胸部肿瘤调强放疗后放射性肺纤维化CT图像参数分级的剂量学危险因素研究

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目的:探讨CT图像参数分级放射性肺纤维化(RPF)的可行性,并探讨胸部肿瘤接受调强放疗(IMRT)后导致放射性肺纤维化的剂量学危险因素。  方法:回顾性分析118例接受调强放疗(IMRT)的胸部肿瘤(食管癌85例、肺癌27例,胸腺瘤6例)患者的随访CT影像资料和剂量学资料。通过图像处理软件获取随访CT图像参数,得出CT图像参数的诊断界值,对118例患者重新分级,检验CT图像参数分级与标准分级的一致性。分析剂量学参数与放射性肺纤维化CT图像参数分级的关系,评价剂量学参数对放射性肺纤维化的预测价值。统计用SPSS24.0软件包。CT图像参数采集用Image-Pro plus6.0软件包。  结果:1.118例患者的随访胸部CT图像参数通过图像处理软件采集并处理。结果显示:随访胸部CT图像的纤维化区域内部平均灰度值差值Density(Meani)、纤维化区域内部灰度值标准偏差差值Density(Std.dev.i)单因素分析有统计学差异(P<0.001),采用ROC曲线得出Density(Meani)的0级至4级的曲线下面积AUC分别为1.000、0.967、0.988、0.979,对0级至4级放射性肺纤维化的诊断界值分别是1.03、11.68、25.28、25.28,敏感度分别为100%、94.7%、93.3%、100%,特异度分别为100%、90%、99%、92%。Density(Std.dev.i)的0级至4级的曲线下面积AUC分别是1.000、0.950、0.964、0.915,诊断界值分别是0.49、16.54、22.40、22.40,敏感度分别为100%、89.5%、93.3%、100%,特异度分别为100%、90%、90.3%、83.9%。通过两个CT图像参数联合对118例病例分级,0-1级81例,2级23例,3级8例,4级6例。依据CTCAE5.0分级:0和1级80例,2级23例,3级9例,4级6例。该方法与CTCAE5.0分级进行对比,Kappa一致性检验一致性程度较强(Kappa值为0.792)。对于≥2级RPF分级,Kappa一致性检验一致性程度很强(Kappa值为0.785),对于≥3级RPF分级,Kappa一致性检验一致性程度几乎一致(Kappa值为0.961)。2.剂量学参数分析结果显示:对于≥2级放射性肺纤维化:V30、D20单因素分析与≥2级放射性肺纤维化有统计学差异(P<0.001、P=0.002)。多因素logistics回归分析显示MLD、V30、D20与发生≥2级放射性肺纤维化有关,统计学分析有差异(P=0.019、<0.001、=0.003)。MLD、V30、D20三个剂量学参数分别采用ROC分析得出其曲线下面积AUC分别为0.740、0.797、0.778。诊断界值分别为MLD<13.99Gy、V30<14.05%、D20<28.65Gy,敏感度分别为:73%、64.9%、24.3%;特异度分别为:45.7%、63%、96.3%。对于≥3级放射性肺纤维化: V20、D20、D30单因素分析与≥3级放射性肺纤维化有统计学差异(P均<0.05)。多因素logistics回归分析显示MLD、V20、V30、D20、D30与发生≥3级放射性肺纤维化有关,统计学分析有差异(P=0.036、=0.018、=0.011、=0.010、=0.010)。MLD、V20、V30、D20、D30五个剂量学参数分别采用ROC分析得出其曲线下面积AUC分别为0.741、0.758、0.720、0.737、0.736,诊断界值分别为MLD<13.09Gy、V20<24.52%、V30<18.85%、D20<28.65Gy、D30<18.25Gy,敏感度分别为:92.9%、100%、42.9%、42.9%、85.7%;特异度分别为:28.8%、32.7%、93.3%、94.2%、38.5%。  结论:1.CT图像参数可以用于分级调强放疗后放射性肺纤维化。2.在预测放射性肺纤维化时,可考虑使用剂量体积参数(Dx)。MLD、V30、D20等剂量学参数可以用于预测≥2级以上放射性肺纤维化,MLD、V20、V30、D20、D30等剂量学参数可以用于预测≥3级以上放射性肺纤维化。
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