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第一部分心电门控双源CT心脏及冠状动脉三维运动范围测量目的在放射治疗计划制定中,目标器官移动的定性与定量信息对内脏边界范围的确定非常重要。在左侧乳腺癌的放射治疗中,心脏前壁区域(anterior myocardial territory, AMT),左心室(left ventricle, LV)和冠状动脉不可避免地部分被照射。但是,目前的文献很少描述心脏和动脉的搏动。我们采用心电门控多层螺旋CT测量心脏(包括心脏、心脏前壁区域、左心室)及冠状动脉(包括左右冠状动脉主干、左前降支、左旋支及右缘支)在上下、前后及左右方向上的活动范围,为胸部肿瘤调强放射治疗(intensity-modulated radiotherapy, IMRT)中心脏和冠状动脉等危及器官(organ at risk, OAR)的计划危险体积(planning risk volume, PRV)的勾画提供信息。资料与方法将17例行回顾性心电门控冠脉双源CT检查的正常检查者的图像资料进行分析。分别测量舒张末期和收缩末期两个不同心动周期中心脏、心脏前壁区域、左心室、左右冠脉主干及其主要分支在前后、左右及上下方向上的移动范围。将所得数据应用SPSS16.0软件包进行分析,得出心脏不同部位,左右冠脉主干及主要分支的三维运动范围的均值。结果对于心脏,心脏前壁区域和左心室前界、右界的运动范围约3-5mm,左界和后界的运动范围约5-8mm,上界和下届的运动范围约5-6mm,其中心脏前壁区域和左心室的左界、后界和下届的运动范围最大,大部分方向上的运动范围约4-7mm。对于冠状动脉,前后方向的运动范围4mm,左右方向的运动范围约4-7mm,上下方向的运动范围约4-6mm。结论心脏和冠状动脉各部分在心动周期中的运动范围不一致,心脏前壁区域和左心室的左界、后界和下届的运动范围最大,左冠状动脉比右冠状动脉的活动范围大。心脏、心脏前壁区域和冠状动脉在各个方向上多有4-7mm的运动范围。第二部分心脏和冠状动脉运动补偿降低左侧乳腺癌调强放射治疗中心脏及冠脉照射剂量的策略目的探讨将心脏、心脏前壁区域、左心室和左右冠脉主干及其主要分支作为危及器官并将第一部分测得的心脏及冠状动脉三维运动范围的数据应用于制订左乳腺癌调强放射治疗中危及器官和计划危险体积PRV的勾画中,能否有效降低左侧乳腺癌IMRT计划中心脏前壁区域及冠脉的照射剂量。资料与方法在放射治疗计划数据库挡案中随机选择早期乳腺癌行保乳手术治疗后的21例患者的计划CT图像,定位CT扫描体位与治疗体位相同(仰卧位,双手置于头顶),扫描范围由下颈部至上腹部,层厚2.5mm。由同一放疗医师勾画靶区和危及器官OAR。靶区包括临床靶区(clinical target volume, CTV)和计划靶区(planning target volume, PTV)。CTV为整个左侧乳腺组织,其前界位于皮下0.5cm；PTV为CTV外放0.8cm。为了计算所有危及器官的照射剂量,将左冠状动脉主干(left coronary artery, LCA)、右冠状动脉主干(right coronary artery, RCA)及左前降支(left anterior descending,LAD)、左旋支(left circumflex artery, LcxA)、右缘支(right marginal artery, RMA)增加为OARs。将第一部分测得的心脏、心脏前壁区域、左心室、左右冠脉主干及其主要分支在心动周期中的活动范围作为这些危及器官PRV外放边缘的依据。选择两种不同的治疗计划IMRT(H)和IMRT (AMT), IMRT (H)是将心脏作为危及器官,IMRT (AMT)是将心脏前壁区域代替心脏作为危及器官。由TPS获得剂量体积参数Dmean和D2%,Dmean指平均剂量,D2%指危及器官2%体积接受最大剂量照射时的剂量。所有统计学处理均采用SPSS16.0统计学软件包,各个危及器官的参数采用配对t检验,以P<0.05为有统计学意义。结果根据第一部分所测得的危及器官(包括心脏、心脏前壁区域、左心室、左冠状动脉、右冠状动脉、左前降支、左旋支和右缘支)的活动范围,确定相应危及器官计划危险体积的外放边缘,这些外放边缘具体数值如表2.1所示。与危及器官的体积相比,心脏、心脏前壁区域和左心室的PRV分别增加了50.6%±7.9%(95%CI:33%-61%),194.9%±36.4%(95%CI:149.0%-290.0%),76.7%±9.8%(95%CI:56%-91%),而左冠状动脉、右冠状动脉、左前降支、左旋支和右缘支的PRV增加了18.7-42.6倍,如表2.2所示。IMRT(H)和IMRT(AMT)中所有危及器官的Dmean和D2%均在表2.2中。比较心脏作为危及器官的PRV的Dmean, IMRT(H和IMRT(AMT)计划中分别增加了5.52%(P<0.05)和5.81%(P<0.05)；将AMT作为危及器官时,其PRV的Dmean减少了8.35%(P<0.05),如图2.1A、2.1C所示。同样地,比较危及器官的D2%,IMRT(H)计划中LV, LCA, RCA, LAD, LcxA和RMA等大约增加了10%-21%(all the P<0.05),如图2.1B所示；IMRT(AMT)计划中心脏、心脏前壁区域、左心室和左前降支的D2%增加了22-43%(P<0.05),如图2.1D。IMRT(AMT)计划中的平均剂量Dmean和D2%和IMRT(H)计划比较,心脏、心脏前壁区域、左心室和它们的PRV的平均剂量分别下降了14-16%,26-33%,19-23%(所有P<0.05)；左前降支LAD和PRV的Dmean分别下降了15%,14%(P<0.05),如图2.1E、2.1G所示。同样地,心脏、心脏前壁区域、左心室、左前降支和其PRV的D2%分别大约下降了13%-26%,18%-23%18%-31%,3%-15%(所有P<0.05),如图1F、1H所示。并且左旋支PRV的Dmean下降了13.7%(P<0.05)。如图2.1G所示。与将心脏和AMT作为危及器官的乳腺IMRT计划相比,将心脏、AMT、LV、 LAD作为危及器官的IMRT计划的Dmean和D2%分别降低了15-33%、13-31%,两种计划方法间的差别具有统计学意义(所有P<0.05)。结论第一部分测得的心脏,AMT, LV, LCA, RCA, LAD, LcxA和RMA的运动范围可以为这些危及器官的PRV外放边缘作为参考,从而更准确的勾画危及器官的计划危险体积。心脏和冠状动脉运动补偿以及将AMT、LV、LAD、RCA等作为危及器官的乳腺IMRT计划比常规IMRT计划能更进一步降低心脏和冠脉的照射剂量。