肺内孤立性病灶不同时间段位移四维CT测量差异分析

目的：探讨基于四维CT（4DCT）测得的自由呼吸状态下肺内孤立性病灶、隆突及膈肌不同时间段位移的差异,以合理安排定位与治疗时间。方法：将2011-02—22—2012-03—27山东省肿瘤医院放疗科接受适形放疗的26例周围型肺癌或肺转移癌患者随机分成上午组和下午组,14例在9：00～11：00、12例在14：00～16：00行4DCT扫描,分别在呼气末和吸气末时相勾画GTV,比较上、下午组患者GTVq-心在左右、头足和前后方向的位移和GTV中心在三维空间的运动矢量及隆突和左、右侧膈肌在头足方向的运动幅度差异。结果：上午组患者GTV中心在左右、头足、前后方向的位移分别为（1．70±2．49）、（6．86±7．10）和（1．92±1．91）mm,下午组分别为（1．24±1．01）、（5．33±4．21）和（1．934-1．26）mm,三维方向上两组间差异无统计学意义,P〉0．05;但左右和头足方向,上午组位移略大于下午组。上、下午组患者GTV中心三维运动矢量分别为（7．74±7．32）和（6．13±4．01）mm,差异无统计学意义,P〉0．05。上午组隆突及右、左侧膈肌在头足方向的位移为（5．70±2．31）、（15．64±7．54）和（14．11±4．81）mm,下午组为（5．86±1．74）、（14．18±5．87）和（12．08±3．85）mm,差异均无统计学意义,P〉0．05。结论：自由呼吸状态下肺内孤立性病灶三维方向的位移及隆突和膈肌头足方向的运动幅度在上、下午间差异均不明显,提示放疗定位与放射治疗的时间可以不同步。     

主动呼吸控制用于原发性肝癌放射治疗肝脏位置重复性的研究

背景与目的：呼吸运动能造成肝癌放疗靶区的扩大,限制了放疗剂量的增加.主动呼吸控制（active breathing control,ABC）提供了一种减少呼吸运动的简便方法,肝脏位置重复性较好是使用ABC技术减少靶区边界外放的一个重要前题,然而对使用该技术放疗过程中深吸气后肝脏位置的重复性目前尚不明确,因此本研究对ABC用于原发性肝癌放疗肝脏位置的重复性进行了测量.方法：入组本研究的患者共20人,其中16例肝癌碘油沉积良好.所有的患者进行了ABC呼吸训练和ABC控制下的放射治疗.在常规模拟机透视下测量一次屏气过程肝脏位置的稳定性和通过5次反复屏住吸气表示的一次放疗中肝脏位置的重复性.每周用兆伏级X线电子射野影像仪拍摄验证片与放疗计划生成的数字重建图像（digital reconstruction radiograph,DRR）比较测量分次放疗间肝脏位置在头脚方向上的重复性,通过每周在模拟机下体模固定在治疗体位拍摄正、侧位X线片,测量碘油在前后和左右位置上距离脊柱垂直距离的变化值,计算肝脏位置在这两个方向上的重复性.结果：所有患者配合良好,均能全程耐受ABC放疗屏气,没有1例因为不能耐受中断放疗.在平静呼吸状态下,患者膈在头脚方向上运动幅度平均为1.6 cm（范围：1.0～2.6 cm）.在透视下测得一次屏气过程中肝脏上下移动幅度平均为1.3 mm（范围：0.0～2.9 mm）.使用ABC放疗时一次放疗中和分次放疗间肝脏位置在头脚方向上的重复性（标准差）分别为1.6 mm和6.6 mm,前后方向上的重复性分别为0.9 mm和4.2 mm,左右方向上的重复性分别为0.7 mm和5.5 mm.结论：应用主动呼吸控制技术对入选的原发性肝癌患者放疗时肝脏的位置重复性良好.分次放疗间的重复性要差于一次放疗中的.安全的减少计划靶区的外扩需要结合影像引导的放疗并且要考虑肝脏位置的重复性.     

用数字模体模拟利用4DCT计算累积剂量偏差

目的 用计算机仿真模拟评估由于患者呼吸不均匀导致的用4DCT图像与用扫描4DCT时的实时呼吸图像计算的累积剂量之间的差异。 方法 用某个患者的4DCT图像生成数字模体,通过计算机模拟各种形式的不均匀呼吸曲线形成4DCT图像及扫描4DCT时的实时呼吸图像。在参考图像上制作一个6个野均分的IMRT计划,用4DCT和扫描4DCT时的实时呼吸图像分别计算累积剂量且记为D^4D和D^all,并计算二者之间的差异,评价呼吸运动模式变化对该差异的影响。结果两种累积剂量之间的差异依赖于平均运动幅度和幅度标准差的变化。当平均运动幅度从5 mm增加到15 mm时,靶区ΔD_min(ΔD₉₉)从2.39%(2.04%)增加到11.91%(5.24%),而当幅度的标准差从平均幅度的15%增加到平均幅度的45%时,靶区ΔD_min(ΔD₉₉)从5.93%(2.15%)增加到14.65%(5.01%);当平均周期从3 s增加到5 s或者周期标准差从平均周期的10%增加到40%时,靶区ΔD_min(ΔD₉₉)均>6.0%(2.0%)而<9.0%(3.0%);当肿瘤直径为2 cm、3 cm以及4 cm时,靶区ΔD_min(ΔD₉₉)分别为11.88%(5.50%)、6.91%(2.42%)以及7.53%(3.62%)。 结论 当呼吸运动不均匀时,用4DCT计算的累积剂量和用扫描4DCT时的实时呼吸图像计算的累积剂量之间存在较大差异,且该差异依赖于呼吸运动的平均幅度和幅度的标准差,而平均周期及周期标准差的变化对其影响不大,该差异随肿瘤体积变化的趋势不明显。     

不同呼吸状态3DCT与4DCT终末时相间相关解剖结构位置及体积比对研究

目的：比较自主呼吸控制（activebreathingcontrol,ABC）辅助三维CT（threedimensionalCT,3DCT）平静吸气末和呼气末与四维CT（fourdimensionalCT,4DCT）终末时相间膈顶、肺脏和心脏位置和（或）体积差异。方法：选取2011-08—03—2011—12—12在山东省肿瘤医院行放疗的15例周围型肺癌患者,依次完成胸部4DCT扫描及ABC辅助平静吸气末（CTEIH）和呼气末（CTEEH）3DCT扫描。将每个呼吸周期的4DCT图像平均分为10个呼吸时相,0时相定义为吸气末时相（CT0）,50％时相定义为呼气末时相（CT50）,分别在CT0、CT50、CTETH和CTEEH上勾画双肺、心脏及双膈肌顶。结果：CTⅡH和CTEEH间（Z=-1．21,P=0．228）与CT0和CT50间（Z=-1．62,P=0．106）左右膈肌顶头脚方向位移的平均差值均≤1．5mm,且差异均无统计学意义;CTEIH和CT0间、CTEEH和CT50间左右肺及心脏中心点位置的差异,在头脚方向上差异均有统计学意义（Z=-3．27～-1．93,P=0．001～0．047）,在径向方向上差异均无统计学意义,Z=-1．58～-0．26,P=0．128-0．798;CTEIH和CTEEH左右肺体积均大于CT0和CT50左右肺体积,差异均有统计学意义（t=-5．07～-2．25,P=0．000～0．041）,而心脏体积CT0和CT50（t=2．10,P=0．054）均大于CTEIH和CTEEH（t=1．85,P=0．085）,但差异均无统计学意义。结论：从保护肺和心脏的角度看,在其他条件相同时,基于ABC辅助平静吸气末门控放疗优于基于4DCT吸气末门控放疗。     

腹部压块对膈肌运动影响的研究

目的 :研究腹部压块对膈肌运动的影响。方法 :选择拟行立体适形放疗患有肺癌或肝脏肿瘤的患者 2 0例。按治疗体位仰卧于体部立体放疗定位负压袋内 ,待患者呼吸平稳后 ,将灯光野的中心点置于膈顶运动的最低点 ,在膈肌运动至最高位时拍摄照片 ,测量膈肌运动的最大幅度 ;然后 ,将心形腹部压块放置于患者剑突下 ,并用定位框架的腹带交叉固定 ,按压程度以不引起患者呼吸困难或其他不适为标准 ,5min后按上述方法再次测量膈肌运动的最大幅度。结果 :2 0例患者未加腹部压块的运动幅度为0 6 2～ 2 6 7cm ,平均 (1 4± 0 6 4)cm ,加腹部压块后的膈肌运动幅度为 0 2 8～ 2 0 8cm ,平均 (1 0±0 5 5 )cm ,加腹部压块后膈肌运动幅度平均减小 (0 4± 0 34)cm ,P =0 0 0 0。加腹部压块后 90 % (18/2 0 )的患者膈肌运动幅度受到不同程度的限制 ,但有 10 % (2 /2 0 )的患者膈肌运动幅度增加。结论 :腹部压块可使大部分患者膈肌运动的幅度减小 ,但少部分患者例外 ,即腹部压块并不能使所有膈肌周围肿瘤的照射容积减少。建议在制定放射治疗计划前应预先进行测量和评价     

基于4DCT的腹部器官呼吸运动分析

背景与目的：个体化准确测量器官的呼吸移动度是确定腹部肿瘤体内边界（internal margin，IM）的前提。本研究应用4DCT（four-dimensional computed tomograpy）测量腹部器官在三维方向的呼吸移动度，并进一步分析膈肌与各器官移动度的关系。方法：选择13例肝癌患者行4DCT扫描，其中5例患者合并腹主动脉旁淋巴结转移。在10个呼吸时相的CT图像中分别勾画不同的器官，包括肝脏、双肾、胰腺、脾及腹主动脉旁淋巴结。在4DCT中测量膈肌及腹部各器官在三维方向的呼吸移动度，并分析膈肌移动度与各器官移动度是否相关。结果：膈肌在头尾方向的移动度为（10.3±4．0）mm，个体差异明显。肝、左右肾脏、胰腺、脾、腹主动脉旁淋巴结在头尾方向的移动度分别为（10．1±3．9）mm、（9．3±2．9）mm、（9．6±4．1）mm、（7．6±3．0）mm、（10．6±3．3）mm、（5．7±1．8）mm。肝脏、右肾的移动度与膈肌移动度无明显差异，且呈高度线性正相关关系；左肾、胰腺、脾的移动度与膈肌动度无明显相关；双侧肾脏的移动度相仿，但一侧肾脏的运动度并不能预测对侧肾脏的运动度。结论：应用4DCT可准确测量腹部器官在三维各方向的呼吸运动度。膈肌移动度可以代表肝脏和右肾头尾方向的运动度。而腹主动脉旁淋巴结的移动度相对较小。     

呼吸运动对两种子野分割算法剂量影响研究

目的 呼吸运动影响患者实际照射剂量,不同多页光栅(multi-leaf collimator,MLC)的运动方式对呼吸运动造成剂量偏差的敏感性不同.本研究旨在定量分析两种子野分割算法受呼吸幅度影响的剂量偏差大小.方法 收集2013-06-10-2015-04-15中国科学院合肥肿瘤医院收治的肺癌患者10例,两种类型放疗计划各制定10例.呼吸运动仪带动QA模体正弦运动模拟患者头脚方向不同呼吸幅度的呼吸运动,分别采集等中心层面剂量.通过Verisoft分析采集数据的射野通过率和剂量分布.结果 10例肺癌患者Slidingwnd和Smartsequence子野分割方式产生的子野数分别为40±5.2和20±7.7,P=0.007;机器跳数分别为(388±56.6)和(346±60.4) MU,P=0.007.随着呼吸幅度的增加,射野通过率变小.Smartsequence和Slidingwnd在8 mm幅度时射野通过率分别为(85.27±4.57)%和(87.26±5.25)%,t=3.435,P=0.007;在10 mm幅度时射野通过率分别为(74.95±5.98)%和(79.13±5.11)%,t=6.05,P<0.001.Smartsequence比Slidingwnd射野通过率低,且通过率<90%;呼吸幅度=6 mm时,两种计划通过率为(91.81±3.65)%和(92.67±4.55)%,差异无统计学意义,P>0.05.呼吸幅度<6 mm时,两种计划通过率差异无统计学意义,P>0.05;通过率>90%,满足临床剂量验证要求.结论 Smartsequence子野分割算法对呼吸运动造成的剂量偏差敏感性大,建议选择Slidingwnd子野分割方式.     

基于四维CT技术肺内孤立性肿瘤位移模型的建立与验证

目的 基于四维CT (4DCT)测量肺内孤立性肿瘤三维方向的位移,建立肿瘤的位移模型并进行验证。方法 对建模样本中290例肺内孤立性肿瘤行4DCT模拟定位和主动呼吸控制(ABC)下螺旋扫描,并基于4DCT测量不同肺段肿瘤三维方向位移,在ABC图像上构建静止状态下肿瘤体积。用模拟定位机测量患侧膈肌的运动幅度,用肺功能仪测量肺活量及潮气量。采集患者性别、年龄、身高、体重、呼吸频率,肿瘤所在肺叶、肺段等信息。采用多元线性回归对肿瘤三维方向的位移与患者性别、年龄、身高、体重、呼吸频率、肿瘤体积、位置、膈肌运动幅度等因素进行分析,建立肺内孤立性肿瘤三维方向的位移模型。序贯收集17例肺内孤立性肿瘤对位移模型的计算结果进行测试。结果 上叶肺内孤立性肿瘤三维方向的位移模型分别为X_上=-0.267+0.002TV+0.446DM,Y_上=-1.704+0.004TV+0.725DM+2.250SⅡ+1.349SⅢ,Z_上=0.043+0.626DM+0.599SⅡ+0.519SⅢ。中叶及上、下舌段肿瘤三维方向的位移模型分别为X_中=0.539+0.758DM,Y_中=-2.316+2.707DM+0.009TV,Z_中=0.717+1.112DM。下叶肿瘤三维方向的位移模型分别为X_下=-0.425+0.004TV+0.857DM,Y_下=4.691+4.817DM+0.005TV-0.307RR+3.148SⅨ+2.655SⅩ,Z_下=0.177+0.003TV+0.908DM。(DM:膈肌运动幅度,TV:潮气量,RR:呼吸频率,SⅡ:后段,SⅢ:前段,SⅨ:外侧底段,SⅩ:后底段)。位移模型的预测结果与4DCT法实测肿瘤的位移相近(P>0.05)。结论 肺内孤立性肿瘤三维方向位移的主要影响因素为膈肌运动幅度和患者潮气量,同一肺叶不同肺段肿瘤头脚方向的位移差异显著,中叶不同肺段之间肿瘤的位移相近。位移模型法能较好地预测肺内孤立性肿瘤的位移,为个体化靶区构建提供参考。     

呼吸运动对4D锥形束CT图像质量影响分析

目的 研究四维锥形束CT (4D-CBCT)的成像质量与呼吸运动特征参数间的关系。 方法 将Catphan500图像质量检测模体通过固定装置固定在Mapcheck XY运动平台之上,通过控制平台模拟静止以及19种呼吸运动状态,在各种运动状态下使用Synergy加速器对图像质量检测模块进行4D-CBCT扫描。通过分析重建图像的10个分时相下图像的几何精确性、空间分辨率、低对比可识别度、CT值均匀性以及运动位置准确性等指标,得到4D-CBCT的图像质量和运动方向、幅度和周期3个特征参数的关系。 结果 当静止或只有左右方向时,重建图像不正常,图像质量显著差于有头脚方向运动的情况。对比度噪声比随运动周期增加而降低,当周期从2 s增加为6 s时,对比度噪声比从3.33降低到1.72(P<0.01),几何精确度、空间分辨率和矢状位受呼吸运动影响不显著。 结论 4D-CBCT图像质量中对比度噪声比、水平和垂直方向的几何精确性以及运动位置精确性受呼吸运动影响显著,图像空间分辨率和矢状位几何精确性受呼吸运动影响不显著,4D-CBCT需要周期性的SI方向的运动介入,过于平缓或者无周期性规律的运动会影响图像质量甚至导致图像不能正确重建。4D-CBCT图像重建需要SI方向的周期性运动介入,图像质量同时受呼吸运动振幅和周期的影响,4D-CBCT扫描推荐患者呼吸周期<6 s,振幅>0.75 cm。     

胸部肿瘤放疗两种体膜固定方法的摆位精度分析

目的 通过对胸部肿瘤放疗体膜固定方法的改进,进一步提高胸部肿瘤放疗摆位精度。方法 将50例胸部肿瘤患者随机均分至常规体膜固定组(常规组,无电极贴)和改良体膜固定组(改良组,电极贴)。使用模拟机验证片与治疗计划系统的数字重建射野图像,对两种不同体膜固定方法的摆位精度差异进行成组t检验。结果 常规组和改良组左右、上下、前后方向摆位误差分别为2.5±1.5和2.4±1.4(P=0.010)、4.4±2.0和2.2±1.2(P=0.000)、2.2±1.3和2.1±1.0(P=0.100)。结论 改良体膜固定法与常规体膜法相比提高了放疗重复摆位精度,具有临床推广价值。     

基于四维CT的肺体积及呼吸运动分析

目的 应用四维CT(4DCT)评价肺癌患者肺的运动,并初步选择适合进行剂量计算的呼吸时相.方法 选择30例在中山大学肿瘤医院接受4DCT扫描的肺癌患者,左、右肺患者均为15例;男25例、女5例;中位年龄55岁(35～78岁).CT扫描完成后所得到的影像资料经4D软件处理后传至Pinnacle工作站,应用该软件自动勾画功能勾画双侧肺轮廓,自动怪勾画采用的CT值识别范围为-900～- 200 Hu.肺轮廓自动勾画完成后由同一医师对自动勾画不合理的地方进行修改.勾画完毕后采集双肺10呼吸时相中的体积.结果 患侧肺吸气、呼气时相的体积分别为78.87%4±2.71%、26.32%±3.17%,健侧肺为77.55%±2.81%、24.73%±2.55%.患侧肺最大、最小肺体积分别为106.48%±3.00%、94.23%±2.78%,健侧肺为107.47%±2.43%、93.65%±2.32%.患侧肺吸气、呼气末肺体积分别为106.43%±3.07%、94.63%±2.71%,健侧肺为107.37%±4.62%、93.98%±2.34%.结论 20%、30%、80%时相可作为剂量计算时相选择,最大、最小肺体积的平均值非常接近吸气、呼气末肺体积的平均值.     

3DCT扫描模式与运动肿瘤靶体积相关性研究

目的 研究3DCT在不同扫描速度下获取的运动肿瘤靶区体积及中心位置变化,并确定接近ITV的扫描速度。方法 利用QUASAR呼吸运动模体进行研究,模体内有3 cm×3 cm×3 cm立方体模拟肿瘤运动。以4DCT获得的靶体积为金标准。设置模拟肿瘤运动振幅为0.5、1.0、2.0 cm,每一振幅设20、15、10 次/min呼吸频率,在每种条件下行不同速度3DCT扫描,扫描12 cm径向长度用时分别为6.6、12.8、31.7 s。计算出3DCT上的靶体积及中心位置,与相应4DCT结果比较。3DCT扫描运动肿瘤靶体积的准确率用靶区长度(30±2) mm的次数/总扫描次数评价。结果 3DCT扫描的准确率为6.8%。扫描时间为6.6、12.8、31.7 s时的准确率分别为13%、4%、2%。在振幅为0.5、1.0、2.0 cm下靶区中心位置分别为(318.9±2.75)、(683.2±3.22)、(682.9±4.83) mm;以31.7 s扫描时所得靶体积落在ITV－10 mm范围内概率较大,分别占50%、78%、56%。结论 3DCT快速扫描是某一系列随机时相的融合,反映真实肿瘤体积的准确性低。获得的影像中心位置具有随机性,振幅越大或扫描速度越快中心位置变化随机性就越强。     

Renal mobility during uncoached quiet respiration: an analysis of 4DCT scans

PURPOSE: Data on organ mobility is required for optimizing radiotherapy. Renal mobility was studied in four-dimensional computed tomography (4DCT) scans acquired during uncoached respiration. METHODS AND MATERIALS: The 4DCT scans of 54 patients, in whom at least the upper pole of both kidneys were visualized in all 10 respiratory phases, were analyzed. Scans were performed on a 16-slice CT scanner (slice index and reconstruction, 2.5 mm) during quiet, uncoached respiration. Mobility of the renal apex was evaluated in all patients by use of the z-position on CT slices. Reproducibility of mobility was studied in 8 patients who underwent 1 or 2 repeat 4DCT scans. RESULTS: Mobility was predominantly craniocaudal, with a mean of 9.8 mm for the left kidney and 9.0 mm for the right kidney. Large interpatient variations were observed that ranged from 2.5 to 30 mm (left) and 2.5 to 20 mm (right), and mobility of 1 kidney did not predict for mobility of the contralateral organ. Reproducibility of renal mobility and position at end-expiration was poor, with positional variations in repeat scans appearing to correlate with changes in the amplitude of respiratory waveform and total lung volume. CONCLUSIONS: Large interpatient variations in renal movement occur during uncoached respiration, which indicates that respiratory coaching is useful for 4DCT imaging and treatment delivery.     

Evaluating mobility for radiotherapy planning of lung tumors: a comparison of virtual fluoroscopy and 4DCT

PURPOSE: Fluoroscopy is widely used for evaluating tumor mobility in radiotherapy planning. Lung tumor mobility was scored using virtual fluoroscopy, and this was compared to mobility derived from contoured tumors in all phases of a respiration-correlated (or 4D) CT scan. METHODS AND MATERIALS: 4DCT datasets were reviewed and 29 patients were identified in whom tumors were visible on anterior-posterior fluoroscopy views. Mobility in all directions was estimated on fluoroscopy movie loops by four clinicians. These results were compared to mobility measured from contoured tumor volumes in all phases of the same 4DCT. Internal target volumes (ITV) were generated for both approaches. RESULTS: In eight patients, fluoroscopy did not allow for tumor mobility to be assessed in at least one direction. No significant inter-clinician variation was observed with respect to fluoroscopic assessment of mobility. Clinicians systematically overestimated mobility in all three directions (p<0.05). The mean ITVs derived using fluoroscopy were 52.2% larger than those derived using 4DCT contours, but the individual ITVs were smaller in three patients. CONCLUSION: Use of virtual fluoroscopy generally overestimates the mobility of visible lung tumors, and results in irradiation of unnecessarily large target volumes. In contrast, use of 4DCT minimizes the risk of normal tissue toxicity.     

呼吸频率变化对4DCT图像重建影响研究

目的 研究胸腹部肿瘤患者呼吸振幅及频率变化对4DCT重建图像的影响。方法 收集2012—2013年在我院行4DCT定位扫描的75例胸腹部肿瘤患者的呼吸频率、呼吸振幅及4D重建图像的断层间距等数据,并分析呼吸频率、频率变化范围、呼吸振幅与4DCT重建图像断层间距的相关性。采用双变量Spearman相关性分析。结果 75例患者重建图像中11例可见>6 mm的断层,46例可见3~6 mm断层,18例可见<3 mm的断层。呼吸差值的变化与振幅有相关性(r_s=0.369,P=0.000),呼吸差值与重建图像的断层间距也有相关性(r_s=0.273,P=0.018),吸振幅变化与重建图像的断层间距还有相关性(r_s=0.696,P=0.000)。结论 呼吸频率的变化可影响呼吸振幅、4DCT重建图像的连续性,变化越小4DCT图像连续性越好。     

深吸气屏气技术在放疗中的运用

在胸腹部肿瘤的放疗中,呼吸运动对放疗的负面影响贯穿放疗全流程。深吸气屏气(DIBH)是放疗中呼吸运动管理的一种方法,能够在放疗全流程中减少呼吸运动对放疗带来的负面影响。同时,DIBH技术与其他呼吸运动管理措施(四维CT、门控技术、追踪等)相比有其自身的特点和操作要求。本文的目的是对DIBH技术的优缺点及应用现状进行介绍。     

三维CT与四维CT确定食管癌原发肿瘤内在大体肿瘤体积比较研究

目的 比较基于三维CT (3DCT)和四维CT (4DCT)4种方法确定的食管癌内在大体肿瘤体积(IGTV)位置、体积及匹配指数(MI)的差异。方法 13例食管癌患者于同次CT模拟定位时序贯完成3DCT和4DCT扫描,并依据国际抗癌联盟或美国癌症研究联合会食管分段标准分为胸上段组(A组)和胸中下段组(B组)。采用4种方式获得IGTV:4DCT 10个呼吸时相的GTV融合得到IGTV₁₀;0%和50%时相融合得到IGTV₂;在最大密度投影(MIP)图像上勾画得到IGTV_MIP;基于3DCT图像上GTV依据4DCT图像测得的靶区运动范围外扩得到IGTV_3D。结果 A组左右、前后、上下方向位移差异无统计学意义(0.11、0.09、0.18 cm,χ²=1.06,P=0.589);B组上下方向位移>左右、前后方向(0.47、0.15、0.12 cm,χ²=12.00,P=0.002)。A组IGTV₁₀与IGTV₂、IGTV_3D靶区中心三维方向位移差异均无统计学意义(t=－2.24~0.00,P=0.089~1.000),MI分别为0.88、0.54。B组IGTV₁₀和IGTV_3D靶区中心左右、前后、头脚位移差异无统计学意义(t=－0.80、－0.82、－1.16,P=0.450、0.438、0.285),MI为0.59;而IGTV₁₀和IGTV₂靶区中心位移在左右方向差异有统计学意义(t=2.97,P=0.021),MI为0.86。IGTV_MIP体积10(t=－2.84,P=0.025),IGTV_MIP和IGTV₁₀靶区中心左右、前后、头脚位移差异无统计学意义(t=－0.25、0.84、－1.22,P=0.809、0.429、0.263),IGTV₁₀对IGTV_MIP的MI为0.78。结论 对胸段食管原发肿瘤,基于4DCT图像进行靶区勾画在保证靶区覆盖率的同时缩小了内靶体积,但IGTV₂ 和IGTV_MIP均不能包含食管原发肿瘤的全部运动信息。     

Impact of audio-coaching on the position of lung tumors

PURPOSE: Respiration-induced organ motion is a major source of positional, or geometric, uncertainty in thoracic radiotherapy. Interventions to mitigate the impact of motion include audio-coached respiration-gated radiotherapy (RGRT). To assess the impact of coaching on average tumor position during gating, we analyzed four-dimensional computed tomography (4DCT) scans performed both with and without audio-coaching. METHODS AND MATERIALS: Our RGRT protocol requires that an audio-coached 4DCT scan is performed when the initial free-breathing 4DCT indicates a potential benefit with gating. We retrospectively analyzed 22 such paired scans in patients with well-circumscribed tumors. Changes in lung volume and position of internal target volumes (ITV) generated in three consecutive respiratory phases at both end-inspiration and end-expiration were analyzed. RESULTS: Audio-coaching increased end-inspiration lung volumes by a mean of 10.2% (range, -13% to +43%) when compared with free breathing (p = 0.001). The mean three-dimensional displacement of the center of ITV was 3.6 mm (SD, 2.5; range, 0.3-9.6mm), mainly caused by displacement in the craniocaudal direction. Displacement of ITV caused by coaching was more than 5 mm in 5 patients, all of whom were in the subgroup of 9 patients showing total tumor motion of 10 mm or more during both coached and uncoached breathing. Comparable ITV displacements were observed at end-expiration phases of the 4DCT. CONCLUSIONS: Differences in ITV position exceeding 5 mm between coached and uncoached 4DCT scans were detected in up to 56% of mobile tumors. Both end-inspiration and end-expiration RGRT were susceptible to displacements. This indicates that the method of audio-coaching should remain unchanged throughout the course of treatment.