在接受体积调强弧形放疗的术后口腔癌患者中：可形变影像配准与离线自适应重新计划的评估

这对口腔癌患者为何重要

术后放疗是许多口腔癌患者治疗的重要组成部分，但在数周的治疗过程中，头颈部的形态可能发生显著变化。本研究提出了一个具有现实影响的实用问题：一种更新、更快的计算方法能否在治疗过程中安全地即时更新放疗计划，还是医生仍需采用传统方式重做完整计划，以在保护健康组织的同时不遗漏肿瘤区域？

为何放疗计划会失效

外科切除口腔肿瘤后，患者通常接受数周放疗以降低复发风险。现代技术如体积调制弧形放疗可以将高剂量区紧密包裹在危险区域，同时减少对邻近器官如脊髓、颌骨、唾液腺和喉部的照射。然而在治疗过程中，患者常常体重下降、肿胀消退，导致体表轮廓和内部组织缩小或移位。如果继续使用未更新的原始放疗计划，部分原本应照射到的目标可能无法获得足够剂量，而敏感器官则可能意外接受超出预期的辐射。

更新放疗计划的两种方式

临床上可通过两种主要方式应对这些变化。传统方法称为常规自适应重新计划，需要做新的CT扫描、由医生手工重描所有关键结构，然后生成新的计划。此法准确但耗时且工作量大。新方法使用可形变影像配准，软件通过数学方式“扭曲”原始计划扫描以匹配在治疗机上获取的锥束CT，从而生成反映患者当前解剖的合成CT，同时保留原始图像的质量。原始的靶区和器官轮廓会自动映射过去，必要时再手工调整，可能节省数天工作时间。

将两种方法付诸检验

研究者前瞻性纳入了25例接受口腔鳞状细胞癌手术并接受术后放疗（常合并化疗）的患者。入组标准为锥束影像显示体表轮廓至少有5毫米变化，表明存在显著解剖学改变。对每位患者，他们基于一次完整重复CT生成一个自适应计划（传统方法），并基于可形变配准产生的合成CT生成另一个计划。然后比对这些计划在靶区和器官体积方面的一致性、靶区被预定剂量覆盖的情况以及关键器官的受照剂量。他们还使用标准的重叠度和边界一致性指标评估软件重塑结构的准确性。

关于剂量与安全性的研究发现

如预期，大多数靶区和器官在治疗过程中缩小，证实需要某种形式的适应性调整。当团队仅将原始计划直接投影到更新后的解剖上时，低风险靶区的剂量覆盖显著下降，且一些器官，尤其是颌骨，出现了更高的剂量。比较两种自适应方法发现存在权衡：基于合成CT直接制定的计划在保护危及器官方面略有优势，特别是对喉部和唾液腺更为节省剂量；但这些计划对高风险和低风险靶区的覆盖较差——接受预定剂量的靶区比例以及近最低剂量值持续低于基于完整重复CT的计划。可形变方法在处理某些结构时也存在困难，如脊髓和非常大的靶区体积，这些部位的形态变化更为复杂。

对患者及未来治疗的意义

研究结论认为，目前基于可形变配准的计划能够加快工作流程并略微减少对健康组织的照射，但可能无法可靠地向所有有复发风险的区域输送充分剂量。在底层软件变得更为准确之前——尤其是对于大型或复杂结构——该更快的方法不应完全取代术后口腔癌的完整自适应重新计划。相反，可形变工具当前更适合用于追踪已交付剂量随时间的变化，并辅助判断何时确实需要一份经过全面且细致核查的新计划。

引用: Dokania, S., Mukherji, A., Nanda, S.S. et al. Evaluation of deformable image registration vs offline adaptive replanning in post-op oral cavity cancer treated with volumetric modulated Arc therapy. Sci Rep 16, 10406 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38776-1

关键词: 自适应放疗, 头颈部癌症, 口腔癌, 可形变影像配准, 治疗重新计划