王银华大夫的个人网站 sam98157.haodf.com
医生头像

王银华   副主任医师

收藏本站

本站已经通过实名认证,所有内容由王银华大夫本人发表

当前位置: 芜湖市第二人民医院 > 王银华 > 文章列表 >数字化三维放疗新技术——精准放疗

肿瘤放疗

数字化三维放疗新技术——精准放疗

发表者:王银华 人已读

一、什么是精准放疗?

所谓精准放疗(precision radiotherapy,PT),是指将放疗医学与计算机网络技术和物理学等相结合所进行的肿瘤治疗方式,整个放疗过程由计算机控制完成。其与传统放疗技术不同之处可概括为“四最:芜湖市第二人民医院肿瘤放疗科王银华

1.肿瘤靶区一定范围内受照剂量最大;

2.肿瘤靶区周围正常组织受照射剂量最小;

3.肿瘤靶区内剂量分布最均匀;

4.肿瘤靶区定位及照射最准确。

精确放疗优点是“高精度、高剂量、高疗效、低损伤”。

精确放疗是在常规放疗基础上通过精确的肿瘤定位,精确的计划设计、剂量计算及在治疗机上精确执行的一种全新的肿瘤放疗技术,它融合了三维图象处理技术、高精度的剂量计算算法、尖端的直线加速器系列技术、先进的肿瘤诊断技术、放射生物学前沿研究成果。在精确放疗的全过程中,每一步都强调精度,这相对于常规放疗是质的飞跃。

二、精准放疗与普通放疗有什么区别?

比较参数

精确

普通放疗

定位方式

CT模拟机定位

X-线模拟机定位

体位固定装置

定位误差

小于2毫米

10-20毫米

剂量计算

三维治疗计划系统计算

手工计算

剂量误差

照射野

适合肿瘤形状的不规则野

多采用矩形野

肿瘤剂量

容易提高

难以提高

正常组织受量

容易降低

难以降低

照射野设计

三维非共面多野

两维共面少野

疗效

疗效大幅度提高,副作用小

疗效难以提高,副作用大

三、精准放疗包括哪些放疗技术?

精确放疗主要包括三维适形放疗(3D-CRT),

调强适形放疗(IMRT),

影像引导三维适形调强放疗(IGRT),

及立体定向放疗(SBRT)等。

四、三维适形放疗技术

什么是三维适形放疗?

三维适形放疗(3-dimensional conformal radiation therapy,3D-CRT)以其等剂量曲线的分布在三维方向与靶区的形状一致或基本一致的优势,提高肿瘤局部控制率减少正常组织的照射剂量、尽量提高肿瘤区照射剂量,减少放疗并发症。

3D-CRT概念的提出

1959年日本Takahashi博士及同事首次提出,

20世纪50年代高能射线大面积照射应用,

20世纪70年计划系统和多页光栅使用,正式应用于临床。

3D-CRT技术特点:

肿瘤的生长方式和部位复杂,其形状不规则,因此绝大多数照射野的形状是不规则的,由于计算机技术的进步,放射物理学家用更先进的多叶光栅,根据不同视角靶体积的形状,在加速器机架旋转时变换叶片的方位调整照射野形状,使高剂量区剂量分布的形状在立体三维方向上与靶区形状相一致,其剂量分布有以下特点:

1.高剂量区的形状与靶区的形状相一致;

2.靶区外的剂量迅速下降;

3.靶区内的剂量分布均匀。

三维适形放疗使肿瘤靶区剂量大大提高,进一步减少了周围正常组织器官的受照射范围,从而提高肿瘤局控率及生存率,同时减少放射合并症和改进患者的生存质量。

3D-CRT技术适应范围:

三维适形放疗几乎适用于所有患者,尤其在肿瘤位于重要器官如脊髓旁、肿瘤浸润生长形状不规则、靶区较小及靶区需要切线野照射病例中优势更明显。目前世界范围内被越来越多的医院及肿瘤治疗中心用于放射肿瘤的临床实践,并逐渐被纳入常规应用。

五、三维适形调腔放疗技术

什么是调强放疗?

调强放疗(intensity modulated radiation therapy,IMRT)即调强适形放射治疗是三维适形放疗的一种,要求辐射野内剂量强度按一定要求进行调节,简称调强放疗。它是在各处辐射野与靶区外形一致的条件下,针对靶区三维形状和要害器官与靶区的具体解剖关系对束强度进行调节,单个辐射野内剂量分布是不均匀的但是整个靶区体积内剂量分布比三维适形治疗更均匀。

IMRT技术变迁

20世纪70年代计划系统和多页光栅,正式应用于临床,

20世纪70年代最初由Bjarngard、Kijewski及同道提出,

20世纪90年代NOMOS公司利用MIMiC准直器,实现了IMRT。

IMRT技术特点:

调强放疗即调强适形放射治疗是三维适形放疗的一种,要求辐射野内剂量强度按一定要求进行调节,简称调强放疗。它是在各处辐射野与靶区外形一致的条件下,针对靶区三维形状和要害器官与靶区的具体解剖关系对束强度进行调节,单个辐射野内剂量分布是不均匀的但是整个靶区体积内剂量分布比三维适形治疗更均匀。

调强放疗优化配置射野内各线束的权重,使高剂量区的分布在三维方向上可在一个计划时实现大野照射及小野的追加剂量照射〔Simultaneously Integrated Boosted,SIB〕。

IMRT可以满足放疗科医生的“四个最”的愿望:即

1.靶区的照射剂量最大;

2.靶区外周围正常组织受照射剂量最小;

3.靶区的定位和照射最准;

4.靶区的剂量分布最均匀。

其临床结果是:明显提高肿瘤的局控率,并减少正常组织的放射损伤。

IMRT技术适应范围:

调强放射治疗与等强度的三维适形(3DCRT)相比,最大优点是它能产生更为适形的剂量分布。特别需要指出的是调强放射治疗还可以产生凹形等剂量分布,这种剂量分布可与靶区和重要结构的外形或边界在三维空间上更接近。应用IMRT技术治疗头颈、颅脑、胸、腹、盆腔和乳腺等部位的肿瘤的研究均已得出肯定性结论。

什么是SIB技术?

同步推量技术〔Simultaneously Integrated Boosted,SIB〕指使用调强技术时,优化配置射野内各线束的权重,使高剂量区的分布在三维方向上可在一个计划时实现大野照射及小野的追加剂量照射技术,即原发灶区给予高剂量照射(2.12~2.40 Gy/次)的同时亚临床灶或其周围扩大区给予较低剂量的照射(1.70~2.10 Gy/次)。

SIB技术的优点是整个治疗过程只进行一次计划,与传统的多阶段计划相比,节省了模拟、计划、照射和验证的时间。从放射生物学上来说,SMART技术是一种加速分割方案,有可能减少肿瘤克隆源细胞的加速再增殖,并显示出更好的肿瘤控制率。

六、影像引导适形调强放疗技术

什么是影像引导适形调强放疗?

影像引导适形调强放疗〔Imaging Guided RT,IGRT〕是一种四维的放射治疗技术,它在三维放疗技术的基础上加入了时序的概念,IGRT充分考虑了解剖组织在治疗过程中的运动和分次治疗间的位移误差。

IGRT特点:

肿瘤精确放疗中存在系统误差和随机误差,简单的说就是由于技术员在进行每一次治疗时的摆位状态和分次治疗时病人解剖位置的变化,如呼吸运动、膀胱充盈、小肠蠕动、胸腹水和肿瘤的增大或缩小等引起的位置差异。尽管采用各种辅助摆位装置,并严格按照操作规程摆位,但摆位误差仍可能有数毫米,甚至更大,在适形和调强放疗中更为明显。

近年来,出现了将诊断锥体束CT(CBCT)安装在直线加速器上,实现了影像学指导的放疗〔IGRT〕,指在每次放射治疗前,CBCT扫描治疗体位肿瘤靶区及周围一定体积的三维图像,与治疗计划图像对比,如果发现有误差,即调整患者位置使肿瘤靶区回到治疗计划位置。使照射野仅仅“追随”靶区。影像指导的放疗,在三维适形和调强放疗基础上进一步提高了射线照射的精确性,可以在确保肿瘤得到充分照射前提下,达到最大程度地保护正常组织。

IGRT实现方式

1.在线校位

2.自适应放疗

3.呼吸门控技术

4.四维放疗

5.实时跟踪技术

IGRT技术适应范围:

理论上说,适合三维适形和调强放疗技术的恶性肿瘤可在影像引导下放疗,提高治疗精确性。

七、什么是生物适形调强放射治疗

近年来,以正电子发射断层显像(PET/CT)、单光子发射断层显像(SPECT)、核磁波谱(MRS)为代表的功能性影像技术有了长足的发展。其优点在于可反映器官组织功能的特点。

功能性影像学的发展不但将对经典肿瘤靶区的确定发挥重要作用,而且由于这些技术可以显示组织的功能代谢状态乃至分子水平的变化,使体外检测肿瘤的放射敏感性成为可能,从而直接导致了新的理论和概念的产生,即生物靶区Biological Target Volume,BTV)及生物适形调强放射治疗Biological IMRT,BIMRT)。

生物靶区(BTV)

指由一系列肿瘤生物学因素决定的治疗靶区内放射敏感性不同的区域。

生物适形调强放射治疗(BIMRT)

则是指利用先进的调强放射治疗技术,给予不同的生物靶区不同剂量的照射并最大限度地保护正常组织。

八、什么是SBRT技术?

SBRT技术是体部立体定向放射治疗(stereotactic body radiation therapy)的简称,是重要的现代放射治疗技术,体现了放射治疗的最高水平。与传统放疗技术不同的是,采用多种先进的技术共同实现了对肿瘤实施精确照射,并给予极高的照射剂量,明显改善了疗效;同时,对正常组织照射剂量的严格限制,大幅度减轻了正常组织和器官的损伤。因此,SBRT极大地提高了放射治疗在肿瘤治疗领域的地位,同时,SBRT已经成为无法手术或拒绝手术的早期肺癌患者的首选治疗手段,在其他实体肿瘤的放疗同样发挥着巨大作用。

SBRT概念的提出:

1983年,基于直线加速器技术的立体定向放疗概念诞生,但当时技术不成熟,未得到广泛应用,近年来,结合头部伽马刀放射外科技术,逐渐发展形成了现在的立体定向放射治疗技术。这项技术在美国称为SBRT,在中国称为体部立体定向放疗(简称体部X刀)。

SBRT技术特点:

SBRT技术具有“三高一少”的特点:精确度高、分次剂量高、适行度高和治疗次数少。

SBRT技术作用:

1.改善了放疗疗效

SBRT治疗周围型早期非小细胞肺癌的疗效

德国一项研究针对30例不能手术的Ⅰ期非小细胞肺癌,2年总生存率75%,急性毒副作用有1-3级放射性肺炎,晚期副反应有一例肋骨骨折。瑞典一项类似研究纳入了45例患者,3年总生存率55%。

目前研究证明,SBRT已经成为无法手术或拒绝手术的早期肺癌患者的首选治疗手段。

SBRT治疗肺转移瘤的疗效

纽约一项研究纳入了49例125个肺转移瘤患者接受SBRT,局控率94%,中位生存时

23.4个月,1、2年无进展生存率分别为25%和16%。

其他类似结果也提示SBRT治疗肺转移瘤疗效佳、副反应轻,并且部分病例可以获得长期生存。

SBRT治疗在原发性肝癌和肝转移瘤的疗效

德国的Joern Wulf等报道5例原发性肝癌和39例肝转移瘤(51个病灶),患者接受了SBRT治疗,原发性肝癌1、2年局控率均为100%;肝转移瘤1、2年局控率分别为92%和66%;1、2年总生存率分别为72%和32%。

结论:对于不能手术的肝癌患者,SBRT是一个疗效良好,副作用轻微的治疗手段;把握适应症很重要,因为远处转移风险低的患者更容易通过SBRT获益。

SBRT治疗胰腺癌的疗效

国内一项报道中位生存期达到17个月,与外科手术结果相似,并且放射反应轻微。SBRT在聚焦方式、剂量分布、放射生物效应及适行度等方面的优势在胰腺恶性肿瘤的治疗方面体现了巨大的优势,有可能突破胰腺癌放射治疗的瓶颈!

2.减轻了放射治疗的损伤

目前国内外已经报道的有关SBRT治疗早期非小细胞肺癌的各项研究均证实,无论是急性的放射性肺炎还是晚期的放射性肺纤维化等副作用都比较轻微。

3.改变了放射治疗剂量分割模式

SBRT改变了放射治疗的剂量分割模式,使放射治疗进入高剂量、高疗效、低损伤、短疗程时代。

4.削弱了肿瘤放射敏感性对疗效的影响

常规放疗疗效很大程度上取决于肿瘤的放射敏感性,这是由于常规放疗的低疗效、高损伤所致。SBRT极大地提升了放疗剂量,对于实质器官的小肿瘤,无论对放射敏感不敏感,采用SBRT都可以根治,因此,SBRT时代,肿瘤患者是否需要放疗是由肿瘤大小和生长部位决定的,而放射敏感性的影响被大大削弱。

因此,SBRT在临床的应用,逐步带来精确放疗的革命性进步!

参考文献:夏廷毅等SBRT在肿瘤治疗中的作用

问医生

与医生电话交流 开始

网上免费问医生开始

发表于:2011-02-09 19:11

王银华大夫的信息

  • 感谢信: 0 感谢信 礼物: 0 礼物
  • 贡献值: 0

王银华大夫电话咨询

王银华大夫已经开通电话咨询服务
直接与大夫本人通话,方便!快捷!

网上咨询王银华大夫

王银华的咨询范围: 肺癌,食道癌,乳腺癌,前列腺癌,宫颈癌,直肠癌,脑胶质瘤,鼻咽癌,肝癌,子宫内膜癌,胃癌,骨转移癌,脑转移癌等。 更多>>

咨询王银华大夫