- 腹部肿瘤学(第2版)
- 郝希山 王殿昌主编
- 11118字
- 2025-03-18 20:29:03
第11节 腹部肿瘤放射治疗
肿瘤的放射治疗(简称放疗)经历了百余年的发展,已形成一门集一般临床医学、临床肿瘤学、影像诊断学、放射治疗学及有关高科技于一身的独立的临床学科——放射肿瘤学。据统计,70%以上的肿瘤患者在病情的不同阶段需要接受放射治疗(这包括单独放疗或放疗与手术、化疗的综合治疗),以期治愈肿瘤或不同程度地控制局部肿瘤、缓解症状、改善生活质量。文献报道,早期鼻咽、宫颈、喉、直肠等部位的肿瘤患者放疗后5年生存率为80%~95%;各期的鼻咽癌、宫颈癌、霍奇金淋巴瘤和前列腺癌患者放疗5年生存率可达40%~50%;经放疗与手术、化疗等综合治疗后,约40%的癌症患者可达到临床治愈。例如Dukes C期直肠癌患者,经术后放疗2年复发率下降30%,4年生存率提高14%;霍奇金淋巴瘤患者,放疗加化疗的5年无瘤生存率由单纯放疗的56%上升为85%。姑息减症治疗中,放疗也发挥极重要的作用。例如,放疗对局部骨转移的疼痛缓解率高达80%~90%;直肠癌患者照射45Gy,止血率为100%,镇痛率为80%;肝转移患者局部照射20Gy,因肝被膜扩张所致肝区疼痛和上腹不适会在一定程度上缓解;晚期肺癌做减症性放疗的有效率平均在70%以上。由此可见,放射治疗在肿瘤的治疗当中起着不容忽视的作用。但是,由于胃肠组织的放射耐受量低于胃肠癌的根治放射量,即治疗比<1,故很难单独应用放射治疗达到根治目的。近30年来,随着肿瘤综合治疗理论的不断深入以及术中照射、立体定向放射治疗、调强放疗等新技术的不断完善,放疗的适用范围逐步扩大,放射治疗的疗效逐步提高,这在腹部肿瘤放疗中尤为突出。鉴于本节篇幅有限,在此仅就腹部放射肿瘤学的基础知识做一简介。
一、放射肿瘤学总论
(一)肿瘤放射治疗的概念
放射治疗是利用放射性核素所产生的α、β、γ射线及X射线治疗机和各类加速器所产生的不同能量的X射线、电子束、中子束、质子束、负π介子束及其他重粒子束等治疗恶性肿瘤的一门科学。
(二)放射治疗的目的
1.根治性放疗
根治性放疗作为根治方法,在一些肿瘤中获得较为满意的疗效,例如鼻咽癌患者,由于其对放射线中度敏感,周围正常组织可耐受较高剂量的照射,加上大部分患者就诊时已有颈部淋巴结的转移,放疗已成为首选治疗方法。各期鼻咽癌患者放疗的5年生存率为50%左右,Ⅰ期可达95%。单纯放疗不仅可治愈早期声带癌,且可保留发声功能。放疗多可治愈颜面部皮肤癌,美容效果比手术切除为佳。根治放疗后一旦肿瘤复发,外科治疗尚能补救,挽救性手术有时与首次手术疗效相一致。因此,严格挑选病种与早期病例,采用正确的放疗技术与剂量,放射治疗的根治效果完全可与外科治疗相比,而且具有手术不可比及的优点。
2.姑息放疗
由于大多数癌症患者的病变在确诊时已是晚期,一般已无治愈的可能,可设法缓解症状、减轻痛苦,改善生活质量以及延长生存期,放疗在这方面可发挥极重要的作用。通常在较短时间内采取较低的总剂量,以达到姑息减症的目的。
(1)高姑息放疗:
目的是要不同程度地控制局部肿瘤,延长生命甚至长期生存。尤其对原发灶已控制、转移灶为单发、病情稳定的患者,照射野要充分,采用每次2Gy常规分割达根治剂量。有条件的单位可采用立体定向放疗或调强放疗,以提高局部照射剂量而避免正常组织器官的放射损伤,此举有可能提高局部肿瘤的控制率。一些单发转移灶患者经放疗后可有3~5年甚至更长的生存期。
(2)低姑息放疗:
用于肿瘤扩散、转移、一般情况较差的晚期患者。低姑息放疗的目的是减轻癌性疼痛、梗阻、出血等症状。对这些患者的治疗以不增加其痛苦为原则。为了减少对骨转移患者往返搬运的不便,可采用低分割(1~3次/周)、大剂量(5~10Gy/次)照射,总量为30Gy。患者病情允许,也可使用常规分割放疗,每日2Gy,总量为50Gy/5周。因治疗为姑息性,照射范围仅包括临床所见病变,不必用扩大的照射野。经姑息放疗,多数脑转移患者头痛、呕吐等症状可得缓解。肝转移患者照射20Gy剂量,因肝被膜扩张所致肝区疼痛和上腹不适有所减轻。另外,因瘤体表面溃烂导致出血,经适量放疗后不待瘤体明显消退即可达到止血的目的。对于中空器官如食管、气管、胆道因肿瘤造成梗阻的患者,局部放疗可使其缓解再通。
3.急诊照射
肿瘤在发展过程中,可引起某些并发症,使患者异常痛苦,甚至严重威胁生命。例如上腔静脉综合征、颅内压增高症、脊髓压迫症、骨转移所致的剧痛、出血以及肝门或胰头部肿瘤所致的严重阻塞性黄疸等,如果及时紧急处理进行放疗,多数可缓解病情,转危为安,为下一步治疗创造条件,称为急诊放疗。
治疗目的的分界是相对的,原为根治性治疗的患者,若治疗中病变进展,病情恶化,应改为姑息性治疗;原为姑息性治疗的患者,若治疗中疗效显著,也可考虑改为根治性治疗。
(三)放疗的适应证和禁忌证
单独应用放疗或放疗与其他手段结合,其临床使用的范围十分广泛。放疗的主要对象是恶性肿瘤,无论期别、年龄,均可合理地应用放疗(甚至包括某些良性病变)。放疗的绝对禁忌证少见,一般将晚期患者的恶病质视为放疗禁忌,凡属于放射不敏感的肿瘤,应视为相对禁忌证;中度敏感的肿瘤,但已出现广泛扩散,也应视为相对禁忌证。
腹部肿瘤以手术治疗为首选。对肝、胰、胃等部位的肿瘤,放疗有一定的姑息减症作用;对结肠、直肠等部位的肿瘤,若手术与放疗相结合,则治疗效果更佳。
(四)放疗医师的任务及应具备的知识
放疗医师的任务是:①明确诊断,正确分期,确定放疗目的,设计最佳治疗方案;②在放疗中应用各种辅助手段,在提高肿瘤局部控制率的同时,尽可能保护正常组织,减少正常组织的放射损伤;③与各科医师协作,取长补短,综合治疗。
放疗医师应具备以下几个方面知识:①一般临床医学;②临床肿瘤学;③临床放射物理学;④临床放射生物学。后两者为放射肿瘤学所特有。
二、临床放射物理学
本书中的放射物理是指放射治疗物理。放射物理是研究放射治疗设备、技术、剂量测量、剂量学及治疗计划设计、质量保证和质量控制、模室技术、特殊放疗方法的分支学科。它直接为放射治疗服务。从放射肿瘤学的形成、发展及国内外的现状看,放射物理学对推动放射肿瘤学的进步起着举足轻重的作用。
(一)放射源
1.由X射线治疗机和各种类型的加速器产生的不同能量X线。
2.各种类型的加速器产生的不同能量电子线。
3.放射性核素释放的α、β、γ线,临床上以137Cs、192Ir、60Co最为常用。
4.高LET射线 线性能量传递(linear energy transfer,LET)是指射线路径上的次级粒子在其单位径迹长度上转换给介质的能量的多少,通常将线性能量传递密度大于100keV/μm的射线称为高LET射线,如快中子、α粒子、质子和π介子等。
(二)照射方式
1.远距离治疗
又称外照射,是指照射源位于体外一定距离,集中照射人体某一部位。
2.近距离治疗
密封的放射源直接放入被治疗的人体表面、组织内或天然管腔内。它包括:①敷贴治疗:将放射源按病变大小、形态放置于某材料上,使放射源与病变部位保持一定距离的照射方法,如90Sr治疗皮肤蕈样肉芽肿;②插植治疗:(组织间治疗)将放射性核素作成针状或丝状,规律地插入肿瘤内部进行放疗;③腔内治疗:在人体自然腔道内,放入特殊容器包裹的放射源进行放疗,如宫颈、鼻咽、食管、直肠等部位。
(三)放射物理常用基本概念
1.吸收剂量和单位
吸收剂量D(absorbed dose)即电离辐射给予质量为dm的介质的平均能量dε。
D=dε/dm
它适用于任何电离辐射,如带电的质子、正负电子或不带电的中子和光子等,也适用于任何介质,如组织、空气、水、骨等任何吸收物质。但它只表示物质吸收射线能量的多少,并不表示其生物损伤效应的大小。单位:焦耳/千克(J/kg),专用名为戈瑞(Gray),符号Gy。
2.百分深度剂量(percentage depth dose,PDD)
照射野中心轴上任意深度d处的吸收剂量Dd与某一固定参考点d0深度的吸收剂量Dd0的百分比值,称为百分深度剂量(图1-1)。

图1-1 百分深度剂量定义示意图
PDD=Dd/Dd0×100%
PDD实质上是源皮距不变时,射线轴上任一点与参考点两点之间的剂量比,这两点在空间处于不同位置(同一介质中的不同点或不同深度)。
3.组织最大剂量比(tissue-maximum ratio,TMR)
体模中射野中心轴上任一点的吸收剂量D与空间同一点,当其处于体模中同一射野中心轴上的最大剂量点处时的吸收剂量Dmax的比值,称为组织最大剂量比。组织最大剂量比与百分深度剂量的差别在于,前者是固定源到等中心距离不变,而后者是固定源皮距不变,这个差别决定了它们使用场合的不同。组织最大剂量比适用于等中心技术或旋转治疗时的剂量计算。
4.剂量建成区和剂量建成效应
高能射线进入人体后,在一定的初始深度范围内其深度剂量逐渐增大的效应为剂量建成效应;从照射野表面到最大剂量处的深度区域称为剂量建成区(dose build-up region)。建成区的深度随射线能量的增大而增加。
5.放射治疗中的体积
放疗的对象是体积,量度是剂量。描述放疗应陈述治疗目的、定义体积及剂量。ICRU 50号报告对体积的定义有详细的规定。
(1)大体肿瘤体积(gross tumor volume,GTV):
可触及或看见的肿瘤生长范围的总和。GTV应包括原发肿瘤、转移淋巴结和其他转移灶。肿瘤经手术摘除后可以没有GTV。GTV的形状、大小和位置可用不同的临床检查手段(如触诊、查体、内镜)或多种影像技术(X线、CT、MRI等)获得。由于不同的检查手段检测原理和分辨率不同,所得到的GTV也不同。
(2)临床靶区体积(clinical target volume,CTV):
按一定的时间剂量模式给予一定剂量的肿瘤临床灶、亚临床灶及肿瘤可能侵犯的范围。CTV的勾勒应根据肿瘤的生物学特性,考虑其局部的浸润能力和潜在的扩散能力,还需考虑周围对放射线特别敏感的正常组织(OAR)和患者的一般情况。在某些情况下,CTV的不同部分可能对剂量有不同的要求,因此一个患者可能有一个以上的CTV。实际上,CTV的勾画在某种程度上取决于主管医师治疗该肿瘤的临床经验。
(3)内靶区体积(internal target volume,ITV):
在患者坐标系中,由于呼吸或器官的运动引起的CTV外边界运动的范围。ITV是一个几何定义的范围,应在模拟机下或根据CT、MRI、DSA、PET的实时影像确定,ITV的确定在适形治疗和立体定向治疗中具有特殊的意义和地位。
(4)计划靶区体积(planning target volume,PTV):
PTV是一个几何概念。定义为在考虑到所有几何变化效应后在CTV外设置一安全边界,以选择合适的射野大小和布局,从而保证CTV获得规定剂量。它包括CTV本身、照射中患者器官运动(由ITV表示)和由于日常摆位、治疗中靶位置和靶体积变化等因素引起的扩大照射的组织范围。
所有几何变化效应是指患者在治疗过程中因生理运动带来的不确定性,如呼吸运动、膀胱充盈等,以及与治疗相关的不确定性,如机器、摆位的误差等。
(5)治疗体积(treated volume,TV):
对一定的照射技术及射野安排,某一条等剂量线面所包括的范围称为治疗体积,原则上为放射肿瘤医师决定的为达到其治疗目的所选择和规定的等剂量面所包含的体积,通常选择90%等剂量线面作为治疗区范围的下限。
(6)照射体积(irradiated volume,IV):
对一定的照射技术及射野安排,某一等剂量线面所包括的范围,一般为50%等剂量线面所包括的范围。照射体积的大小,直接反映治疗方案设计引起的体积积分量(即正常组织剂量)的大小。
GTV、CTV、ITV、PTV、TV、IV的关系如图1-2。

图1-2 各区定义示意图
6.楔形野(wedge field)
放射线穿过楔形板照射到人体上的照射野称为楔形野,根据ICRU 24号报告楔形角定义为:在10cm参考深度处,某一条等剂量曲线与1/2射野宽的交点连线AA′与通过射野中心轴垂直线BB′的夹角(图1-3)。楔形板本身的几何角度称为楔形板角。射线束中心轴上一定深度处有、无楔形板的吸收剂量之比称为楔形因子。楔形野的百分深度剂量等于相同照射野内无楔形板的百分深度剂量与其相应的楔形因子的乘积。
目前加速器上的楔形板有固定角度楔形板(15°、30°、45°、60°)、一楔多用(universal wedge)的任意角度楔形板和动态楔形板3种。其用途主要在3个方面:①使交角照射合成的靶区剂量均匀。②对人体曲面和组织缺损进行组织补偿,以便获得均匀的剂量分布。以上两种情况在偏离体中线的肿瘤放疗中及腹壁肿瘤的切线照射中应用。③对胰腺、肾等体深部肿瘤,用两楔形野对穿照射形成剂量分布不均匀的“内野”,再与另一平野合成三野照射,可获得均匀、理想的剂量分布,这在腹部肿瘤放疗中经常应用(图1-4)。
7.高能电子线的剂量学特点
高能电子束具有高剂量区过后剂量迅速降低的优点,能很好地保护肿瘤深面的正常组织。因此,在术中放疗、表浅或偏心部位肿瘤、全身表浅淋巴结及瘢痕等治疗中获得成功。统计表明,15%以上的放射治疗患者适合接受高能电子束的治疗,在腹部肿瘤中以术中放疗最为常用。

图1-3 楔形角定义示意图
(1)高能电子线的中心轴深度剂量曲线与X(γ)射线或其他射线相比有显著不同,其主要特点是:
①表面剂量较高,一般为80%~85%,虽有建成区,但不太明显;②随深度增加,剂量很快达到最大点,并形成一个随能量加宽的高剂量“坪区”;③“坪区”过后,随深度增加,剂量迅速跌落,剂量跌落梯度是临床选用高能电子束的一个极为重要的概念;④X射线“污染”:在高能电子线深度剂量分布曲线后部拖有一个长的“尾巴”,其大小为坪区峰值剂量的l%~3%,其值越小越好(图1-5)。

图1-4 楔形板临床应用3种方式
A.两楔形野交界照射;B.利用楔形板作为组织补偿;C.利用两楔形野对穿照射,造成“内野”与另一平野构成三野照射。

图1-5 不同能量电子束的百分深度剂量曲线
(2)能量和照射野的选择:
电子束随能量不同,有效治疗深度和射程也不同,即有显著的深度剂量跌落现象,所以根据肿瘤的深度和大小选择能量至关重要。临床上要求肿瘤的后沿及周边被90%的等剂量面所包围,仅在肿瘤后沿紧贴正常关键器官(如乳腺癌术后胸壁放疗后沿紧贴肺的情况)时才限制后沿剂量至80%或更小。当深度d用厘米(cm)表示,电子束能量Ee用MeV表示时,90%的剂量深度d90所对应的电子束能量Ee如下表示。
有效治疗深度d(cm)≈1/4~1/3电子束能量(MeV)
临床上可根据肿瘤后沿的深度,利用上式选择电子束能量。
电子束治疗选择射野大小时,应根据电子束高值等剂量线随射野深度增加而内缩的特点(小野时更显著),使体表处的照射野适当外放0.5~1.0cm,确保指定的等剂量面(如90%)完全包围靶区。
三、临床放射生物学
(一)射线的生物效应
放射线在生物体内产生次级电子,引起电离。电离作用方式有两种:①射线直接作用于DNA分子链产生单链断裂和双链断裂。高LET射线对生物体的作用以直接作用为主。②间接作用是指射线使水分子电离产生自由基,自由基与生物大分子相互作用,然后再作用于DNA链。低LET射线对生物体的作用以间接作用为主,也就是说,其作用依赖于氧的存在。
(二)细胞周期的放射敏感性
大部分哺乳动物细胞的放射敏感性以死亡为标准,M期最敏感,S期最抗拒;以生长延缓为标准,G2期最敏感。
(三)人体正常器官的放射效应
在放射治疗过程中正常组织不可避免地受到照射,为减少正常组织的放射损伤,保证生活质量,有必要了解各器官的放射效应。
1.照射10~20Gy剂量范围
一些对放射最敏感的组织受到影响。生殖腺(卵巢、睾丸)的生殖功能丧失。发育中的乳腺、生长中的骨和软骨有严重的损伤,骨髓功能明显抑制。大于20Gy照射,生长中的骨和软骨完全停止生长,局部骨髓照射后不能再生。晶状体浑浊,并发生进行性白内障。胎儿受照10Gy将死亡。
2.照射20~45Gy剂量范围
整个消化系统,大部分或全部胃、小肠、结肠基本不发生严重并发症。双肾、全肺照射25Gy以上,有一定比例患者发生放射性肾炎及放射性肺炎。全肝照射40Gy左右,发生一定比例的放射性肝炎、肝功能衰竭。全心照射40Gy以上,有心肌受损的可能。甲状腺、垂体也在一定情况下受到影响,表现为功能低下。生长中的肌肉可以萎缩。淋巴结受此剂量水平照射后可以萎缩。
3.照射50~70Gy剂量范围
上皮结构中皮肤、口腔黏膜、食管、直肠、唾液腺、胰腺、膀胱有1%~5%发生严重并发症。
4.照射75Gy以上
成熟的骨和软骨、中枢神经系统、脊髓、眼、耳和肾上腺等器官将发生严重的损伤,发生率是20%~50%。而输尿管、子宫、乳腺(成年人)、肌肉(成年人)、血液、胆道、关节软骨及周围神经不发生严重的损伤。肺尖可以耐受70~90Gy。
(四)分次放射的生物学因素
经过一个世纪的临床实践证实,分次放射治疗(fractionated radiotherapy)是行之有效的基本放射治疗原则。影响正常组织和肿瘤组织辐射生物效应的因素很多,但主要决定于细胞损伤后的修复、增殖、细胞周期的重新分布及肿瘤内乏氧细胞的氧化等因素的相互作用。
Withers于1987年提出4个R的概念,即放射损伤的修复(repair)、细胞周期再分布(redistribution)、低氧细胞的再氧化(reoxygenation)、细胞再增殖(regeneration)和补充再增殖(recruitment)。在4个R中,细胞的修复和增殖是决定辐射生物效应的重要因素,而细胞周期的再分布及肿瘤内乏氧细胞的再氧化作用对辐射效应的影响有待进一步研究。
1.放射损伤的修复
细胞受到照射后,分子结构的损伤会产生修复。因此,对于特定的生物效应,分次照射所需总剂量要大于单次照射所需剂量。细胞的修复与照射后时间长短呈指数性关系。在实际工作中,常应用细胞修复的速度和能力来表达细胞亚致死性损伤的修复过程。细胞受照射后产生的损伤可简单的分成两大类:一类细胞的损伤与剂量呈线性关系,称为α型细胞死亡;另一类细胞的损伤与剂量的平方成比例关系,称为β型细胞损伤。这两种类型细胞的损伤就构成单次照射后的细胞存活率,其数量关系可用线性-平方模式(L-Q模式)表达:
S=exp(-αD-βD2)
后期反应组织损伤修复能力强,α/β值低;早期反应组织损伤修复能力弱,α/β值高。目前,已通过动物实验得到多种类型正常组织和肿瘤的α/β值,大部分肿瘤的α/β值较高,相似于早期反应组织,部分肿瘤如黑色素瘤的α/β值较低,接近后期反应组织的修复能力。
2.细胞再增殖和补充再增殖
正常组织受到照射,经过一段时间后(time lag),细胞会产生增殖。临床上表现为治疗的疗程延长能缓解急性反应,如头颈部黏膜反应。这类细胞增殖主要存在于急性反应组织之内。后期反应组织一般在整个放射治疗的疗程之内不会产生细胞的增殖,因而对后期反应组织来讲,主要是细胞的修复而不是增殖影响辐射生物效应。照射会促使大部分肿瘤细胞增殖,但不同于急性反应组织,肿瘤中干细胞的增殖是决定治疗成败的关键。而在早期反应组织中,必须要维持整个组织中细胞群的增殖才能保持组织、结构和功能的完整性。
过去一直认为,在放射治疗期内,肿瘤干细胞不会再有细胞增殖。最近以来,许多实验和临床资料证实,放射治疗能促使肿瘤细胞快速增殖。控制肿瘤所需的剂量主要决定于肿瘤内的干细胞数。任何治疗期间肿瘤干细胞数的增加均会导致肿瘤相应的增长,因而时间因素是放射治疗成败的重要因素之一。
3.低氧细胞的再氧化
瘤组织内存在乏氧细胞,它们对射线有抵抗性即不敏感性。但在分次照射时,可以使一部分乏氧细胞变成富氧细胞,在整个分次治疗过程中乏氧细胞越来越少,提高了肿瘤控制率。临床工作已应用了许多办法如高压氧舱、乏氧细胞增敏剂、高低氧放疗等来克服肿瘤的乏氧细胞,但收效不大。上述说明,乏氧细胞的存在是导致人类肿瘤放射治疗失败的重要因素,但不是主要的因素。
4.细胞周期再分布
照射后,细胞周期不同时相的放射敏感性差异主要是影响更新快的细胞群。分割照射时,由于细胞周期的重新分布,就会导致增殖快的细胞群(早期反应组织和大部分恶性肿瘤)自我增敏(self-sensitization),增加这些细胞的损伤。自我增敏对增殖很慢的后期反应组织或不增殖的细胞群没有影响。因而,由于自我增敏而产生的治疗增益主要存在于增殖快的肿瘤控制率和后期正常组织损伤之间。
(五)时间、剂量、分次的修饰作用
在常规照射的基础上,目前有以下几种方法对剂量-时间因素进行更改。
1.增加每次照射的剂量
缺点是会增加增殖缓慢的正常组织并发症,因而目前主要应用在姑息性治疗(如骨转移)及某些增殖缓慢的肿瘤(如黑色素瘤等)。在立体定向放疗(如伽马刀治疗)或高剂量率后装放疗时应用单次或分次大剂量治疗中,它们的优点主要来源于物理学角度,即能在局限的范围内获得高剂量,而周围正常组织的剂量很快跌落,但从放射生物学角度来看,并不具有较大的优势。总之,本方法已不作为常规使用。
2.增加总的治疗时间
优点是能减轻治疗靶区内的急性反应,但由于它不能减少后期正常组织并发症,反而因肿瘤增殖加速而降低了肿瘤局部控制率,并且由于治疗时间增加而增加总剂量,这样有可能超过后期反应组织的耐受剂量而增加正常组织并发症,所以原则上已不予采用。
3.超分割放疗(hyperfractionation)
超分割放疗是指用较标准分次剂量为低的剂量进行放疗,而总疗程与常规放射治疗相仿。较多采用2次/d、每周5天的模式,二次照射间隔时间≥6小时。其主要目的是在增殖快的肿瘤组织和增殖缓慢的后期反应正常组织之间能增加治疗效益。同时,由于每次照射剂量降低,增加了乏氧细胞的放射敏感性(降低OER值)。由于细胞周期的重新分布增加了肿瘤组织的自我致敏,而对后期反应组织却不会产生影响。超分割放疗对增殖缓慢的肿瘤(α/β值较低)是不适宜的。
4.快速放疗
量不变而总的治疗时间缩短,其主要目的是克服肿瘤细胞的快速增殖。它包括目前正在使用的CHART方案、同期加量方案、分段快速照射方案以及腔内近距离治疗等。其所产生的主要并发症是增加正常组织的急性反应。
总之,放疗分次照射的基本原则是把照射剂量用小的分次剂量,在尽可能的情况下以最短的疗程时间完成需要的总剂量。
四、腹部肿瘤外放射技术
(一)临床要求
动物实验和临床放射治疗的实践证明,肿瘤的治愈率和正常组织的放射反应(并发症)随剂量的增加而变化(图1-6)。各种不同组织的肿瘤,曲线的斜率、位置可能有区别,但曲线形状不随肿瘤的具体参数如肿瘤的期别、种类等而变化。成功的放射治疗,应在不出现正常组织并发症的情况下即在正常组织耐受量范围内,尽力提高肿瘤区域的治疗剂量。实验证明,肿瘤剂量若有近似10%的增加,肿瘤控制率(TCP)约有5倍的增加(从15%增加到75%)。优秀的治疗计划,应在保证不出现正常组织损伤的情况下,努力提高肿瘤的治疗剂量。但对治疗比近似1的肿瘤,肿瘤剂量不可能给得过高。

图1-6 肿瘤控制概率和正常组织并发症概率与剂量的关系
(二)治疗计划的设计
放疗患者从就诊、治疗到治疗结束要经过体模阶段、计划设计、计划确认、计划执行4个步骤。
1.体模阶段
肿瘤的定位,特别是对肝、胰、肾、脾以及腹膜后的实性病变,必须在CT定位的基础上完成。有条件的单位可采用CT、MRI、PET等图像融合技术,提高靶区定位的精确性。CT用于治疗计划设计有以下优点。
(1)可直接确定患者外轮廓,因放射治疗机的治疗床采用的是平面床,而CT一般用曲面床,这样易造成患者横位断层片的变化,特别在盆腔和腹部区域。为了与治疗情况一致,现代CT都带有为作治疗计划用的平面床。另外,由于CT机扫描孔径一般不是太大,小的扫描直径使得作CT检查时的体位与作放射治疗时的体位不一致,如治疗霍奇金淋巴瘤时的体位和乳腺癌切线治疗时的体位,患者外轮廓和内脏器官的位置与作CT扫描时有出入。同时,由于小的扫描孔径,也容易将患者的肩、骨盆边缘等切掉。尽管存在上述问题,CT不失为获得受照射部位轮廓的最佳方法,而最新的专为放射治疗而设计、生产的CT模拟机克服了以上诸多缺陷,非常方便地应用于临床。
(2)正常组织和器官的定位:放射肿瘤医师可直接依据CT图像,决定正常组织和器官的位置、范围和组织密度。
(3)肿瘤范围的确定:CT扫描具有较高的密度分辨力,在一些情况下,不用造影剂就能分辨腹部脏器里的小病灶,特别是对肝、胰、肾、脾以及腹膜后等实性病变诊断效果较好。CT扫描可同时显示出几个脏器的病变,如胰腺癌同时可显示出肝转移灶。
(4)不均匀性组织密度的确定:作放射治疗计划设计时,经常要遇到不均匀组织的剂量校正问题。先进的治疗计划系统,CT图像可以直接输入给治疗计划系统的计算机,计算机按预定的程序直接在不均匀组织内按像素单元(pixel)的大小诸点进行CT值与密度值的转换。
(5)用CT可以同时得到照射野内不同位置的截面图,并可了解各种不同截面内的剂量分布。一个好的治疗计划对不同的照射截面内的剂量分布都应该满足临床剂量学要求。
目前大多数放射治疗中心尚未拥有CT,所进行的治疗计划设计、模拟定位都是二维的。随着CT-模拟机的上市及计算机软、硬件的飞速发展,从射野视窗(beam’s eye view,BEV)或医师角度(physician’s eye view)了解三维剂量分布已成为可能。
2.计划设计
根据定位CT扫描得到的关于患者的肿瘤分布情况,放疗医师勾画出靶区和计划区的范围,提供靶区的致死剂量和周围正常组织特别是重要器官的最大允许剂量等,与物理人员一起,借助计算机进行治疗计划设计。下面以治疗胰腺癌为例,说明计划设计中物理条件的选择问题。患者男性,47岁,CT/MRI示胰体占位2.3cm×3.0cm,无肿大淋巴结,无腹水,无其他脏器转移,临床诊断为胰腺癌(无病理诊断)。临床要求是:胰腺剂量要达到60Gy,周围器官如肾受量应<20Gy,肝区受量应<36Gy,并且尽可能使胃区受量不要超过50Gy。如果将靶区剂量定为靶区剂量规定点处剂量的90%区域,则上述肾、肝、胃的剂量上限分别为30%、45%、75%。设计的同时要注意到脊髓的受量。在立体定向放疗技术应用于天津市肿瘤医院之前,笔者采用6MV-X线,设右前、右后两个楔形野及右侧野共3个野交角照射,通过改变楔形板的角度调节等剂量线向胰头或胰尾方向移动(楔形板的选用依具体患者的肿瘤位置而定)。2000年初笔者医院采用立体定向放疗技术治疗位于体深部的肿瘤,下面以同一患者为例说明布野方法:以前采用的三野照射方法用非共面五野照射代替,应用剂量-体积直方图(DVH)对比两个计划可以看出,二者均使靶区接受100%照射剂量,但是肝、左肾、右肾、脊髓的受量在后者明显减少。这也恰恰体现了适形照射技术的最大优势,即在使靶区得到高剂量均匀照射的同时使重要脏器(OAR)接受的剂量达到最小。
3.计划确认
上述设计好的治疗计划,应该放到模拟机上进行核对。所谓模拟定位机,除去用诊断X线球管代替加速器机头的放射源外,其他物理条件如源皮距离、源瘤距离、照射野大小等与加速器完全相同。模拟机越来越广泛地用于放射治疗的定位和治疗计划的校对。目前商业出售的模拟机的源皮距离(SSD)、源瘤距离(SAD)均可以调节,适应不同治疗机的要求。设计好的治疗计划应该放到模拟机上去校对,看是否可在具体的治疗机上执行。校对时,患者的摆位条件如垫肩、加固定器等应与照射时的摆位条件相同。如果设计好的治疗计划,剂量分布虽然满意,但在具体治疗机上因患者的具体要求(身体条件),计划不能执行时,应该重新进行设计,以适应该机器和患者的要求。一旦治疗计划验证为可以执行,则应在患者体表作出相应的射野标记,填好治疗单,做好治疗固定器、挡野铅块和组织补偿块等,确定最后的治疗计划。
4.计划执行
有多种因素影响治疗计划的正确执行,治疗计划执行包括治疗机物理、几何参数的设置,治疗摆位和治疗体位的固定。由于照射技术日趋复杂和精细,在计划执行过程中难免出现差错,必须采取措施使之避免。除必须采用固定器和激光定位器外,射野证实片是经常使用的较经济的措施,但其有两个主要缺点:①不能每次摆位都用;②一旦发现摆位有误,只能在下一次摆位中或等胶片洗出后才能得到纠正。近年来发展起来的射野动态影像系统(EPID)是对射野证实片技术的扩展,它能观察、记录和再现照射过程中的体位和射野与靶区间关系的动态情况。虽然价格较贵,但与加速器本身的价格相比,以及它对保证治疗精度的贡献,性能价格比是极高的。
至此,治疗的计划设计和执行基本告一段落,但仍不是最后的完成。随着治疗计划的执行,应不断对治疗计划进行检查和修改。有两项重要工作需要临床医师和物理工作者的密切配合:①随着治疗的进行,肿瘤的范围不断缩小和变化,应不断修改治疗计划,适应肿瘤变化的情况;②判断所设计的和被模拟机证实了的治疗计划是否与患者实际接受的治疗剂量相符合,因此需要作体内测量,证实和校正治疗区域内的剂量。上述4个阶段的工作既是科学问题,又是组织问题,患者的整个治疗过程涉及医师、技术员和物理工作者的密切配合,只有这样,才能有效地提高医疗质量。
(崔晓利 邓满国)