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新湘雅肿瘤防治联盟公众号 2020-12-23 16:40:59
患者的呼吸运动会给对胸、腹部肿瘤的精准放疗带来比较大的误差，以往胸、腹部肿瘤放疗靶区的勾画都是根据临床经验对靶区进行外扩，为了不使靶区遗漏，外放范围较大，从而造成较大面积的正常器官受到了不必要的照射。四维CT(4 Dimensional Computed Tomography,4D-CT)模拟定位扫描技术的出现使更个性化及更精准的靶区勾画成为可能。
目前，4D-CT模拟定位技术分为前瞻式(Prospective)4D-CT扫描和回顾式(Retrospective)4D-CT扫描两种方案。
前瞻式4D-CT扫描 常用于呼吸门控放射治疗中，由于其扫描所需时间非常长，病人难以长时间保持放疗体位以及效率低等缺点，在临床应用上受到一定程度的限制。
回顾式4D-CT扫描 方案是通过多层螺旋CT一次采集全部呼吸时相图像，并通过呼吸监控系统记录相应的呼吸周期曲线，根据振幅或呼吸时相对图像进行筛选、分类并重建。相较于前瞻式扫描方案而言，此方案扫描时间快，可实施性强，能反映靶区的真实形状及位置。
中南大学湘雅三医院肿瘤放疗中心采用西门子SOMATOM Definition AS大孔径螺旋CT进行扫描，Varian RPM Gate呼吸门控系统进行呼吸监控，扫描时对患者进行呼吸训练后采集图像并用时相算法进行图像重建。整套设备如下图所示。
4D-CT与呼吸监控系统
回顾式4D-CT模拟定位流程如下：
1，首先医生为患者在模具制作室制作固定模具和固定体位，并标记模块;标记并放置于体表的位置。然后到CT模拟定位室确定中心点和放置标记模块。如下图所示。
2，通过呼吸监控系统记录患者呼吸时相数据。如下图所示。
呼吸监控系统记录患者呼吸时相数据
3，通过Dicom3协议将呼吸时相数据导入到TPS中，采用单时相算法重建图像，该方法可以选择呼吸周期的任何时相进行重建，我们采用0%、10%、20%……90%共10个呼吸时相以观察呼吸运动对靶区位置的影响。下图即为单时相法重建图像靶区勾画示意图。
单时相法重建图像靶区勾画
4，医生勾画靶区时通过切换0%至90%十个呼吸时相图，观察靶区是否超出勾画范围，最后才交由物理师进行计划设计。
一般情况下在左右、前后、上下三个方向，胸、腹部肿瘤中心点及边缘区域平均位移大，既往医生都是根据经验对靶区进行常规外扩，但患者呼吸幅度的差别对靶区位移差异影响明显，如何克服胸、腹部肿瘤因呼吸运动造成的靶区漏照射或正常组织的多余照射是当前放疗技术研究的一个重点。4D-CT可以为个体化靶区补偿提供更直观的参考范围，使临床医生勾画靶区更加精准。
中南大学湘雅三医院肿瘤放疗中心所采用的回顾式4D-CT模拟定位方案，除了CT扫描持续时间延长至最长100秒，比普通定位时间多一分钟左右外，其他方面均与普通的3D-CT模拟定位无异，不给患者带来其它不便，可实施性强，为临床医生勾画靶区提供更直观的参考，因此提高了放疗的精确度，为患者带来更好的治疗效果。
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（中南大学湘雅三医院 马邺晨、单冬勇、黄程辉）
责编：王思贤
来源：新湘雅肿瘤防治联盟公众号
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