医学精品课件食管癌GTV和CTV勾画的现状

1、食管癌靶区勾画的现状和新进展高献书, M.D., Ph.D.北京大学第一医院 放疗科xsgao7772021/7/16 星期五1日本2012中国2011美国2011中华医学会放射肿瘤学会NCCN指南日本食管学会NCCN Guidelines Version 2.2011同步放化疗是食管癌首选的治疗方法之一2021/7/16 星期五2NCCN指南变迁2021/7/16 星期五3NCCN指南2011问题2 无CTV的概念、照射野比RTOG常用的大50.4Gy和60Gy1 文献引用混乱3 从2010到2011的变化无循证学依据4 食管癌放疗指南的编委是胃癌专家2021/7/16 星期五4病变为原位癌

2、或肿瘤侵及黏膜固有层（Tis/T1a）的早期病人选择食管镜下黏膜切除或手术切除。肿瘤侵及黏膜下层（T1b）的胸段食管癌首选手术，颈段的首选放化疗。其他病人T2以上如肿瘤侵及固有肌层、纤维膜、胸膜、心包、膈肌、邻近器官的病人可首选同期放化疗或术前同期放化疗。在这里必须强调一下，前两部分病人无症状很难发现，通常在食管镜普查时才能发现，这两部分只占就诊病人的很小部分。也就是说，绝大部分病人是第三种情况，可首选放化疗。2021/7/16 星期五5放射治疗靶区的勾画2021/7/16 星期五6 GTV的确定 CTV 的确定 ITV 的确定2021/7/16 星期五7靶区勾画CTVs: 食管亚临床病灶 C

3、TVITV 内靶区（食管运动）PTV 计划靶区CTVnd: 淋巴引流区GTV 大体肿瘤靶区2021/7/16 星期五8食管癌GTV确定常用的检查手段食管钡餐造影食管内窥镜腔内超声CTPET-CT2021/7/16 星期五9食管钡餐在确定GTV中价值优势： 准确确定食管癌纵轴方向上的边界 和长度 能反映食管黏膜、食管壁光整度以及 食管壁蠕动状况等信息局限性： 不能反映肿瘤横向外侵程度和范围 不能和定位CT图像融合进行靶区勾画2021/7/16 星期五10食管内窥镜在确定GTV中价值优势： 能获得肿瘤病理诊断 能较为准确确定病变长度局限性： 不能显示食管蠕动情况 食管管腔较狭窄时候，内窥镜无法通过

4、不能确定病变的长度 无法和CT图像进行融合2021/7/16 星期五11食管腔内超声在确定GTV中价值优势： 能够获得肿瘤病理诊断 能较为准确确定病变长度 T分期较为准确 局限性： 食管管腔较狭窄时候，内窥镜无法通过不能确定病变的长度 无法和CT图像进行融合2021/7/16 星期五12CT在确定GTV中价值优势：能比较准确显示食管癌外侵以及与周边组织器官的关系能比较准确显示纵隔和锁骨上淋巴结转移状况局限性：不能反映食管黏膜是否紊乱、无法反映管壁运动情况在判断食管癌肿瘤浸润深度上不够可靠无法准确显示GTV的真正长度 2021/7/16 星期五13PET/CT在确定GTV中价值优势： PET对食

5、管癌癌变定性检出敏感性高达69%100% PET/CT 更多表现在有无癌变的定性诊断方面 PET能提供代谢状态方面的生物学信息局限性： PET/CT扫描条件和SUV值的选择无法做到标准化 SUV值受患者生理状态（血糖、呼吸等）和扫描条件的影响大2021/7/16 星期五14SUV值2.5可做为食管癌GTV勾画的参考A SUV cutoff of 2.5 may be used to delineate the cephalic and caudal extent of esophageal cancer GTV.ZHONG, Int. J. Radiation Oncology Biol. P

6、hys., 20092021/7/16 星期五15SUV值对PET图像上的食管癌病变长度的影响2021/7/16 星期五16呼吸运动对SUV的影像2021/7/16 星期五17影响SUV值的其他因素患者的体重和血糖水平注射FDG的剂量和注射FDG后距开始显像的时间不同的机构、不同的PET设备扫描条件和设置不同，同样会影响SUV值的大小目前不同的机构SUV值无法标准化研究结果可能只适用于作者单位2021/7/16 星期五18食管癌GTV长度？2021/7/16 星期五19核磁DWI技术在食管癌GTV勾画的应用侯栋梁 高献书2021/7/16 星期五20磁共振功能成像技术MRI DWI2021/7

7、/16 星期五21MRI技术在胸部应用的现状肺实质质子密度低磁敏感性不均匀呼吸运动及心脏搏动造成的运动伪影图像质量差，信噪比低MRI技术在胸部不能广泛应用2021/7/16 星期五22现代MRI设备的进步和成像技术的发展快速成像序列的开发 缩短了扫描时间呼吸门控和心电门控装置的应用 缩短了屏气时间空间敏感编码技术 消除心脏和血管的搏动伪影以及呼吸运动造成的运动伪影胸部DWI序列可以融合到常规MRI扫描中而不需要增加额外的扫描时间2021/7/16 星期五23MRI DWI技术应用比较成熟，在体部其它肿瘤中已广泛应用通过探测水分子的扩散程度来反映受检组织的结构特性水分子的扩散受限情况与组织的细胞

8、密度呈正相关食管癌组织和正常食管组织的细胞密度不同MRI DWI成像技术在食管癌中应用的理论基础2021/7/16 星期五24磁共振扩散加权成像 Diffusion Weighted Imaging, DWI是目前唯一一种可以探测活体内水分子热运动的无创性的影像学检查方法是利用不同组织水分子弥散程度的差异化进行活体内MRI成像水分子的扩散受限情况与组织的细胞密度呈相关关系2021/7/16 星期五25正常组织随机运动的水分子-低信号肿瘤组织运动受限的水分子-高信号2021/7/16 星期五26MRI DWI显示食管癌GTV长度与手术标本长度的对比研究2021/7/16 星期五27术前影像学检查

9、入组42例行根治性食管癌切除术患者平扫CTMRI T2WIMRI DWI长度不同影像学图像上GTV长度测量手术标本食管癌病变长度食管癌根治术材料与方法2021/7/16 星期五28影像学扫描方法GE light speed Pro32 CT机5mm层厚，平扫上界自胸骨上隐窝胸廓入口处，下至肝脏下缘或平脐层面在平静呼吸状态下呼气末屏气进行扫描2021/7/16 星期五29影像学扫描方法Simens Tim Avanto 1.5T 磁共振采用体部线圈，行常规MRI T2WI平扫及DWI扫描应用呼吸门控装置，在平静呼吸状态下呼气末屏气进行扫描扩散敏感梯度分别取b=0s/mm2和=400、600、80

10、0/mm22021/7/16 星期五30GTV的勾画及长度的基本标准CT图像上以食管壁厚度超过5mm和不含气食管直径大于10mm、食管壁局限性或全周性增厚，和/或伴有局部管腔不规则狭窄为标准勾画食管癌GTVT2WI图像上以管壁厚度大于5mm作为GTV的勾画标准，DWI图像上高信号区为GTV的范围轴位图像上根据CT图像的GTV层面数目计算GTV的长度GTV的勾画由2名影像科和放疗科主治医生勾画，主任医师复查2021/7/16 星期五31标本的处理和病变长度的测量术中原位测量需要切除的食管长度2021/7/16 星期五32标本的处理和病变长度的测量术后根据术中标记点将标本牵拉复原到术中测量长度，此

11、时测量大体标本上肿瘤长度并记录2021/7/16 星期五33统计方法SPSS14.0统计软件计量资料采用配对t检验影像学图像上GTV长度与术后标本的病变长度之间的相关性分析采用Pearson相关分析不同测量方法与术后标本病变长度的一致性评估采用Bland-Altman分析方法2021/7/16 星期五34结 果2021/7/16 星期五35影像学病变长度手术标本病变长度=差值主要分析指标2021/7/16 星期五36不同图像上测量的GTV长度与术后标本测量的病变长度比较不同影像学GTV长度（mm）与标本病变长度的差值P 值差值95%可信区间相关系数r 值CT图像48.9118.923.6312

12、.060.058-20.0127.270.781T2WI图像48.7520.353.4611.410.056-18.9025.820.828b=40046.0117.210.736.090.444-11.2112.670.937b=60044.7517.48-0.546.030.564-12.3611.280.940b=80043.7317.27-1.585.710.086-12.779.610.944标本病变长度 45.2917.182021/7/16 星期五372021/7/16 星期五382021/7/16 星期五392021/7/16 星期五40不同影像学图像上外扩不同长度范围的GTV

13、累积百分率外放长度(mm)CT n(%)T2WI n(%)b=400 n(%)b=600 n(%)b=800 n(%)029(72.5)27(67.5)27(67.5)26(65)22(55)229(72.5)32 (80)31(77.5)28(70)29(72.5)430(75)33(82.5)36(90)32(80)32(80)633(82.5)35(87.5)38(95)36(90)37(92.5)835(87.5)36(90)39(97.5)39(97.5)39(97.5)1036(90)37(92.5)40(100)40(100)40(100)2021/7/16 星期五41扩散敏感系

14、数或扩散敏感梯度b值的选择高b值低b值优点对水分子的扩散运动敏感T2穿透效应、器官运动和血流灌注等因素的作用越小DWI图像清晰度高成像时间短缺点图像清晰度降低磁敏感伪影和图像几何变形较重成像时间会相应延长图像的信噪比会下降对水分子的运动不敏感受T2穿透效应、器官运动、血流灌注等因素对图像的影响大2021/7/16 星期五42合理的b值选取随着b值的增大，扫描时间延长，患者屏气困难，对患者的肺功能要求较高，增大了扫描难度当b值为600 s/mm2和800 s/mm2时，DWI图像上常低估病变的范围，容易导致靶区过小，造成肿瘤照射范围不够或漏照本实验结果认为b值取400s/mm2比较合适2021/

15、7/16 星期五43不同影像学图像上外扩不同长度范围的GTV累积百分率外放长度(mm)CT n(%)T2WI n(%)b=400 n(%)b=600 n(%)b=800 n(%)029(72.5)27(67.5)27(67.5)26(65)22(55)229(72.5)32 (80)31(77.5)28(70)29(72.5)430(75)33(82.5)36(90)32(80)32(80)633(82.5)35(87.5)38(95)36(90)37(92.5)835(87.5)36(90)39(97.5)39(97.5)39(97.5)1036(90)37(92.5)40(100)40(1

16、00)40(100)2021/7/16 星期五44DWI与CT的融合2021/7/16 星期五45定位CT根治性放射治疗的食管鳞癌患者MRI T2WIMRI DWI图像融合勾画GTV材料与方法2021/7/16 星期五46影像学扫描方法MR和CT扫描方法同第一部分行定位CT和MRI扫描时将在CT和MR图像上均能显影的模体置于患者体表正中线和两侧的腋中线的相同位置进行放疗前定位扫描时模体的纵线与人体的长轴平行，横线与CT和MRI横断扫描指示线重合该模体在CT和MRI T2WI图像上的影像可作为图像融合的基准层面图像CT和MRI扫描时使用相同的层厚及视野（FOV），患者重复体位无间隔连续扫描并采集

17、图像扩散敏感梯度b=0s/mm2和=400s/mm22021/7/16 星期五47将图像数据采集后传入CMS XIO 1.3.2放疗计划系统放疗计划系统的图像处理功能可将定位CT和MRI DWI图像进行容积重建，人工进行基准层面的手动融合，其余层面会自动进行插值融合处理图像融合方法2021/7/16 星期五48多模式医学图像体外控制点模块 A为模体结构原理图 B为模体横断面示意图2021/7/16 星期五49通过T2WI图像为桥梁将定位CT图像和DWI图像一一对应2021/7/16 星期五50图像融合结果2021/7/16 星期五512021/7/16 星期五52靶区勾画CTVs: 食管亚临床

18、病灶 CTVITV 内靶区（食管运动）PTV 计划靶区CTVnd: 淋巴引流区GTV 大体肿瘤靶区2021/7/16 星期五53CTVs 在世界范围内的差异让我们比较一下根据中国、日本和美国的指南勾画的CTVs2021/7/16 星期五54日本2012中国2012美国2012中华医学会放射肿瘤学会NCCN指南日本食管学会NCCN Guidelines Version 2.20112021/7/16 星期五55日本中国美国CVsT4cm4cm3cm3cm54cm54cm2cm2cm在头脚方向日本外放4cm，至40-46Gy，缩到 2cm ，加量至 60-70Gy; 中国外放 3cm 作为CTVs

19、 边界，美国 5cm到现在的4cm。 2021/7/16 星期五56GTV+0.50.8cmGTV+0.5cmGTV+2cm日本中国美国CVsT0.5cm0.5-0.8cm2.01.0cm美国的靶区偏大，但近年来有缩小趋势。2021/7/16 星期五57选择一个胸中段食管癌作为例子进行不同国家的对比。举例对比2021/7/16 星期五58临床资料 男性 62岁 胸中段食管癌 病变长度6cm 鳞状细胞癌 T3N0M02021/7/16 星期五59USACHINAJAPAN三野照射，一前两后斜野。CTV 剂量为 60 Gy.60Gy 包括的体积： 美国的最大，中国和日本基本相同。2021/7/16

20、 星期五60危及器官剂量的对比上表显示：在日本的V20 是 18%，中国是25% ，而美国是 43% 。 美国指南的 V20最大。 日本中国美国L+R LungV20V30Mean DoseV20V30Mean DoseV20V30Mean Dose18%5%10Gy25%7%12Gy43%24%20GyHeart4Gy8Gy21GyCTV Volume220cm3280 cm3712 cm32021/7/16 星期五61什么是合理的 CTVs 边界?2021/7/16 星期五622021/7/16 星期五63使用连续切片技术分析食管鳞癌手术标本的微转移。 （共34例）如图所示，测量B到A的距

21、离和C到D的距离，此距离被认为是GTV沿食管头脚方向亚临床病变的范围。材料和方法AABCD大体肿瘤2021/7/16 星期五64我们都知道， 食管壁一旦离体就会回缩，因此在切除病变之前，我们在3cm或5cm处做标记，以此计算回缩率。2021/7/16 星期五65每个手术标本如示进行连续切片， 切块大小 203 mm。每个标本中位切块数为64块。20mm3mm连续切片大小 203 mm中位 64 块总共 2176 块2021/7/16 星期五66食管癌典型的微转移(b) 鳞癌的微浸润 （黑色箭头） (c) 血管癌栓 （黑色箭头） 2021/7/16 星期五67大体肿瘤近端和远端微转移的平均数上表

22、示头侧微转移为 0-71mm，而尾侧微转移为 0-41mm。 94% 的病例微转移在 30mm之内。2021/7/16 星期五68小结： CTVs94% 的食管鳞癌微转移在30mm之内。中国3cm3cm2021/7/16 星期五69靶区勾画CTVs: 食管亚临床病灶 CTVITV 食管运动PTV 计划靶区CTVnd: 淋巴引流区2021/7/16 星期五70同样引用上例，我们对比一下 不同指南的 CTVnd 。举例对比2021/7/16 星期五71CVTnd1)“T” 形野，包括锁骨上淋巴结2）或 “I” 形野3）或 “L” 形野，包括 贲门淋巴结日本美国中国“I” 形野，包括胸上端食管旁淋巴

23、结。巨大的 “I” 形野，几乎包括全部的食管及纵隔淋巴结。2021/7/16 星期五72Comparison of efficacy and toxicities of different clinical target volumes in definitive radiotherapy for squamous cell carcinoma of middle and lower third thoracic esophagusGAO Xian-shu QIAO Xue-YingPeking University First HospitalHebei Medical University

24、2021/7/16 星期五73材料和方法区域野累及野N=32N=55我们回顾分析了2004年到2006年87例接受放疗的食管癌患者，其中32例进行区域性淋巴结照射 ，55 例进行累及淋巴结区照射。2021/7/16 星期五74结果2Y OSR40.0%43.0%0.54092Y LC45.0%57.0%0.5354食管炎87.5%69.1%0.05肺炎 31.3%10.9%0.05P value结果显示：2年生存率无差别，但是选择性淋巴结照射组毒性明显高于累及淋巴结照射组，食管炎分别是 87.5% 和 69.1% 。累及区照射区域照射N=32N=552021/7/16 星期五75CTVnd上表

25、显示：放疗后主要失败类型是局部病灶残留和局部失败因此局部治疗要比区域治疗重要。2021/7/16 星期五76目前没有高级别证据。目前多项研究显示：局部失败仍是主要失败原因。 影像学得到飞快发展，肿大淋巴结很容易发现。扩大照射区域带来更高的毒性，影响剂量的推升。小结： CTVnd只进行累及淋巴结区进行照射似乎更加合理。2021/7/16 星期五77靶区勾画CTVs: 食管亚临床病灶 CTVITV 食管运动PTV 计划靶区CTVnd: 淋巴引流区2021/7/16 星期五78到目前为止，没有指南作出明确规定。最近的关于食管运动的研究。ITV（Internal Target Volume ）食管的运

26、动2021/7/16 星期五79作者方法结果1Lorchel2006双排螺旋CT GTV 95% 0-8mm2Edith20074DCT上端食管 5mm中段食管 6-7mm 下段食管 8-9mm食管运动研究1 Lorchel ,Radiotherapy and Oncology,20062、Edith , Int J Radiat Oncol Biol Phys, 2007结果显示：食管侧向运动范围在1cm之内，胸上端 5mm， 胸中段 6-7mm， 胸下段 8-9mm。但没有食管长轴方向运动的资料。2021/7/16 星期五80北京大学第一医院指南GTV所有大体肿瘤：影像所见包括食管钡餐、C

27、T、 PET 和临床获得的信息，以及食管/胃/十二指肠镜和超声内镜报告的病变距中切齿距离。提倡应用DWI技术。大于1cm的淋巴结，气管旁沟及病灶旁任何大小的淋巴结。CTVs: GTV + 3 cm， 大体肿瘤头脚方向外放3cm。侧向外放0.5 cm，不超过解剖边界，除非有证据证实其受侵。 CTVnd仅包括累及的淋巴结区域。颈部病变要包括锁骨上淋巴结。ITV 4DCT实测PTVITV +0.3cm。使用daly IGRT技术2021/7/16 星期五81国内其它医院指南GTV3cmCTV11cmCTV23cm1cmCTV1CTV2PTV为CTV外放1cm。淋巴结不进行预防照射。PTV1受量40G

28、yPTV2受量6070Gy.文中未述及与其它指南治疗结果的比较及依据。赵快乐，中国癌症杂志，2008;18(5)复旦大学附属肿瘤医院指南2021/7/16 星期五82前面提到的病例男性70岁病理：中分化鳞状细胞癌T3N1M0（AJCC2002年第6版）2021/7/16 星期五83食管内镜：距门齿28cm管腔狭窄，粘膜充血水肿明显，表面凹凸不平，镜身不能通过。咬检病理：中分化鳞状细胞癌2021/7/16 星期五84食道造影：食道中段粘膜破坏，管腔严重变窄，管壁僵硬，长度4 cm，余（-）。4cm正位片4cm右前斜位片2021/7/16 星期五85增强CT扫描显示：食管中段管壁增厚，管腔狭窄，符

29、合食管癌表现。2021/7/16 星期五86北京大学第一医院指南GTV所有大体肿瘤：影像所见包括食管钡餐、CT、 PET 和临床获得的信息，以及食管/胃/十二指肠镜和超声内镜报告的病变距中切齿距离。大于1cm的淋巴结，气管旁沟的任何大小的淋巴结。CTVs: GTV + 3 cm， 大体肿瘤头脚方向外放3cm。侧向外放0.5 cm，不超过解剖边界，除非有证据证实其受侵。 CTVnd仅包括累及的区域淋巴结。颈部病变要包括锁骨上淋巴结。PTVCTV +0. 8 to 1.0 cm， 因位置不同而有所变化。2021/7/16 星期五87食管GTVGTV的第一层2021/7/16 星期五88食管GTV食

30、管GTV的中间层面GTV的中间层2021/7/16 星期五89食管GTV食管GTV的最低层面GTV的最低层2021/7/16 星期五90食管GTV食管GTV的三维立体图2021/7/16 星期五91GTVndGTVnd定义：影像学上直径大于10mm的淋巴结。2021/7/16 星期五92GTVndGTVnd定义：影像学上直径大于10mm的淋巴结。2021/7/16 星期五93GTVndGTVnd的三维立体图2021/7/16 星期五94北京大学第一医院指南GTV所有大体肿瘤：影像所见包括食管钡餐、CT、 PET 和临床获得的信息，以及食管/胃/十二指肠镜和超声内镜报告的病变距中切齿距离。大于1

31、cm的淋巴结，气管旁沟的任何大小的淋巴结。CTVs: GTV + 3 cm， 大体肿瘤头脚方向外放3cm。侧向外放0.5 cm，不超过解剖边界，除非有证据证实其受侵。 CTVnd仅包括累及的区域淋巴结。颈部病变要包括锁骨上淋巴结。PTVCTV +0. 8 to 1.2 cm， 因位置不同而有所变化。2021/7/16 星期五95CTVsCTVs定义： GTV 头脚方向外放3cm。侧方向外放0.5 cm，不超过解剖边界，除非有证据证实其受侵。 2021/7/16 星期五96CTVsCTVs的三维立体图像 2021/7/16 星期五97北京大学第一医院指南GTV所有大体肿瘤：影像所见包括食管钡餐、CT、 PET 和临床获得的信息，以及食管/胃/十二指肠镜和超声内镜报告的病变距中切齿距离。大于1cm的淋巴结，气管旁沟的任何大小的淋巴结。CTVs: GTV + 3 cm， 大体肿瘤头脚方向外放3cm。侧向外放0.5 cm，不超过解剖边界，除非有证据证实其受侵。 CTVnd仅包括累及的区域淋巴结。颈部病变要包括锁骨上淋巴结。PTVCTV +0. 8 to 1.2 cm， 因位置不同而有所变化。