随着放射治疗技术和治疗理念的不断发展,肿瘤放射治疗已由传统放疗向精确放疗转变。精确放疗要求照射技术能够根据肿瘤的形状给予肿瘤靶区以极高的剂量,使肿瘤细胞被杀死,同时肿瘤靶区周围的正常组织最大限度地减少照射,降低放射性损伤的发生。根据这一治疗理念,20世纪90年代起,三维适形放疗(Three-Dimensional conformal radiotherapy,3DCRT)应用于临床,它能使高剂量区分布形状在三维方向与肿瘤形状一致,具有提高治疗增益的优点。在3DCRT中,靶区勾画是关键。其靶区包括大体肿瘤体积(Gross tumor volume , GTV)、临床靶体积(Clinical target volume , CTV)、计划靶体积(Planning target volume , PTV)。在靶区勾画过程中,GTV及CTV的确定,都存在一定困难。目前,绝大部分医疗机构均采用CT来采集肿瘤影像作为肝癌靶区勾画的影像依据。在行CT增强扫描的过程中,静脉期与动脉期肿瘤影像,存在轻度差别。但哪一时相更能真实反映肿瘤实际大小,目前尚无定论。CTV是包含肿瘤亚临床病灶的区域,它的确定同样存在争议。因为目前尚无成熟的手段精确地确定肿瘤亚临床病灶(即CTV)的范围。在临床工作中,确定CTV是放疗医师最为困难的工作之一。不同医疗机构,往往通过各自经验,确定不同的CTV范围。临床放疗医师根据CT影像勾画肿瘤靶区后,无法得到与CT层面相同的病理标本,因此无法验证CTV是否真实包括了肿瘤亚临床病灶范围,而动物实验恰恰可以解决这一难题。肝癌放射治疗,近十几年来受到广泛重视。在经历了全肝照射、局部照射、全肝移动条照射、超分割放射治疗等变迁之后,肝癌的三维适形放疗目前为更多的医疗机构所采用。在肝癌的三维适形放疗中,精确的靶区勾画是精确放疗的基础,而GTV、CTV的确定,则是靶区勾画的关键。研究目的:1、制作VX2兔肝癌模型,研究兔肝癌CT影像与大体标本的差别,确定出CT动脉期影像和静脉期影像中,哪一时相更能准确反映肿瘤实际大小。2、研究VX2兔肝癌模型亚临床病灶浸润范围,为临床工作中肝癌放疗CTV的确定提供参考。第一部分肝癌CT影像确定GTV的动物实验研究材料和方法:1、建立动物模型:采用移植法建立兔VX2肝癌模型。将冰冻的VX2瘤细胞悬液复苏并置于RPMI1640培养液中培养,接种于兔后肢皮下使其成瘤并传代,待瘤体长至1.5～2.5cm~3后,采用外科方法取出肿瘤,将瘤周组织和肿瘤包膜剥脱干净,切开瘤体选择肿瘤周围边缘生长旺盛的灰白色鱼肉样组织制成2.5～3.5 mm3左右的瘤组织块备用。选取月龄4个月,体重2.3～2.7kg的新西兰白兔16只,通过外科手术的方法开腹并暴露肝脏,用显微外科器械将准备好的VX2瘤组织块种植于兔肝脏中,制成VX2兔肝癌模型,3周后,该动物模型可用于实验研究。2、CT影像观察:模型成功建立后,对该动物模型行CT平扫及增强扫描,平扫图象可观察到肝脏实质中的低密度肿瘤影像,用高压注射器经耳缘静脉注入造影剂优维显370后15s、41s时分别采集肝脏肿瘤动脉期以及静脉期影像,动脉期影像中可观察到肿瘤为边界清晰的高密度环形影;在静脉期,肿瘤为边界清晰的低密度影像,选择肿瘤形状规则并且边界清楚的CT平面作为感兴趣平面。在CT影像上运用CT操作系统自带测量工具,对该感兴趣平面动脉期及静脉期影像下肿瘤的最大径进行测量,比较动脉期影像与静脉期影像的肿瘤大小是否有统计学差别。3、CT影像与大体标本对照:动物模型行CT增强扫描后,将扫描床移动到感兴趣平面位置,用定位激光灯在动物模型体表定位,沿激光定位线,垂直腹壁从不同方向将两根穿刺针穿入模型腹腔,并定位于肝脏,在带针状态下,采集感兴趣平面的CT图像,能够清晰显示穿刺针的平面即为所要研究的感兴趣平面,处死实验兔,开腹暴露肝脏,在带针状态下取出肝脏大体标本,沿两根穿刺定位针确定的平面切开肝脏,切得的切面即为CT下所确定的感兴趣平面,用双脚规和测量尺测量大体标本下肿瘤实际最大径,与CT影像下动脉期以及静脉期测量的肿瘤最大径进行比较。结果:1、荷瘤兔的制作:运用肿瘤组织块包埋法制作VX2兔肝癌模型16只,3周后15只成瘤,成瘤率93.8%。2、增强CT扫描结果:动脉期下CT影像,肿瘤呈环形强化,环形壁较均匀,中间可见未强化区,未见明确肿瘤血管;静脉期CT影像,瘤灶呈低密度改变,与周围肝组织分界清楚。动脉期、静脉期、大体标本测量肿瘤最大径平均值分别为14.59±3.14mm、12.93±3.18mm和16.21±3.78mm,动脉期影像肿瘤最大径与大体标本肿瘤最大径比较,P>0. 05,二者间无统计学差异;静脉期影像肿瘤最大径与大体标本肿瘤最大径比较,P<0. 05,二者之间存在统计学差异。结论:对肝脏肿瘤行CT增强扫描,与静脉期影像相比,动脉期影像更能真实地反映肿瘤的实际大小,因此,在用CT模拟定位,对肝脏肿瘤患者勾画大体肿瘤靶区GTV时,选择动脉期的肿瘤影像较为合适。第二部分肝癌放疗靶区CTV确定的动物实验研究材料和方法:1、建立动物模型并行CT扫描,确定感兴趣平面:方法同前。2、影像学与病理对照:对感兴趣平面下大体标本中肿瘤及瘤周正常肝组织进行病理学检查,标本用10%福尔马林液固定,石蜡包埋,5um连续切片,切片行HE染色,在光学显微镜下观察肿瘤包膜外的实际浸润范围,明确肿瘤病灶包膜外瘤细胞的最大浸润距离,进而确定肿瘤亚临床灶的范围,寻找出肝脏肿瘤亚临床浸润范围与大体肿瘤体积(GTV)之间的关系。3、确定出肝癌三维适形放疗前靶区勾画中GTV到CTV的合适外放距离,为临床实践提供依据。结果:1、15例肝癌病理切片中,3例未发现肿瘤细胞的包膜外浸润,其余12例有包膜外浸润,最大包膜外浸润距离为8.1mm,中位包膜外浸润距离为2.8mm,95%的参考值范围为(0,7.75),即:在肿瘤包膜外7.75mm的范围内,包含了95%的肿瘤细胞浸润。2、对肿瘤细胞包膜外浸润距离与肿瘤大小(GTV)进行相关分析,二者间存在相关性(P=0.037,相关系数R=0.473),但二者之间没有直线相关关系(P=0.075)。结论:1、如果肝脏肿瘤最大径小于22mm,可初步认为要包括95%的亚临床灶浸润范围,应在GTV基础上外扩7.75mm得到CTV。2、GTV到CTV的外放距离与肿瘤的大小(GTV)呈正相关,但二者之间无直线相关关系,GTV到CTV的外放距离除与肿瘤大小有关外,还与其他因素相关。