22±4.67) mm∶(4.13±3.68) mm,P=0.013]。为保证AEG的近胸端在放疗期间90%的CTV累积剂量接受95%处方剂量,口服300ml半流质后胃充盈状态下建议左右、腹背、头脚方向分别外放9、8.5、12.1mm。另纳入有近胸端钛夹的6例AEG术前放疗患者作为验证组,显示治疗期间93%的钛夹在外扩范围内。结论 对于AEG的术前放疗,也可考虑定量充盈胃的方式完成放疗。     

基于四维CT和ABC辅助下三维CT确定肝癌内靶区对照研究

目的 比较四维CT (4DCT)和ABC辅助下三维CT (3DCT)两种模拟定位技术,探讨3DCT进行原发性肝癌(HCC)个体化内靶区制定的可行性.方法 选取经导管肝动脉化疗栓塞术后HCC患者15例,依次完成4DCT和自由呼吸(FB)、主动呼吸控制(ABC)辅助下平静吸气末屏气(EIH)、平静呼气末屏气(EEH) 3D...     

基于四维CT对肺癌原发灶位移和体积变化相关性研究

目的 探讨自由呼吸状态下基于四维CT的肺癌原发灶位移及其与感兴趣器官和体表标记位移相关性,以及各呼吸时相肿瘤体积与肺脏体积变化相关性.方法 16例肺癌患者进行自由呼吸状态下四维CT模拟定位扫描.以四维CT吸气末图像为基准图像,分别勾画肿瘤、感兴趣解剖结构和体表标志,记录配准后10套图像中的三维坐标.测量和比较各时相大体肿瘤体积( GTV)和肺脏体积以及相关性,测量肿瘤、感兴趣结构及体表标记的三维方向位移并计算三维运动矢量及其相关性.结果 不同肺叶肿瘤运动范围相差较大,肺上叶为0.8～5.0 mm,肺中叶为5.7～5.9 mm,肺下叶为10.2～13.7 mm.肿瘤位移上下方向为(4.3+4.3) mm,大于前后方向(2.2±1.0) mm和左右方向(1.7+1.5) mm (x2=16.22,P=0.000).肿瘤GTV与各感兴趣结构三维运动矢量间均无相关性(r=-0.50～-0.01,P=0.058～-0.961),不同呼吸时相GTV变化与肺脏体积变化也无相关性(r=0.23,P=0.520).结论 不同肺叶肿瘤位移和肿瘤三维方向上位移差异显著,肺癌放疗时内在靶体积外扩边界应基于四维CT测定个体化确定.     

低剂量4DCT扫描在肺内孤立性肿瘤模拟定位与靶区构建中的应用价值

目的:探讨低剂量4DCT扫描在肺内孤立性肿瘤模拟定位和靶区构建中的可行性。方法:23例肺内孤立性肿瘤序贯完成常规条件(CON)、低管电压(LV)、低管电流(LA)、低管电压+低管电流(LVA)条件下4DCT扫描模拟定位,基于各序列图像分别进行靶区构建与配准,比较不同扫描条件下肿瘤内运动靶区(IGTV)体积、位置、肿瘤位...     

基于重复增强4DCT探讨食管癌同步放化疗中心脏体积变化

目的 基于重复4DCT模拟定位增强扫描探讨食管癌患者同步放化疗疗程中心脏体积变化。方法 食管鳞癌患者分别于放疗前及放疗10、20、30次时行4DCT及3DCT定位增强扫描。在3DCT图像及4DCT的EE和MIP图像上勾画心脏,比较疗程中心脏体积及血压、心率变化。组间比较采用配对样本t检验、单因素方差分析。结果 46例患者完成了4次3DCT及4DCT增强扫描。与初始值相比,心脏体积在放疗10次和20次时在3DCT、EE及MIP上分别下降3.27%、4.45%及4.52%和6.05%、5.64%及4.51%(P=0.000~0.027),但到放疗30次时心脏体积与初始值相近(P>0.05)。与放疗前相比,放疗结束时收缩压及舒张压下降、心率加快(P=0.000、P=0.009及 P=0.001)。结论 基于4DCT增强扫描能清晰地反映食管癌同步放化疗疗程中心脏体积变化,在放疗早期心脏体积即开始下降并持续到中后期,在放疗结束时则呈现出恢复至最初水平趋势。与此同时,疗程中血压下降,心率加快。     

Simplified strategies to determine the mean respiratory position for liver radiation therapy planning

PurposeEstablishing the time-weighted mean respiratory position in the liver is challenging due to poor tumor contrast on 4-dimensional (4D) imaging. The purpose of this study is to validate simplified strategies in determining the mean position of liver tumors for radiation therapy planning, and quantify the potential for planning target volume (PTV) reduction.Methods and materialsFull, 10-phase 4D computed tomography (CT) data sets from 10 liver radiation therapy patients were analyzed to compare 2 techniques. First, a mid-ventilation CT was chosen from the initial reconstruction of the 4DCT. This was based on the minimum displacement of the diaphragm at each phase relative to its mean respiratory position, calculated using rigid registration over all 4DCT phases. Second, the exhale 4DCT was deformed to the inhale 4DCT using biomechanical-based deformable registration. The diaphragm’s mean cranio-caudal position in the respiratory cycle (normalized as a percentage relative to exhale) was applied to the exhale-to-inhale deformation map assuming a linear trajectory to reconstruct a mid-position CT. These strategies were compared with the time-weighted mean respiratory position, calculated with deformable registration over all 10 4DCT phases. PTVs incorporating respiratory motion were then compared for 2 planning strategies: exhale 4DCT using the internal target volume (ITV), or mid-position CT using dose-probability margins.ResultsCompared with the mean respiratory tumor position, the mid-ventilation CT and mid-position CT had mean (maximum) tumor vector errors of 1.0 ± 0.5 (2.1) mm and 0.6 ± 0.3 (1.4) mm, respectively, within the image resolution. Compared with ITV-based PTV, dose-probability PTV reduced the irradiated volume by 34% ± 7% on average, up to 43%.ConclusionsSimplified strategies to select a mid-ventilation CT or reconstruct a mid-position CT for the liver were validated with respect to the mean respiratory position. These data sets require significantly smaller PTVs, potentially allowing for dose-escalated liver stereotactic body radiation therapy to improve local control.