石梅
【摘 要】目的 综述国内外肿瘤放射学研究现状和发展动态,提出未来我军放射专业发展的目标、方向和重点.方法 检索近10年来国内外放射领域的相关论文、综述和会议资料,分析该学科领域的新进展.结果 20世纪80年代以来,放射全面进入三维立体"精确定位、精确计划、精确"的新时代,充分显示了最大限度杀伤肿瘤、提高肿瘤控制率,最大限度保护肿瘤周围正常器官、降低严重并发症发生率的技术优势.图像引导的放射作为精确放疗的技术保证,其研究与发展已成为当前的热点.结论 未来肿瘤放射将在全面推进精确放疗发展进程的基础上,更加注重与新技术相伴随的放射物理学及放射生物学的研究进展.同时,精确放疗与化疗、热疗、介入、分子靶向等相结合的综合模式以及重离子癌症等新技术的开展,将使癌症患者显著受益于医学科学技术的进步. 【期刊名称】《解放军医学杂志》
【年(卷),期】2010(035)005
【总页数】4页(P481-484)
氧化钼
【关键词】放射计划,计算机辅助;肿瘤方案
培养基
【作 者】石梅
【作者单位】710032,西安,第四军医大学西京医院放射科
【正文语种】中 文
【中图分类】R730.55
放射发展至今已有100多年的历史,与手术、化疗一起构成肿瘤的三大手段,60%～70%的肿瘤患者在其的不同阶段需要接受放射。肿瘤放射学也是近年来发展最快的学科之一。
1 肿瘤放射学国内外发展现状
理论上放射应使射线紧紧包围肿瘤并给予足够的照射剂量,同时避开周围正常组织。然 而,在以往的临床实践中,由于技术方面的原因,既不能很好地识别肿瘤,亦不能靶向性地实施。CT、MRI、B超、正电子发射断层显像-计算机断层成像(PET-CT)等影像诊断技术的进步,使临床医师得以清晰地了解肿瘤的三维解剖信息,准确识别肿瘤体积及其与周围组织的毗邻关系[1]。在计算机科学及影像技术飞速发展的时代背景下,现代精确放疗技术从以X线模拟定位影像为指导、以骨性标志为基准、以非肿瘤空间位置为特征的二维放疗,发展成为以CT断层扫描重建的三维图像为指导、以计算机辅助优化计算为平台、针对不同部位肿瘤、实现个体化的三维放疗。三维放疗的特征是在合适的固定体位下,应用CT模拟定位,以三维计划系统进行剂量计算和显示,使剂量分布与肿瘤的三维空间形状相符合,减少对正常组织的照射[2],提高肿瘤的局部控制率,降低正常组织的并发症发生率。
1.1 三维适形放射(3 dimension conformal radiotherapy,3DCRT) 从20世纪60年代开始,多个研究小组提出了3DCRT的基本概念并进行了相关设备的研制[3]。90年代初期3DCRT广泛应用于临床,适用于全身不同部位、不规则凸形肿瘤(正常组织包绕肿瘤)的。与二维放疗技术相比,3DCRT可使肿瘤内的照射剂量平均提高10Gy以上,使传统的放疗敏感性概念受到冲击,组织病理不再是决定放疗有效与否的标志。3DCRT的优点是在三维空间的任何方向上,照射野几何投影的形状都与肿瘤的形状相一致,且在三维方向上肿瘤(靶区)内及表面
的剂量处处相等。
1.2 调强放射(intensity modulated radiotherapy,IMRT) IMRT是更精细化的3DCRT,利用逆向计划系统和计算机控制的动态准直器,将每条射线束细分为很小的子野并调节每个子野的剂量强度,雕刻出与肿瘤相匹配的高度适形的剂量曲线[4],被誉为“21世纪放疗技术的革命”。该技术的优势一是最大限度减少正常组织受照剂量,二是满足不规则凹形肿瘤靶区(肿瘤包绕正常组织)的需要,三是每次分照射中肿瘤内可同时增加更高剂量,明显提高了放射生物学效益。
IMRT的关键是医生必需熟练掌握CT、MRI和PET-CT影像诊断知识,在CT定位扫描图像上,借助图像融合技术正确识别并勾画出肿瘤区(gross tumor volume,GTV),易受肿瘤侵犯的高危、低危转移区(clinical target volume,CTV)以及肿瘤周围需要保护的众多要害器官(organ at risk,OAR),根据设备的精度、技术员的业务水平等,判断CTV外需增加的安全边界(planning target volume,PTV)。其中对CTV的判断最复杂、最困难,需要医生充分了解肿瘤的发生发展规律、浸润转移特征以及与手术相关的技术规范等,要经过严格的训练才能掌握。
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头颈部肿瘤非常适合采用IMRT进行[5-6],其中鼻咽癌的结果令人振奋。2002年美国加利福尼亚大学旧金山分校(University of California-San Francisco,UCSF)报道并于近期更新了118例鼻咽癌IMRT的结果,4年的局部无进展生存率、局部区域控制率分别为97%和98%[7],随后美国的Wolden等[8]、我国香港的Kwong等[9]和Kam等[10]相继报道了类似结果,肿瘤的局部控制率较常规放疗提高约30%。另外一些研究针对Ⅲ-Ⅳ期口咽癌患者,IMRT的局部控制率达87%～94%[11-12]。Ⅲ期临床研究表明,IMRT在鼻咽、口咽、喉、下咽癌的中,对保护腮腺功能,降低永久性严重口干,维系患者咀嚼、吞咽、讲话、味觉、唾液分泌等功能,改善生存质量意义重大[13]。
在前列腺癌发病率较高的欧美国家,越来越多的患者选择IMRT而非手术进行,原因是放疗后尿失禁、阳痿的发生率更低,同时前列腺癌接受72Gy高剂量照射后5年的无复发生存率与根治手术相同。斯隆-凯特林癌症中心(MSKCC)回顾性分析发现,772例前列腺癌患者接受81Gy(高于常规剂量20%)照射后2年内的2、3级以上直肠毒性反应发生率仅为4.5%和0%[14]。
1.3 立体定向放射(stereotactic radiotherapy) 包括立体定向放射外科(stereotactic radio
surgery system,SRS)和立体定向体部放射(stereotactic body radiation therapy,SBRT)。SRS技术的基本原理是采用有创头部框架实施有效固定,将颅内靶点置于立体定向的几何中心,通过共面和(或)非共面多线束聚焦设计,给予靶区单次大剂量摧毁性照射,而肿瘤周围正常组织受照的剂量骤然降低,从而得到良好的保护。由于SRS在病变组织的边缘处形成锐利如刀切一样的高梯度剂量分布,因此俗称“头刀”。对位于脑深部、重要功能区及瘤体巨大、手术需慎重的良性肿瘤,如垂体腺瘤、脑膜瘤、前庭神经鞘瘤、脑动静脉畸形、颅咽管瘤等,SRS的疗效好、安全性高、创伤小;对脑转移癌、脑胶质瘤等恶性肿瘤亦可缓解症状、延长生命,提高患者生存质量。
在SRS颅内肿瘤取得成功后,有学者开始探索将这一技术应用于体部肿瘤的[15],但由于无法像颅内肿瘤一样对患者实施有效固定,以及生理运动对体部肿瘤位移的影响,其应用受到了限制,而且肿瘤周围不同正常组织的辐射耐受性各异,难以实施一次性摧毁照射。SBRT相比于SRS,降低了分次剂量,提高了次数[16],剂量分布依然呈靶区内高剂量、正常器官低剂量的陡峭特征[17],尽管邻近肿瘤的正常组织受到了与肿瘤等高的剂量,但只要体积小,并不转化为严重的副反应,故不难理解SBRT只适合小体积肿瘤。大鼠
SBRT在原发性及继发性肺肿瘤、肝转移癌、脊髓转移癌等体部肿瘤的中优势明显,其中早期非小细胞肺癌的疗效可与手术媲美。2009年美国国立综合癌症网络(NCCN)中国版已将周围型肺癌肿瘤直径小于5cm、淋巴结阴性、医学因素不能耐受手术患者接受SBRT纳入指南。同样,对肺转移癌、肝转移癌、脊髓转移癌或全身多发转移患者推荐SBRT也有越来越多的研究结果予以支持[16],在合理设计方案的前提下,同一个脏器内的5个转移灶是安全的[18]。
1.4 影像引导的放射(image guided radiotherapy,IGRT) IGRT与3DCRT、IMRT不是平行的概念,而是实施这些技术的重要手段。尽管3DCRT可以形成高度适合靶区形状的剂量分布,解决了静止的、刚性的靶区剂量适形问题,IMRT更具有显著的剂量分布优势,但是肿瘤及周围正常组织在单次中和各次之间都可能随时间的变化而变化。单次放疗中位置的不确定因素有:解剖结构的移动、变形,正常的生理过程如呼吸、心跳、胃肠蠕动等[19]。分次放疗之间位置的不确定因素有:肿瘤退缩或进展、形状改变,骨性标志的位置变化,肠腔、膀胱等脏器的充盈状态等。这些都将影响到实际照射的剂量分布。目前解决该问题的方法是将CTV外放一定的安全边界形成PTV,以保证在有靶区运动和摆位误差的情况下,肿瘤区不会漏照,但此法是消极的,因为它以扩大肿瘤周围正常组织进入高剂量区为代价。
IGRT技术的作用在于解决运动靶区准确的适形问题,目的是提高放射的精准度、确保放射特别是IMRT、SBRT的安全性。它将放疗设备与影像设备相结合,在分次摆位和(或)中采集患者的图像,并利用这些图像引导此次和(或)后续分次[20]。目前图像采集以锥形束CT(cone beam CT,CBCT)为最先进的成像装置,它直接整合到直线加速器上,机架旋转一周能获取和重建一个体积范围内的CT图像,经三维重建后的患者模型与计划的患者模型匹配比较,得到床需要调节的参数。此外CT影像经电子密度校准后,可用于评价解剖结构改变对剂量的影响[21]。
2 我军放射专业取得的新成绩
“十一五”以来,全军肿瘤放射工作在设备的更新与完善、新技术的引进与运用、特的形成与成果等各个方面都展现出百花齐放、百家争鸣的势态,鲜明的技术特与不断的创新发展使其成为我国肿瘤放射中一支不可忽视的力量。目前,全军范围内已建立起100家放疗机构,上述各种技术在不同层次医院按需展开。
律师法全文2.1 与时俱进,新技术不断涌现 解放军总医院、西南医院、南京军区南京总医院较早引进并开展了螺旋断层放疗、图像引导肿瘤调强放疗、影像引导立体定向精确放疗(cyberknife)技
术,取得了可喜成绩。西京医院采用调强放疗患者2000余例,其中对鼻咽癌的达到国内外先进水平,在宫颈癌三维近距离放疗研究方面处于国内先进水平。长海医院、唐都医院、空军总医院、海军总医院、沈阳军区总医院及广州军区广州总医院等71个放疗机构,重点对SBRT、SRS技术进行了深入研究,获得了良好的社会效益和经济效益。
2.2 特突出,研究向纵深发展 空军总医院关于“体部γ刀高分次剂量早期非小细胞肺癌的临床应用研究”曾多次应邀赴美国、日本等国家进行大会交流,并发表于美国放射肿瘤学界红皮杂志上,受到国内外同道的高度关注,为中国的全身γ刀技术走出国门、走向世界做出了突出贡献;沈阳军区总医院在肺癌、肝癌、胰腺癌等肿瘤的中,建立了微创靶向模式;解放军107医院创建了放疗、化疗、热疗与中医中药结合,局部消融与区域结合的肿瘤综合模式;兰州军区兰州总医院与中科院合作,进行了重离子肿瘤临床研究;大坪医院在直肠癌、妇科肿瘤中子腔内照射的研究中,从设备的改进、施源器设计、剂量分布研究等各个方面获得多项发明专利及科技奖项。
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