基于图像引导的原发性肝癌自适应放疗新技术研究

原发性肝癌（HCC）因难以早期诊断，多数患者就诊时即为失去手术机会的中晚期。中晚期HCC患者宜行综合治疗，其中放射治疗的作用日趋重要。肝脏位置和形状受呼吸运动影响明显，中晚期患者肿瘤数目多、形状不规则，放射治疗中肿瘤不均匀退缩等都是当前进行HCC放射治疗靶区精确确定和放射剂量准确控制所要考虑的关键点。本项目将基于图像引导的HCC自适应放射治疗进行研究：首先应用自主研发的运动体模模拟、验证不同CT模拟定位方式下的靶区确定方法，寻找各种模拟定位手段的不足之处并研究相应的改进方法；其次在进行千伏级CBCT引导HCC放射治疗过程中，应用改进的形变配准技术分别从基于碘油实时在线配准和全面精细离线配准两方面进行数学模型建立与算法研究，在此基础上寻找器官和靶区运动规律，为放射治疗过程的监测、靶区修正、靶区和危及器官剂量评估、靶区剂量提升等提供指导，从而为实现HCC自适应放射治疗提供一种可行方案。

由山东省肿瘤医院尹勇等承担的国家自然科学基金项目《基于图像引导的原发性肝癌自适应放疗新技术研究》（编号：81172132），历经一年（2012年1月-2012年12月）进展顺利,完成了既定任务。本项目就HCC精确放疗中的相关新技术进行了如下五方面的研究，现总结如下：.1. 基于4D-CT和主动呼吸控制（ABC）辅助下3D-CT技术确定HCC个体化内靶区对照研究。研究结果表明， ABC辅助下的3D-CT进行HCC个体化内靶区的制定是安全可行的、并且设备需求较低、操作简单、易于实现。.2. ABC辅助下RapidArc进行HCC放疗的可行性研究。研究结果表明， ABC辅助下的RapidArc计划无论是在EIBH还是EEBH下均可在较短的时间内完成优于IMRT的剂量传输，可更好的保护正常肝脏组织；其中肝脏的V30和平均受量由FB下的13±6%和13.46±4.96Gy降低到10±4%和10.25±3.58Gy（EEBH）、10±5%和9.48±2.60Gy(EIBH)，降低了放射性肝脏损伤的发生几率。.3. 靶区制定策略对应用RapidArc进行HCC放射治疗剂量学影响的研究。研究结果表明， RapidArc进行HCC放射治疗时，应用4D-CT或者ABC技术可在保证靶区准确的基础上，完成优秀的剂量传输，更好的保护正常肝组织；其中正常肝脏V30和平均受量由FB下的7.76% 和10.21Gy (FB)降低到了5.24%和8.23Gy (4D-CT) 、5.05%和7.63Gy(ABC)。.4. 射线能量对应用RapidArc进行肝脏多发性肿瘤放疗剂量学影响的研究。研究结果表明，6 MV 的RapidArc计划可以完成与15MV相当的剂量传输，6MV的计划机器跳数平均增加了12%，考虑到次生中子的危害，6MV应作为首选。.5. 应用形变配准技术分析呼吸运动对HCC患者正常肝脏及其肿瘤形态影响的分析研究。研究结果表明，呼吸运动造成的肝脏及其肿瘤靶区的形变是不可以忽略的，基于B样条的多分辨率网格自由变形模型FFD的形变配准算法可有效实现4D-CT不同时向CT图像间的形变配准