CT/MRI診斷影像融合對非小細胞肺癌腦轉移瘤靶區及三維適形治療影響

楊金山+魏永兵+侯超+等

【摘要】 目的：比較CT圖像和CT/MRI融合圖像來源的肺癌腦轉移腫瘤靶區，評價CT/MRI融合靶區容積應用于三維適形放射治療時，對治療劑量的影響。方法：將20例非小細胞肺癌腦轉移患者的增強CT和MRI掃描的圖像傳送至圖像處理工作站，在CT和CT/MRI融合圖像上分別勾畫GTV和周圍重要的器官。每個病例分別在CT圖像和CT/MRI融合圖像都做1個三維適形放射治療計劃。腫瘤的處方劑量為60 Gy，比較2個治療計劃中腫瘤靶區的95%容積（D95）受照平均劑量、周圍正常組織的5%容積（D5）受照平均劑量。結果：CT/MRI融合圖像上的腫瘤靶區平均比CT上的腫瘤靶區大21.32%。用CT上勾畫的靶區有一部分腫瘤處于低劑量區，CT/MRI融合圖像上的靶區D95劑量分布較好，但在周圍重要器官的劑量分布較高。結論：CT/MRI融合圖像有助于靶區的確定，在三維適形放射治療計劃上的腫瘤靶區劑量分布足夠，能提高靶區勾畫的準確性，更利于精確放療的實施。

【關鍵詞】 非小細胞肺癌； 腦轉移瘤； 影像融合； 放射療法； 靶區

肺癌是引起腦轉移瘤最常見的腫瘤類型，占各種腫瘤引起的顱腦轉移的40%～60%，ⅢB，Ⅳ期非小細胞肺癌患者23%首次出現轉移的部位是發生于顱內，局部晚期非小細胞肺癌治療后最常見的轉移部位是腦轉移[1]。腦轉移患者自然中位生存期僅為1～2個月[2]。目前用于治療計劃系統的CT圖像對軟組織的分辨率較差，很難確定軟組織中浸潤的腫瘤邊界，而MRI提供了良好的軟組織分辨率，可以清晰顯示腫瘤侵及周圍軟組織的范圍。以上這兩種圖像能夠提供互補的信息，所以CT和MRI圖像的融合應用可以更加精確地確定腫瘤浸潤的范圍。

本研究的目的是比較CT和CT/MRI來源的非小細胞肺癌腦轉移腫瘤靶區，評價CT/MRI融合靶區容積應用于三維適形放射治療時，靶區劑量及周圍重要器官組織劑量變化影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2012年1月-2013年12月本院收治的20例非小細胞肺癌腦轉移患者，均經病理證實。其中男12例，女8例，年齡51～75歲；鱗癌11例，腺癌9例。單發病灶13例，雙發病灶7例。

1.2 CT/MRI檢查 CT定位掃描：所有病例仰臥位予熱塑面罩固定后行橫斷面CT增強掃描，使用德國西門子definition AS128層螺旋CT逐層掃描整個顱腔，掃描層厚和重建層厚均為3 mm。MRI掃描：不能使用面罩固定，采用與CT掃描時體位盡量一致的仰臥位，使用MAGNETOM Avanto 1.5T核磁共振掃描儀采集圖像，掃描范圍同CT，掃描層厚亦為3 mm，采集T1、T2及Tl增強序列圖像。

1.3 影像融合方法及靶區勾畫 掃描后將CT及MRI圖像傳輸至治療計劃系統（VARIN Eclipse version10.0），進行CT和MRI圖像融合和三維重建。然后由一位放療科副主任醫師分別對每例患者增強CT圖像及CT/MRI融合后的圖像進行靶區勾畫：GTVCT、GTV 1CT/MRI勾畫。融合后勾畫靶區GTV（不包括水腫帶）。然后勾畫腫瘤周圍的危及器官：腦干、眼睛、視交叉、視神經。分別用CT圖像上的GTV和CT/MRI融合圖像上的GTV1做3D-CRT的治療計劃。腫瘤靶區的處方劑量為60 Gy，90%靶區容積達到60 Gy。比較以上兩個計劃中95%靶區容積（D95）所受的劑量，和5%正常器官容積（D5）所受的劑量。

1.4 統計學處理 數據處理采用SPSS 17.0 統計軟件，計量資料以（x±s）表示，GTV體積比較采用t檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 GTV體積比較 在CT圖像上的平均體積為21.61 cm3，在CT/MRI融合圖像上的平均體積為26.22 cm3。CT/MRI上的腫瘤靶區平均比CT上的腫瘤靶區大21.32%。CT圖像上GTV平均值（21.61±4.12）cm3，CT/MRI融合圖像上GTV1平均值為（26.22±4.73）cm3，兩者差異有統計學意義（t=3.27，P<0.01）。

2.2 兩個治療計劃的比較 給予腫瘤靶區60 Gy的處方劑量，在CT上的GTV得到平均D95的劑量是60.25 Gy，而CT/MRI上的GTV得到平均D95的劑量是50.51 Gy。說明CT圖像勾畫腫瘤靶區有部分腫瘤遺漏。而用CT/MRI上GTV1做三維的治療計劃時，GTV和GTV1分別得到平均D95的劑量是60.98 Gy和60.21 Gy。周圍正常組織的D5劑量CT/MRI比CT上的要大。

3 討論

腦轉移瘤是臨床腫瘤治療難題之一，未做治療的肺癌合并腦轉移患者一般在出現癥狀后2～3個月內死亡[3]。對于身體狀況較差、不愿手術患者，立體定向放射治療（SRS）是一個較好的選擇，立體定向放射治療近期療效好，不良反應小，可明顯延長患者生存期[4]。SRS仍為數目較少、位置局限、顱外轉移已控制的腦轉移患者的標準治療[5-6]。精確確定腫瘤靶區容積和周圍敏感器官容積是精確放療必要的前提條件。CT圖象是精確放療的基礎圖像，它對高密度組織較敏感，但對軟組織，尤其是對浸潤性腫瘤邊界無法清晰顯示[7]。在腦瘤研究中發現：在MRI上顯示的腫瘤靶區大于在CT圖像上腫瘤靶區[8]。MRI成像取決于物質的質子密度，對軟組織特別是對浸潤性腫瘤比較敏感，圖像邊界清晰[9]。轉移瘤腦水腫發生率和程度均較腦內其他腫瘤更常見、更嚴重[10]，而CT圖像對水腫帶與病灶邊界不清，顱底骨的骨偽影，病灶的強化效果不佳等都會影響靶區勾畫的準確性[11]。筆者認為CT圖像上和MRI圖像上的靶區體積不一致的原因有以下幾點：（1）由于MRI圖像在軟組織內比較明確地分辨出腫瘤的浸潤范圍，發現比較早期的腫瘤，而CT圖像上無法清晰顯示出來。（2）由于腫靶區勾畫者對腫瘤浸潤范圍認識程度，對解剖的熟悉程度以及讀片水平等主觀差異導致腫瘤勾畫上的誤差。（3）由于圖像融合導致誤差[12]。位于幕下區腫瘤因行CT定位時顱底骨性結構影響腫瘤顯示和GTV勾畫誤差較大有關[13]。（4）部分容積效應有關[14]。endprint

有研究結果提示高劑量與生存期呈正相關[15]。精確腫瘤靶區的勾畫是放射治療的一個最重要的環節。筆者將CT及CT/MRI融合圖像來源的靶區做三維適形放射治療計劃時發現：CT圖像來源腫瘤靶區的劑量會較低，部分腫瘤組織遺漏，從而導致腫瘤復發。而用CT/MRI融合圖像來源的靶區做三維適形放射治療計劃時，腫瘤靶區的覆蓋劑量較好，能滿足治療劑量的需要。

因CT/MRI融合圖像來源的靶區較CT來源靶區大，腦干、眼睛、視交叉、視神經等周圍重要器官組織的受照劑量相對較高。本研究正常組織放射性損傷在可接受范圍內。

綜上所述，CT與MRI的圖像融合技術有助于提高非小細胞肺癌腦轉移瘤靶區勾畫的精確性，可以最大限度減少腫瘤靶區的遺漏，在三維適形放射治療計劃上的腫瘤靶區劑量分布足夠，融合圖像能提高靶區勾畫的準確性，更利于精確放療的實施。

參考文獻

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[9]李洋，李香蘭.CT/MRI影像融合對肺癌腦轉移放射治療靶區勾畫的影像[J].中國肺癌雜志，2012，15（8）：476-480.

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[12]姚原，吳國華. CT/MRI影像融合對鼻咽癌腫瘤靶區及三維適形治療影響[J]. 中國癌癥雜志，2006，16（6）：498-502.

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[14]張蕾，蘭勝民.應用CT-MRI圖像融合技術準確設定腦膠質瘤腫瘤靶區體積的研究[J].腫瘤研究與臨床，2010，22（3）：225-227.

[15]姜雪松，肖建平.大于3 cm腦轉移瘤分次立體定向放療初探[J].中華放射腫瘤學雜志，2009，18（3）：176-180.

（收稿日期：2014-06-08） （本文編輯：陳丹云）endprint

有研究結果提示高劑量與生存期呈正相關[15]。精確腫瘤靶區的勾畫是放射治療的一個最重要的環節。筆者將CT及CT/MRI融合圖像來源的靶區做三維適形放射治療計劃時發現：CT圖像來源腫瘤靶區的劑量會較低，部分腫瘤組織遺漏，從而導致腫瘤復發。而用CT/MRI融合圖像來源的靶區做三維適形放射治療計劃時，腫瘤靶區的覆蓋劑量較好，能滿足治療劑量的需要。

因CT/MRI融合圖像來源的靶區較CT來源靶區大，腦干、眼睛、視交叉、視神經等周圍重要器官組織的受照劑量相對較高。本研究正常組織放射性損傷在可接受范圍內。

綜上所述，CT與MRI的圖像融合技術有助于提高非小細胞肺癌腦轉移瘤靶區勾畫的精確性，可以最大限度減少腫瘤靶區的遺漏，在三維適形放射治療計劃上的腫瘤靶區劑量分布足夠，融合圖像能提高靶區勾畫的準確性，更利于精確放療的實施。

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（收稿日期：2014-06-08） （本文編輯：陳丹云）endprint

有研究結果提示高劑量與生存期呈正相關[15]。精確腫瘤靶區的勾畫是放射治療的一個最重要的環節。筆者將CT及CT/MRI融合圖像來源的靶區做三維適形放射治療計劃時發現：CT圖像來源腫瘤靶區的劑量會較低，部分腫瘤組織遺漏，從而導致腫瘤復發。而用CT/MRI融合圖像來源的靶區做三維適形放射治療計劃時，腫瘤靶區的覆蓋劑量較好，能滿足治療劑量的需要。

因CT/MRI融合圖像來源的靶區較CT來源靶區大，腦干、眼睛、視交叉、視神經等周圍重要器官組織的受照劑量相對較高。本研究正常組織放射性損傷在可接受范圍內。

綜上所述，CT與MRI的圖像融合技術有助于提高非小細胞肺癌腦轉移瘤靶區勾畫的精確性，可以最大限度減少腫瘤靶區的遺漏，在三維適形放射治療計劃上的腫瘤靶區劑量分布足夠，融合圖像能提高靶區勾畫的準確性，更利于精確放療的實施。

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（收稿日期：2014-06-08） （本文編輯：陳丹云）endprint