食管癌放射治疗技术进展
用体表标记校准会产生明显的误差[21,22]。图像引导放疗(Image
Guided Radiation Therapy,
IGR分析软件实现图像采集、配准以 及摆位误差的修正,可提高每次治疗的摆位精度,降低分次间误差,可以实施“手术式”的高精度 适形放疗。目前主要的成像模式包括^Iv级射野成像、kV级射野成像、kV级锥形束CT
了25%,肺平均受量减少了3~4Gy,心脏和脊髓受量与3D—CRT和IMRT没有明显差异[17]。Martin
等研究发现,虽然VMAT剂量分布的均匀性和一致性优于IMRT,但却增加了肺和心脏的低剂量照射 体积[183。
螺旋断层放疗
螺旋断层放疗(Helical Tomotherapy,HT)是以螺旋断层技术为基础的一种IMRT。关于HT治 疗食管癌的研究少见。Chen等对比研究了3D-CRT、静态IMRT和Tomo三种技术治疗食管癌的剂量
82.OGy/3~3.1Gy,5年局部控制率达到57%,但是48%的患者发生了放疗相关的食管溃疡[32]。2010 年Mizumoto等报道了采用质子治疗51例局部晚期食管癌,得到20.5个月的中位生存时间,5年生
存率为21.1%,但是由于食管溃疡导致致死性大出血的发生率为7.8%[33]。目前由于设备价格昂贵,
Guided Radiation
Therapy,IGRT)、4D—CT、呼吸门控
以及调强技术等,改变了传统的食管癌放疗模式。 计划设计 1.精确定义靶区
研究显示,原发灶大体肿瘤体积(Gross
Tumor
Volume,GTV)是食管癌放疗的独立预后因素,
GTV的扩大会导致放疗相关副反应发生率明显增加[1]。PET作为一种功能学影像检测手段,弥补了 以往形态学影像的不足,PET-CT同机融合将形态学与功能学信息结合起来提高靶区勾画的敏感性和 精确度。2007年Gondi等首次将PET-CT同机融合用于食管癌GTV勾画的研究中,并引入适形指数
(Simultaneous Integrated
Boost,SIB)。治疗方案的优化仍然是IMRT的研究热点。
Wang等回顾性分析了6例食管癌患者接受5~9野IMRT技术为基础的同步放化疗,处方剂量 59.7~66Gy/28~33f,短期随访6例全部为完全缓解(Complete Response,CR)[13]。2012年Lin 等报道了一组涉及676例食管癌患者的对比研究,处方剂量50.4Gy,结果显示,IMRT能够明显改 善患者的生存率,3年和5年生存率分别为53%(3D—CRT 43%)和44%(3D—CRT 34%)[14]。虽然剂 量学研究表明IMRT在治疗食管癌方面存在优势,但是这种剂量学优势能否带来疗效的改善尚存在 争议。关于3D-CRT与IMRT治疗食管癌的剂量学比较研究发现,IMRT能够显著提高靶区的剂量和均 匀性,降低肺的平均受量和脊髓和脑干等危及器官的受照剂量,但却增加了肺的低剂量受照体积, 这可能是因为IMRT射野数目多,以及在IMRT实施过程中MLC所致的漏射线[123。 容积弧形调强技术(Volumetric-Modulated
Tumor
研究了11种不同的SUV勾画食管癌肿瘤代谢体积(Metabolic
Volume,MTV),结果显示SUV
为2.5时,MTV与CT或食管内超声(Endoscopic Ultrasound,EUS)勾画的GTV最接近,适形度也
最好[3]。随后几项研究通过病理学证实,当SUV接近2.5时,PET-CT勾画的GTV更加符合肿瘤的 实际情况[4-6]。然而,对照淋巴结病理结果,PET—CT虽然能够避免转移淋巴结的漏照,但是由于 分辨率差,良恶性淋巴结病变鉴别困难,假阳性发生率高。因此,PET-CT用于食管癌靶区的精确勾 画是可行的,但是目前还没有统一的标准,因此以PET-CT为基础勾画靶区应谨慎对待。
(Conformity Index,CI)评价GTV盯与GTV唧讲之间的差别,最终得出结论,PET-CT用于食管癌放
疗靶区的勾画弥补了普通CT的不足,有助于精确确定肿瘤的照射范围,优化剂量分布[2]。但是还 没有统一的标准摄取值(Standard
Uptake
Value,SUv)来确定具体的靶区范围。2010年Vali等
呼吸门控技术和呼吸引导门控技术(Autogating Elokta的主动呼吸门控技术(Active
(Deep—Inhalation Breath
Contr01)。
Breathing
Control,ABC)和Varian的深吸气屏气技术
Holding,DIBH)都属于被动呼吸门控技术,是通过特定口腔装置测量
学特点,发现HT的靶区适形度、剂量均匀度、肺V。。明显优于其他两种技术,该研究还发现,HT和 IMRT在心脏的保护方面优于3D—CRT(心脏的V。。和V4s),但前两者的肺V。。明显大于后者[19]。2007
年,Chen等报道了以HT技术为基础的同步放化疗治疗20例食管癌患者的初步研究结果,处方剂量 为GTV50Gy,CTV45Gy,2例患者获得CR,8例患者治疗后分期下降,但是有9例患者出现ⅡI级急性
气流来监测呼吸运动,在预定的呼吸时相主动呼吸控制装置临时阻断患者的气流,并在此状态下进 行照射。整个过程需要患者的配合和治疗前适当的呼吸训练,还要求患者能够耐受适当时间的屏气。
而呼吸引导门控技术不要求患者屏气,而是通过检测患者的呼吸脉冲,追踪靶区的移动,实时触发
治疗机出束照射或者治疗床的移动。Cyber-knife就是基于这一原理,采用两个交角安装的Kv一线 等中心投射到患者治疗部位,根据探测到的标记点的位置随呼吸运动的变化,触发6个自由运动的 机架随时调整X线束的方向,进行实时图像跟踪照射。 在食管癌放疗中采用呼吸门控技术的报道不多。Lorchel等人通过对比8例食管癌患者呼气末、 吸气末、深吸气后屏气和自由呼吸是的CT图像,证明在食管癌的放疗中,运用肺活量计系统时应 在深吸气后屏气时照射,运用自由呼吸门控系统时应在吸气时照射,从而降低肺的受照剂量[28]。 质子治疗 质子线束半影小,在达到射程末端前即己达到最大剂量,而最大剂量区以外剂量跌落明显,具
蝴和呼吸门控技术
由于呼吸运动和心脏跳动引起的肿瘤和器官的生理性运动(分次内运动),影响靶区剂量的精 确度,因此,为了使靶区获得足够的处方剂量,必须勾画内靶区(Internal
Target Volume,ITV)
来解决这一问题。4D-CT是进行有时序的CT扫描,截取某一呼吸时段内不同时刻的CT序列,利用
Arc
Therapy,VMAT)能够根据靶区的形状,同时
调整MLC的运动、输出束流的剂量率和机架的旋转速度,获得精确的三维剂量分布,从而提高治疗 精度,缩短治疗时间[15]。Yin等对比研究了vMAT和IMRT两种技术,在相同的剂量分布情况下,
单弧VMAT使加速器跳数减少42%,双弧VMAT减少67%,明显缩短了治疗时间[16]。2011年Nicolini 等研究发现,与3D-CRT相比,VMAT使剂量偏差下降了70%,剂量均匀性提高了22.8%,适形度改善
有适形性好、剂量分布均匀,局部剂量高,旁向散射少,等优势,近年来备受关注[29]。1998年 Isacsson对比了5例食管癌患者IMRT计划和质子放疗计划的剂量分布情况,首次提出质子治疗能 够降低危及器官受照剂量[30]。Koyama等2003年报道了采用质子治疗30例食管癌,13例早期病
变给予77.7Gy,其余17例局部晚期给予80.7Gy,随访10年,所有早期病变患者没有局部复发, 局部晚期患者复发率为78.3%[31]。2005年Sugahara等采用质子治疗46例食管癌,剂量76.0Gy~
导个体化放疗计划的实施,明显降低了肺、心脏和脊髓等危及器官的受照剂量,降低了放疗相关并 发症的发生。
表1不同频率IGRT的方式 名称
O%IGRT 12%IGRT 20%IGRT 36%IGRT 52%IGRT 60%IGRT
方式
只校准皮肤表面标记
前3~5次IGRT 每周第1天IGRT 第一周每天IGRT,以后每周第1天IGRT 隔天一次IGRT 第一周每天IGRT,以后隔天一次IGRT
2.计划设计
计划设计是放疗过程的核心,理想的放疗计划应保证有效控制肿瘤,同时尽可能降低周围正常
组织并发症的发生。食管癌多为不规则、偏心性浸润生长,传统的二维技术采用基本相同的照射野
和入射角度照射大小形状各异的肿瘤,既不能精确靶区内剂量分布,也不能预知周围正常组织的照 射剂量。近年来,CT、MR、PET—CT等技术的临床应用,剂量生物模型的发展,使得精确的肿瘤定位
毒性反应[20]。2011年Martin等研究发现HT剂量分布的均匀性和一致性明显优于IMRT和VMAT,
且具有更好的适形度[18]。
图像引导放疗
随着放疗技术的飞速发展,肿瘤靶区精确度提高,分次照射剂量加大,患者在治疗过程中体位
和靶区的不确定性逐渐成为现代放疗技术亟待解决的问题。研究发现,食管癌放疗患者摆位时只采
林蕾王俊杰
北京大学第三医院肿瘤治疗中心,北京100191
食管癌的主要治疗方式包括手术、放疗和化疗。现代放疗的目标是努力提高放射治疗的治疗增 益比,即通过精确的靶区勾画,减少分次问和分次内误差,更加优化的剂量分布等,最大限度的提 高靶区内的剂量,同时使周围正常组织器官避免不必要的照射。近年来,放疗技术的巨大发展,包 括PET—CT同机融合、图像引导放疗(Image
3D技术重建出该呼吸时段内靶区或重要器官的3D图像随时间变化的序列。治疗过程中,加速器根 据自身的成像系统获取的靶区或重要器官的3D图像与4D—CT序列的图像进行校准的结果,进行实 时照射。4D-CT能够反映不同呼吸时相内各解剖结构的位置和运动情况,通过呼吸门控技术,弥补 靶区运动导致的误差,减少ITv到PTv外放距离,减少周围正常组织的不必要照射,主要包括被动
0.2%[-113。
调强适形放疗 调强适形放射治疗(Intensity