如何从物理剂量学角度降低放射性肺损伤

如何从物理剂量学角度来降低胸腔内肿瘤放疗所致肺损伤 胸部是最常见接受放疗的部位 放疗在肺癌治疗中地位 61 0 3 9 肺癌病人在治疗不同时期需用放疗IJROBP2001 49 973 85放疗在食管癌治疗中地位 颈段及上中胸段仍以放疗或以其为主要治疗方法放疗在乳腺癌治疗中地位 早期患者乳房保留治疗的重要组成部分局部晚期患者中可改善生存率乳房切除术后高危患者中合理运用可通过降低局部复发率而提高总生存率转移灶有效的姑息治疗 右下叶鳞癌照射野放疗后4个月 ParkKF etalRadiographics20 83 98 2000 ParkKF etalRadiographics20 83 98 2000 毛玻璃样变斑片状实变 不连续实变致密实变 ParkKF etalRadiographics20 83 98 2000 放射性肺损伤评价标准 临床 RTOG EORTC 急性 早期 后期 CTC3 0AE 放射性肺损伤的SOMA标准 放射性肺损伤的SOMA标准 放射性肺损伤是胸部恶性肿瘤治疗疗效提高的限制性因素之一 胸部常见肿瘤的治疗疗效 5年生存率 NSCLC 10 LSCLC 16 26 食管癌 10 30 乳腺癌 70 胸部接受放疗时放射性肺损伤状况 有症状性损伤影像学表现损伤肺癌 5 35 50 100 乳腺癌 0 34 0 63 食管癌 10 20 IJROBP2010 76 3 S70 6 不同条件下的正常肺合适物理剂量限制如何来减少正常肺所接受的物理剂量 如何从物理剂量学角度来降低胸腔内肿瘤放疗所致肺损伤 内容 不同情况下 胸腔内肿瘤放疗时正常肺物理剂量限制值如何从物理剂量学角度来降低放射性肺损伤 单纯放疗 GTV 常规放疗 MLD 20GyV20 30 NTCP 10 推荐剂量 IJROBP200665 4 1075 86 单纯放疗 GTV 大分割放疗 3Gy 次 MLD 16 1Gy IIIRP3 7 MLD 16 1Gy IIIRP78 4 JpnJClinOncol2009 39 3 151 5 V20 20 0 V2021 25 7 1 V2026 30 25 V20 31 42 9 化放疗同步治疗 GTV V20 20 8 7 V20 21 25 18 3 V20 26 30 51 V20 31 85 放疗方法 常规分割超分割1 5 次 2次 天 推荐剂量 IJROBP200355110 5 IJROBP2006641100 5 V5 42 3 V5 42 38 IJROBP2006661399 1407 MLD 16Gy V10 50 5 7 V10 50 29 2 NTCP 4 2 1 4 NTCP 4 2 43 5 放疗方法 常规分割 RadiationOncology2010 5 35 化放疗同步治疗 GTV 中国人资料 1 IJROBP199945323 92 IJROBP200151650 93 IJROBP2006651075 864 Radiology2005235208 155 IJROBP2006661399 14076 IJROBP200355110 5 肺癌放射治疗的正常肺剂量限制值 NCCN2010版 目的 非小细胞肺癌同步化放疗时 正常肺组织剂量如何限制材料和方法 2002年6月到2006年12月 97例III期NSCLC接受同步化放疗 正常肺 双侧肺 右肺 左肺 PTV 右侧肺 左侧肺 右侧肺 PTV 左侧肺 PTV正常组织剂量限制 V20 31 V30 18 MLD 20Gy放射性损伤评价标准 CTC3 0 II级及以上的肺损伤为观察指标 Int J RadiationOncologyBiol Phys201076110 115 AddingipsilateralV20andV30toconventionaldosimetricconstrainispredicitsradiationpneumonitisinstageIIIa bNSCLCtreatedwithcombinedmodalitytherapy Int J RadiationOncologyBiol Phys201076110 115 AddingipsilateralV20andV30toconventionaldosimetricconstrainispredicitsradiationpneumonitisinstageIIIa bNSCLCtreatedwithcombinedmodalitytherapy 术前放疗 未扣除GTV或PTV 来自于食管癌材料 V5 70 残余正常肺的体积 接受放疗剂量 5Gy 2000 3000ccIJROBP200664 3 692 699 术后放疗 GTV V20 20 3 6V20 20 0 15V13 23 3 6V13 23 0 15MLD 10 3 8MLD 10 0 13IntJClinOncol 200611 1 55 9 全肺切除条件下如何掌握 V5 60 V20 4 10 MLD 8Gy IMRT照射技术 胸膜间皮瘤全肺切除术后 IntJRadiatOncolBiolPhys2008 71 1143 1150 大分割放疗剂量 20Gy 次 3次 V20 10 允许在15 以内 PTV直径为2 7cm RTOG0236研究 3DCRT和IMRT 除了需要满足上述不同条件下的V20和MLD要求还需要V5 70 或V5 42 IJROBP20076894 102IJROBP200665640 5IJROBP2006661399 07 肺癌SBRT正常肺剂量限制值 NCCN2010版 GTV的确定 IGTV的确定 个体化确定 其它在研究的方法 4DCT锥形术CT慢速CT不同呼吸时相CT融合 如何减小PTV 摆位误差器官移动误差 自适应放疗 AdaptiveRT 自适应 几何自适应 分割放疗间系统误差 肿瘤几何外形变化 正常组织器官解剖位置改变 生物学上自适应 肿瘤或正常组织器官生物学信息改变 适形放疗合适射野方向 手工选择原则 1 从入射面到靶区中心距离最短2 避开危及器官3 射野边平行于靶区的最长边4 与相邻的射野夹角大优化的方法 根据四条布野规则设定目标函数 优化确定射野的方向 如SteveWebb方法 根据剂量体积约束条件定义优化问题 优化射野的方向 混合整数模型PhysMedBiol4840652003 IMRT物理剂量学优势 RadiotherOncol2006 80 333 40 IntJRadiatOncolBiolPhys2007 68 94 102 IMRT治疗NSCLC存在的问题1 呼吸所引起的肿瘤靶区移动2 正常组织器官特别是肺对低剂量耐受性问题3 组织不均质性对靶区剂量影响 IntJRadiatOncolBiolPhys 2010Mar1 76 3 775 81 从2004年起 318例CT 3DCRT 91例4D IMRT 结论 新的放疗技术降低了患者放射性损伤 提高了总生存疗效 InfluenceoftechnologicaladvancesonoutcomeinpatientsWithunresectablelocallyadvancednonsmallcelllungcancerrecevingconcomitantchemoradiotheray VMATHypofractionatedSBRTonlungcancer Adosimetricandtreatmentefficiencyanalysis 治疗时间 IMRT11 6 7 2 14 9 MinsVMAT6 1 5 1 8 0 MinsP 0 01 RadiotherapyandOncology201095153 157 ActaOncologica 2008 47 1438 1443 两个计划的PTV和正常器官剂量 cGy 比较 IntJRadiatOncolBiolPhys 2005Jun1 62 2 561 70 靶区内剂量不均匀性限制要求 鼻咽癌 PTV70内 110 处方剂量体积 20 RTOG0225 非小细胞肺癌 3DCRT 110 处方剂量体积 20 120 处方剂量连续体积 2cc RTOG0617 SBRT 处方可以在60 90 等剂量线上 PTVC PTVG ITV GTV 95 PTVG12 5Gy 4次 95 PTVC8 1Gy 4次 依据正常组织耐受量的个体化治疗 结论 依据正常肺和脊髓放疗剂量限制值 从剂量学分析 TCP在各个体化治疗组均有提高 其中以BID MTD 组为最高 Int J RadiationOncologyBiol Phys2008711103 1110 依据正常组织耐受量的个体化治疗 Int J RadiationOncologyBiol Phys2008711394 1401 28例不能耐受手术或局部晚期NSCLC I2例 IIIa7例 IIIb19例 材料和方法 给予肿瘤最大剂量所依赖的正常组织器官剂量限制值 正常肺16 1 0Gy 前3例 19 1 0Gy 其余 脊髓54Gy 0 5Gy诱导化疗24例 未用化疗4例结果 肿瘤所接受的平均剂量 63Gy 9 8Gy肿瘤最大剂量限制来源 肺占32 1 脊髓占28 6 急性反应 1例III级咳嗽 1例III级气急 1例死于放射性肺损伤后期损伤 2例III级咳嗽或气急 中位生存时间19 6个月 1年生存率为57 1 结论 根据正常组织器官剂量限制条件来个体化给予肿瘤最大剂量放疗是可行的 初步疗效是令人满意的 依据正常组织耐受量的个体化治疗 JClinOncol201028 1380 1386 166例不能耐受手术或局部晚期NSCLC I48例 II16例 IIIa35例 IIIb64例 IV3例 材料和方法 给予肿瘤最大剂量所依赖的正常组织器官剂量限制值 正常肺19Gy脊髓54Gy诱导化疗92例 55 未用化疗74例 45 结果 肿瘤所接受的平均剂量 64 8Gy 11 4Gy 25 5 8中位随访时间 31 6个月 急性反应 III级21 1 IV级2 4 后期损伤 III级4 2 IV级1 8 中位生存时间21个月 1年生存率为68 7 2年生存率 45 结论 根据正常组织器官剂量限制条件来个体化给予肿瘤最大剂量放疗并序贯应用化疗疗效与同步化放疗疗效相近 正常组织急性和后期副反应可以接受 需要前瞻性研究来确定此个体化治疗的价值 放射性损伤今后研究需要注意 肺损伤的定义 症状 功能和影像学的 病人的基本信息 治疗前肺功能 内科疾病状况 肿瘤信息 有无肿瘤 位置 大小 治疗相关信息 化疗 保护剂 是否存在心肺损伤相关性 靶区勾画 DVH计算评估放射治疗的体积生物学预测因素敏感性