现代调强放疗技术进展

 放射治疗已经今非昔比,放疗设备已从过去的镭源发展到钴-60、直线加速器,放疗技术也从二维放疗发展到三维适形放疗(CRT)以及调强放疗(IMRT)。IMRT技术的最大特点是可产生高度适合靶区形状的剂量分布,达到剂量绘画或剂量雕刻的效果,可在小于或等于重要器官耐受剂量的前提下,尽可能提高靶区剂量至肿瘤致死剂量,从而提高患者的3 、5年生存率。但是,IMRT由于其高度适合靶区形状的剂量分布,对靶区轮廓勾画、器官运动评估、摆位等都有极高的精度要求,尤其是在大分割治疗时。下面主要概述有助于解决这些问题的放疗新技术。淄博市第四人民医院肿瘤科张强

    

     PET-CT和MRI

     由于IMRT剂量分布对计划靶区(PTV)高度适形,而PTV的生成基于临床靶区(CTV),所以对CTV的勾画非常重要。CTV包括影像学可见的肿瘤区、亚临床病灶和潜在转移区。常规技术通常利用诊断CT进行靶区勾画。虽然CT可以提供清晰的的人体断层影像,但无法指示出确切的肿瘤位置和范围,这会导致在勾画靶区轮廓时可能遗漏肿瘤组织,或误将正常组织(如肺不张)视为肿瘤。

     正电子发射体层成像(PET)和CT影像技术整合,不仅可清晰显示躯体或器官的解剖形态结构,还能精细地描述机体分子水平的病理生理和代谢过程。治疗者可以利用标准摄取值(SUV)图像进行肿瘤定位和轮廓勾画,目前一般将SUV>2.5定为靶区边界。

     MRI对于颅内、肝脏等部位的肿瘤有较好的判断精确性,可协助靶区勾画。

    

     四维影像技术

     IMRT基于静止靶区设计计划,为了校正器官运动误差,常规做法是在CTV基础上外扩PTV,外扩值一般通过模拟机下观察器官运动以及相关回顾性分析和研究(如二参数模型)来确定,这样会造成较大范围照射和PTV外扩间隙不准确,从而无法达到过高剂量。

     利用现代四维影像技术,如四维CT或四维PET-CT,可获得患者器官周期运动的各时相图像,并同时获得最大密度投影(MIP)图像。针对由于器官运动而造成的大范围照射,可以利用其时相图像,找到其停留时间最长的时相。例如,肺癌IMRT一般是在吸气末进行靶区勾画和计划设计,因为此时肺体积最大、停留时间最长,然后配合加速器的呼吸门控系统进行治疗。针对PTV外扩间隙不准确,可以利用其MIP图像获得内靶区(ITV)轮廓,在此基础上外扩PTV间隙,并进行计划设计和治疗。

    

     图像引导放疗

     IMRT对肿瘤进行高剂量精确杀伤,治疗精确性非常重要。图像引导放疗(IGRT)技术正是基于这一原因而产生的。该技术的最大特征是,在分次摆位时和(或)治疗中采集图像、信号,据此校正患者摆位、调整治疗计划或引导射线束照射,指导此次治疗和(或)后续分次治疗。

     IGRT的实现方式主要包括电子射野影像系统(EPID)、kV级X线摄影和透视、kV级CT(CT-on-rail)、锥形束CT(CBCT)等。其中,CBCT发展最为迅速,已成为IGRT主要发展方向。CBCT具有体积小、重量轻、开放式架构的特点,可以直接整合至直线加速器,机架旋转一周就能获取和重建一个体积范围内的CT图像。该体积范围内CT影像重建后的三维模型,可以与治疗计划的患者模型匹配比较,获得治疗床调节参数,从而极大提高患者摆位精度。

    

     在这些影像技术保驾护航下,IMRT的技术优势可得到淋漓尽致的发挥。当然,这些技术仍然存在一些问题,如放疗主要还是应用传能线密度(LET)较低的X射线和电子线;PET-CT可能无法鉴别某些病变是炎症还是肿瘤,或遗漏某些低代谢肿瘤;四维技术同样存在伪影等问题。对这些问题有必要进一步研究。