鼻咽癌调强放疗靶区勾画与听觉放射损伤

鼻咽癌放疗靶区勾画和听觉功能保护,复旦大学附属眼耳鼻喉科医院放疗科王胜资2016年2月12日,治疗概况GTV及CTV靶区勾画管理正常组织勾画管理,来自于国内的疗效报告,中美肿瘤论坛 2016.1.29-1.31 哈尔滨,来自于IAEA的报告（2016.1）,复旦大学附属眼耳鼻喉科医院放疗科鼻咽癌治疗效果,治疗指南,头颈肿瘤治疗中国版v.1.2010头颈肿瘤专家共识：中华耳鼻咽喉头颈外科杂志v.1.2010鼻咽癌专家共识：中华放射肿瘤学杂志v.1.2011头颈肿瘤治疗英文版版v.2.2014,IMRT（VMAT）优势共识,1. 整体照射避免重叠或漏照2. 同时满足不同靶区处方剂量要求3. 剂量分布与靶区的3D形状一致4. 提高放射治疗增益比物理效应、生物效应5. 提高肿瘤局部控制率、生存率6. 减轻放疗并发症，改善患者生存质量,对IMRT中靶区和正常组织勾画的认识差异,定义GTV影像因素；CTV经验、认识；PRV不同的器官和组织也存在差异分次剂量对CTV内正常组织的影响不明,治疗概况GTV及CTV靶区勾画管理正常组织勾画管理,靶区勾画原则,完整的影像资料: 除了有MRI检查禁忌症患者,都应接受鼻咽部和颈部MRI检查；有条件的患者可行PET/CT检查，但不应以PET图像来勾画靶区；模拟定位CT扫描： 肿瘤区选择3mm薄层扫描，准确显示肿瘤靶区信息（听觉器官层面扫描层厚 1mm或扫描 层厚 3mm，重建1mm）；靶区勾画： 应在每一层定位CT图像上进行勾画，并准确选择不同剂量的肿瘤及淋巴引流靶区，以便剂量定义。,MRI-CT图像融合后靶区的勾画,陈建武，潘建基等，GTV-融合后 GTV-CT， 且66.7%的患者 GTV-MRI GTV-CT 1Rasch等，GTV-MRI GTV-CT，GTV体积约减小30%左右2我院，GTV-MRI GTV-CT，GTV体积约减小38%,1 陈建武等, 肿瘤, 2009.2 RASCH C, et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys,1997.,软件在靶区勾画中的应用,Chang-Juan Tao 等报道使用atlas-based auto-segmentation (ABAS) 勾画鼻咽癌病人的危及器官，可明显减小不同医师勾画的个体间差异，并减少大多数OARs的剂量参数差异。 K. S. C LIFFORD C HAO等使用目标体积勾画软件勾画靶区，发现可减少不同医师间的个体差异且节约时间。,Chang-Juan Tao , et al. Multi-subject atlas-based auto-segmentation reduces interobserver variation and improves dosimetric parameter consistency for organs at risk in nasopharyngeal carcinoma: A multi-institution clinical study. 2015 Radiotherapy and OncologyK. S. C LIFFORD C HAO, et al. Reduce in variation and improve efficiency of target volume delineation by a computer-assisted system using a deformable image registration approach. 2007 Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys.,a-c为手动勾画，f-h使用软件勾画,传统放射治疗计划基于解剖，但肿瘤有内在生物放疗抵抗，即部分区域对放疗不敏感。肿瘤生物特征如低氧、增殖、克隆原细胞密度等与放疗抵抗密切相关。使用生物影像技术可把这些肿瘤生物特征绘制成解剖地图，从而找出肿瘤内部放疗抵抗区域。对肿瘤内放疗抵抗区域增加放疗剂量是目前提高放疗效果的研究热点。,生物优化放射治疗,箭头所示有高氟脱氧葡萄糖摄取，基于SUV强度将虚线内的区域定义为高风险区域，从而对该区域的放疗剂量增加10%。,鼻咽癌侵犯范围和临床靶区勾画,鼻咽周围解剖结构可分为3种危险等级，高危(35%)，中危 (5%35%)，低危(105%的处方剂量的体积应110%的处方剂量,RTOG 0615,70Gy的等剂量面包绕至少95%的PTV 超过77Gy的PTV70小于20% 超过80.5Gy的PTV70小于5% 低于93%处方剂量的PTV不超过1%,1.对剂量的明确；2.提高了对剂量冷点的限制,计划评估要求鼻咽癌IMRT靶区及剂量设计指引专家共识 vs 本院,颈部淋巴结分区,颈部淋巴结转移规律,约85%的NPC有颈淋巴结转移最常见的为IIb区转移，其次是咽后、IIa区低危区包括锁骨上、IA/IB、VI、腮腺，均不超过3%淋巴结跳跃转移少见，仅0.5-7.9%不同T分期淋巴结转移率无统计学差异淋巴结包膜外侵比例与最大径正相关,靶区勾画比较,Ctv2从鼻咽延续至颈部，情况下需行至少二程IMRT计划,颈部放射损伤与中耳功能相关,对喉癌和下咽癌患者测试放疗前后咽鼓管功能,60Gy即可见试咽鼓管功能明显损害，与放疗后颈部淋巴管回流障碍，导致咽鼓管周围淋巴管压力增高有关 Maier,Laryngorhinotologie,1994,处方剂量推荐,57-58.9Gy,1.9Gy/次,54-55.8Gy,1.8Gy/次,治疗概况GTV及CTV靶区勾画管理正常组织勾画管理,鼻咽癌放射损伤发生率(849 例鼻咽癌随访,CRT),Five- year complication-free rates of different radiation-related complications,Shyh-An Yeh,et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2005,87.8%,57.2%,口干燥症,听力损伤,47.1%,耳鸣,38.2%,颈部纤维化,31.3%,耳漏,21.4%,莱尔米特征,12%,牙关紧闭,6.4%,颞叶坏死,6.2%,吞咽困难,鼻咽癌放射损伤发生率,2015年第七届全国鼻咽癌学术大会信息,减少鼻咽癌放疗毒性反应的临床实践 胡超苏 复旦大学附属肿瘤医院鼻咽癌IMRT危及器官勾画方法 孙颖等 中山大学肿瘤防治中心疗效的提高，突显正常组织保护的意义 高生存率，要求正常组织保护精细化,危及器官（OAR）限定剂量推荐与计划评估要求（参照RTOG 0615规定）鼻咽癌IMRT靶区及剂量设计指引专家共识 第六届全国鼻咽癌大会（2010年）,有PRV的OAR限定剂量推荐与计划评估要求(PRV:planning organ at risk),危及器官（OAR）限定剂量推荐与计划评估要求（参照RTOG 0615规定） 第六届全国鼻咽癌大会（2010年）,无PRV的OAR限定剂量推荐与计划评估要求（19项）,头颈部IMRT计划中应勾画多少正常组织和器官？勾画及剂量限定决定了正常组织的被保护状态,勾画的项目、阈值设置标准及规范性（22 项）,鼻咽癌放射损伤发生率 (849 例鼻咽癌随访,CRT),Five- year complication-free rates of different radiation-related complications,Shyh-An Yeh,et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2005,87.8%,57.2%,口干燥症,听力损伤,47.1%,耳鸣,38.2%,颈部纤维化,31.3%,耳漏,21.4%,莱尔米特征,12%,牙关紧闭,6.4%,颞叶坏死,6.2%,吞咽困难,鼻咽癌放射损伤发生率,听觉放射损伤的危害,43,临床基础系列研究,中耳放射损伤的剂量阈值（换算为分割剂量200cGy/fx）组织病理损伤阈值：早期放射性中耳炎32.5 Gy延迟性（半年）放射性中耳炎21Gy功能损伤阈值：放射性中耳炎47- 49 Gy 内耳放射损伤的剂量阈值（GTV分割剂量212-225cGy/fx）在放化疗后早期（1年），耳蜗平均剂量限定值为40.9从放化疗后远期（年）看，若要较好保护耳蜗功能，耳蜗平均剂量限定值为 37Gy,Shengzi Wang,et al. American J. Otolaryngology, 2005王胜资等。中国癌症杂志 ，2006年 Shengzi Wang,et al.Radiation and Oncology 2007 Shengzi Wang,et al.Radiation and Oncology 2009,中耳剂量限值时其他头颈部关键器官的剂量分布均在阈值范围内,IMRT技术能使中耳鼓室腔和咽鼓管峡部间形成明显的剂量梯度 （肿瘤组织、亚临床病灶、关键器官和组织）咽鼓管峡部的剂量受量是放射性分泌性中耳炎的关键因素,倪晓晨，王胜资。中华放射肿瘤学杂志，2013,Shengzi Wang,et al.Radiation and Oncology 2009,1.脊髓脑干肿瘤靶区视觉系统颞叶垂体甲状腺腮腺颞颌关节下颌骨听觉链喉2.脊髓脑干肿瘤靶区视觉系统腮腺听觉链颞叶垂体甲状腺颞颌关节下颌骨喉,赵充等。中华放射肿瘤学杂志 2006,倪晓晨，王胜资。中华放射肿瘤学杂志，2013,剂量满足优先度对听觉器官剂量分布的影响,对听觉器官进行剂量学研究的要求,定位CT扫描要求：以外耳孔为中心，上下各1cm的范围内，扫描层厚1mm 或按3mm层厚扫描，再按1mm层厚进行图像重建（螺旋CT）。耳蜗、中耳鼓室腔、咽鼓管骨性段、前庭统一由一个研究中心的同一个医生勾画。,46,听觉器官的勾画,主要：CT 骨窗参考：MRI 横断位T2薄层扫描：听觉器官层面扫描 层厚 3mm，重建1mm或扫描层厚 1mm,听觉器官勾画的争议,中耳（3）：鼓室/咽鼓管、鼓室+咽鼓管、乳突+鼓室+咽鼓管骨性部分；内耳（4）：内听道+耳蜗+前庭、前庭+耳蜗、内听道+耳蜗、耳蜗孙颖等 中山大学肿瘤防治中心（ 2015年第七届全国鼻咽癌学术大会）,靶区勾画对剂量分布的影响,相同肿瘤体积条件下，CTV2的勾画是影响听觉器官剂量受量的前提；计划靶区（PTV)是确保剂量精确分布的关键,靶区颅底层面的勾画,听觉器官剂量限制对靶区剂量分布的影响(T1期),耳剂量限制,耳剂量不限,耳蜗,耳蜗,听觉器官剂量限与不限对靶区剂量分布的影响T1 期,听觉器官剂量限制对靶区剂量分布的影响T2期,耳剂量限制,耳剂量不限,耳蜗,听觉器官剂量限与不限对靶区剂量分布的影响T2 期,听觉器官剂量限制对靶区剂量分布的影响T3期,耳剂量限制,耳剂量不限,听觉器官剂量限与不限对靶区剂量分布的影响T3 期,听觉器官剂量限制对靶区剂量分布的影响T4期,耳剂量限制,耳剂量不限,听觉器官剂量限与不限对靶区剂量分布的影响T4 期,Fiber Tracking,BrainLAB公司的iPlan 系统 Fiber Tracking模块选取ROI为种子点基于局部扩散方法，追踪神经纤维彩色编码参数化显示纤维束方向,经过过滤筛选并排除面神经干扰的双侧位听神经纤维束的三维显示图,放疗计划中限制位听神经剂量,研究结果剂量保护,双侧位听神经最大剂量的对比差异不显著，P0.05 双侧平均剂量数据对比检验，具有显著性差异，即具有统计学意义,将左、右听觉器官外放3mm，并按PTV外放5mm的线分割成4个ROI，P EAR L R1和P EAR R R1，处于高剂量区域，无法得到保护。将听觉器官远离靶区的区域定义为P EAR L R2和P EAR R R2，处于低剂量区域，加以保护。,听觉器官分区剂量限制郭明王胜资吴朝霞马长明等。中华放射肿瘤学杂志2015,靶区勾画和剂量设计,内听道剂量限制 vs 不限制,复旦大学附属眼耳鼻喉科医院放疗科鼻咽癌治疗计划,中耳功能保护的关键部位峡部,将中耳鼓室腔的剂量控制在46Gy(p0.001)以下，峡部的剂量控制在52 Gy(p 0.005)以下(CRT),Shengzi Wang,et al.Radiation and Oncology 2007,在调强放射治疗技术 ，设置阈值后中耳功能保护效果明显,Shengzi Wang,et al.Radiation and Oncology 2009,中耳放射损伤部分可逆,王胜资等。中国癌症杂志 2006年,在放疗前中耳功能正常者，放射治疗后有更多机会恢复,内耳受照剂量的限值,S.H.Chan,et al.Int J Radiat Oncol Biol Phys,2009,73(5):1335-1342.,对内耳剂量限值多少为合适？47GY达到了较理想的状态。限值再降低虽然有利耳蜗功能保护，但靶区剂量有可能下降,MCD: mean cochlear dose,放疗后3年（以高频听阈值提高 +10dB为听力损伤标准）,CRT平均剂量4388 4687 5132 4711IMRT平均剂量3489 3645 3882 4220,IMRT vs. CRT,鼻咽癌放疗听力长期随访结果（3年）,不同放疗方式（IMRT及CRT）剂量的区别-内听道剂量：IMRT高于CRT,鼻咽癌放疗听力长期随访结果（3年）,不同放疗方式（IMRT及CRT）听力损伤结果的区别,听觉放射损伤相关因素,听觉放射损伤,听觉器官剂量定义,原听觉基础,分割剂量,靶区勾画,肿瘤分期,放疗技术,Normal tissue tolerance to therapeutic irradiation标准治疗条件下