现 疸医堂2015年03月第23卷第5期 MODERN ONCOLOGY,Mar.2015,VOL 23,NO.05 .695. 囹综 述囹 食管癌放射治疗技术的选择与应用 葛秀红 ,李前文 The chose and apply of radiotherapy technologies in esophageal cancer Ge Xiuhong .Li Qianwen Department ofGraduate,Bengbu Medical College,Anhui Bengbu 233000,China; Cancer Center,No.82 Hospital ofPeople's Liberation Army Subsidiary,Jiangsu Huai ̄m 223001,China. 【Abstract】Radiotherapy is one of the radical treatments of EC.We review the chose and apply of radiotherapy in e— sophageal cancer,include conventional radiotherapy,X knjfe, knjfe,three—demenfional conformal radiation therapy (3D—CRT),idensi ̄modulated radiation therapy(IMRT),imaging guided radiation therapy(IGRT);volumetric modulated ale therapy(VMAT),adaptive radiation therapy(ART)and intenarl exposure after—loading therapy. 【Key words】esophageal cancer;radi0therapy techno1ogies;conventiona1 radiotherapy;accurate radiation therapy Modem Oncology 2015,23(05):0695—0698 【指示性摘要】放射治疗是食管癌的根治性手段之一。随着医学影像学、计算机技术及放射物理学的快速发 展,放疗技术取得了性的进步,从常规放疗迈进精确放疗时代。现综述放射治疗技术在食管癌放疗中的 选择和应用,主要包括常规放射治疗、x刀、 刀、三维适形放疗、调强适形放疗、图像引导调强放疗、容积弧 形调强放射治疗、自适应放疗及内照射后装治疗等。 【关键词】食管癌;放疗技术;常规放疗;精确放疗 【中图分类号】R735.I 【文献标识码】A 【文章编号】1672—4992一(2015)05—0695—04 DOI:10.3969/j.issn.1672—4992.2015.05.35 放射治疗是食管癌的根治性治疗手段之一。作为一种 局部治疗手段,放射治疗的根本目标是给予肿瘤组织(靶区) 足够照射剂量,最大程度杀灭肿瘤细胞的同时最大限度地保 护正常组织,即提高放射治疗增益比。随着医学影像学、计 算机技术及放射物理学的快速发展,放射治疗技术取得了革 了食管癌常规放射治疗的近期疗效(常规放射治疗CR: 57.1%VS精确放射治疗CR:85.7%)、肿瘤局部控制率(1 年局部控制率:常规放射治疗54.2%VS精确放射治疗 82.9%)、不良反应及重复性上较精确放疗差。 由于食管癌常规放疗副作用大、疗效较差,已逐渐被精 确放疗替代。精确放疗技术包括x刀、 刀(X knife、 knife)、三维适形放射治疗(three—dementional conformal radi. ation therapy,3D—CRT)、调强放射治疗(idensity modulated radiation therapy,IMRT)、图像引导放射治疗(imaging guided 命性的进步,已经从常规放射治疗迈进精确放疗时代。 1 常规放疗(conventional radiotherapy) 常规放疗即普通放疗,根据食管钡餐造影结果,在常规 模拟机吞钡透视下,以病变的食管腔为中心点设计矩形照射 野,采用的是直线加速器治疗机或co 治疗机进行等中心照 射或固定源皮距照射。有报道显示利用单纯常规放疗手段 治疗食管癌,临床缓解时间短,局部复发率高,5年生存率始 终较低 I2 。常规放疗时,可能因食管钡餐造影无法显示食 管管腔外肿瘤的大小、最大浸润深度,若以钡餐所显示的管 腔为设野中心,可能会使部分肿瘤漏照 J。王同玉 报道 收稿日期 修回日期 基金项目 2O14一O7—11 radiation therapy,IGRT)、容积弧形调强放射治疗(volumetric modulated arc therapy,VMAT)及自适应放射治疗(adaptive ra- diation therapy,ART)等。与常规放疗相比,精确放疗在体位 固定、定位扫描、靶区勾画、计划设计及照射实施等过程进行 了全面优化,目的是提高放射治疗增益比,使高剂量区与肿 瘤(靶区)在三维形态上高度一致,剂量分布更加均匀、合理, 正常组织和器官得到更好的保护。 2 X( )刀(X knife、 knife) 2014—09—18 国家“863”计划(编号:2014AA020901) 蚌埠医学院研究生部,安徽淮安223001 x( )刀又称立体定向x(伽玛)射线放疗系统,是一种 融合现代计算机技术、立体定向技术和外科技术于一体的放 射治疗设备,将治疗机发出的射线几何聚焦,集中射于病灶, 一作者单位 蚌埠233000 南京军区第八二医院放疗科,全军放疗中心,江苏 次性、致死性的摧毁靶点内的组织,而射线经过人体正常 【作者简介】 葛秀红(1989一),女,江苏人,医师,硕士,主要从事肿 瘤放疗工作。E—mail:478556386@qq.corn 组织几乎无伤害,并且剂量锐减,因此治疗照射范围与正常 组织界限非常明显,边缘如刀割一样,人们形象的称之为 【通讯作者】 李前文(1969一),男,江苏人,副主任医师,主要从事 肿瘤放疗工作。E—mail:1937821946@qq.tom “刀”。X( )刀的上述特点,使其主要应用于小肿瘤和功能 性疾病的治疗。食管为空腔脏器,使用x( )刀大剂量照射 葛秀红,等 食管癌放射治疗技术的选择与应用 食管癌容易导致食管穿孔、出血等严重并发症,临床上一般 不推荐使用x( )刀治疗食管癌。 0、 5,Brian、Kole 等人对比了食管癌3D~CRT和IM- RT治疗,与3D—CRT相比IMRT能够提高肿瘤靶区分布的 3三维适形放射治疗(31)一CRT) 3D—CRT是利用CT图像重建三维肿瘤结构,通过在不 同方向设置不同的照射野,采用和病灶形状一致的适形挡铅 (准直器),使高剂量区的分布形状在三维方向上与靶区形状 一致,是提高放射治疗增益比的有效手段 。3D—CRT的 出现改变了食管癌放疗的现状,使其从二维时代进入了三维 精确放射治疗时代。3D—CRT提高了食管癌肿瘤区的剂量, 减少了周围正常组织的损伤,从而降低食管癌放疗引起的近 期或远期并发症;此外,还可以改变食管癌的分割照射模式, 提高单次照射剂量。 多数研究表明,食管癌接受60—70Gy照射的疗效优于 不足60Gy,但即使给予60—70Gy的照射,食管癌局部未控 或复发的比率依然很高,因此很多学者建议提高食管癌的放 疗剂量来改善局部控制率 ,而3D—CRT能满足GTV在 90%等剂量曲线以内并避开周围重要脏器。3D—CRT能够 提高靶区剂量并降低肺和心脏的受量。 。。戴安伟等 对29 例食管癌患者进行3D—CRT与常规放疗的研究显示,3D— CRT能提高肿瘤靶区剂量并使周围正常组织得到保护。 Mackley等 报道,3D—CRT的急性食管炎发生率较常规放 射治疗明显降低(分别为49%和71%,P:0.0096)。董灵 等 叫报道食管癌3D—CRT的近期疗效、肿瘤局部控制率和 生存率均高于常规放疗,而不良反应低于常规放疗。3D— CRT能在不增加全肺平均照射剂量的前提下,使肿瘤靶区处 方剂量增加5—10Gy,因而有希望增加食管肿瘤局部控制率 15%一25%_J1]。 4调强适形放射治疗(IMRT) 3D—CRT技术及楔形板技术虽在控制脊髓剂量及肺受 量方面较常规放疗有一定优势,但不能完全有效改善因深度 不均匀造成的靶区剂量不均匀,尤其是食管病变下端容易产 生低剂量区这一问题,IMRT技术则可明显提高靶区内剂量 的均匀性” 。IMRT是在3D—CRT基础上发展起来的,在 标准直线加速器和螺旋CT机器上均可实施照射 ,在照射 野与靶区外型一致的条件下,针对靶区的三维形状和周围正 常组织器官与靶区的具体解剖关系,通过调节照射野内各点 输出剂量率来确保靶区内部及表面剂量处处相等的适形照 射方式,因此IMRT才是真正意义上的三维适形放射治疗技 术。IMRT能够使PrV内的剂量分布较3D—CRT更均匀,还 可以在 V边缘形成非常陡的剂量梯度,这意味着可以较大 幅度地增加肿瘤局部剂量和减少正常组织的受量 ,当靶 区形状很不规则,如凹形靶区,调强技术可很好控制肿瘤周 围的危及器官组织(OAR)的受量 。IMRT除可降低危及 器官的受量及提高肿瘤PrV靶区的剂量外,还可以对肿瘤高 复发区域的局部加量。Steven等 对676例食管癌患者的 IMRT和3D—CRT进行研究显示IMRT能显著降低患者死亡 风险特别是心脏相关性死亡及局部复发率,但对远处转移及 肿瘤相关性死亡无明显差异。Fenkell等 人比较了5例颈 段食管癌患者的IMRT和3D—CRT计划,IMRT计划可获得 更好的靶区适形度及均匀度,降低了脊髓和脑干的最大照射 剂量,腮腺的平均剂量也较低。Chen等 对食管癌患者的 IMRT和3D—CRT计划进行了比较。结果显示IMRT剂量曲 线较陡峭,提高了靶区剂量的均匀性,降低了肺 及心脏 均匀度,显著降低肺 心脏、脊髓及肝脏的受量。Mayo 等 人描述了一种将IMRT技术和3D—CRT技术结合的方 法,这种混合方法与单一应用IMRT相比可降低肺的 、 和 。,但这种混合方法也增加了心脏的照射剂量,IMRT计 划 较高的原因在于射野数目较多,另外一个原因是IMRT 实施过程中MLC所致的漏射线 。IMRT的缺点是增加了 机器跳数,施照时间延长导致总体受量增加,这样就增加了 第二肿瘤发生的可能性 -23 3。 IMRT技术的上述特点,对临床上近似刚性结构(如头 颅)、靶区活动度很小相对静止的病灶(如颅内肿瘤)来说, 是近乎完美的照射技术。严格执行IMRT规程,涉及靶区勾 画、剂量优化、质量控制和计划实施等多个环节,需要一个训 练有素的放疗技术团队。 5图像引导放射治疗(IGRT) 3D—CRT和IMRT可以产生高度适合靶区形状的剂量 分布,达到剂量雕刻的效果,基本解决了静止、似刚性靶区的 适形问题,但是,在食管癌放疗过程中存在以下不确定因素: 如分次内或分次间治疗时肿瘤本身出现容积变化,周围器官 运动或形状改变,每次放射治疗过程中患者的摆位误差 等 ,都会影响实际照射时的剂量分布,造成肿瘤的欠剂量 和(或)危机器官的过剂量照射。此外食管的位置受到呼吸 运动和心脏搏动的影响,同时食管本身存在一定的蠕动等生 理运动,这些因素均会导致食管肿瘤的移动,这在许多文献 中均有报道 -26 3。有报道指出:食管癌在头尾轴向上活动 范围为3—5cm,在横断面上、下、左、右活动范围为0.8— 1.0cm[驯。 IGRT是继3D—CRT和IMRT之后的一新型放疗技术, 是将放射治疗机和影像设备相结合,在分次治疗摆位时和治 疗中采集图像和其他信号,并利用它们指导此次治疗和后续 分次治疗 。它能够减少放射治疗间靶区位移误差和摆位 误差,监测和校正放疗时肿瘤和正常组织运动引起的误差, 使照射野紧紧“追随”靶区,在3D—CRT和IMRT基础上进 一步提高了射线施照的精确性,达到最大程度杀灭肿瘤的同 时更好地保护正常组织器官的目的。IGRT在常规加速器上 增加锥形束cT(cone beam eomputed graphy,CBCT),能够更 好地追踪肿瘤靶区,在减少并最终消除放疗的不确定因素中 起到重要作用 j。秦永辉等 采用CBCT对28例食管癌 患者进行了研究,结果显示IGRT能较大幅度减少食管癌放 疗中的摆位误差。Hawkins等 人对14例食管癌患者设计 了标准的IGRT放疗计划,研究显示,心脏和肺的照射剂量明 显降低。呼吸相关四维CT扫描技术(413一CT)可以获得不 同呼吸时相的CT图像,可以精确描述每一呼吸时相内的解 剖结构位置和其运动情况。Lorchel等 人研究了8例食管 癌患者肿瘤随呼吸周期的运动情况,GTV和CTV运动在三 个方向上的累积分布显示95%的数据范围分别为0—0.8cm 和0—1.Ocm,因此作者建议将内靶区的外放间距为1em。 Zhao等 人量化分析胃食管结合部附近肿瘤的内靶区运动 情况,发现肿瘤在形状和体积方面呈现不对称性和方向性改 变,特别是对于体积较大的GTVs而言,这种变化趋势更明 显。肿瘤在向下方向的移动范围最大,平均距离达(0.91± 0.36)cm,前后方向的平均距离分别为(0.68-t-O.23)em和 现代肿瘤医学2015年03月第23卷第5期 MODERN ONCOLOGY.Mar.2015.VOL.23。NO.05 ・697. (0.36±0.13)cm,左右方向的平均距离分别为(0.27± 0.09)cm和(0.63±0.20)ClTI,这种差别主要是由于胃向GTV 究的方向。目前尚没有ART放疗技术在食管癌临床研究中 的应用报道。 8 内照射(internal exposure) 的左侧运动造成的,基于上述结果,作者建议ITV的外放 应是非对称的:向左1.0cm,向右0.8cm,向前1.1cm,向后 0.6cm,向上1.0cm,向下1.6cm。虽然IGRT很大程度上减 少了由于摆位误差、呼吸运动、靶区运动、患者自身形体的改 内照射主要是指高剂量率后装治疗,临床上大多应用Ir ~192源后装治疗机。作为外照射的补充手段,一般不推荐 单独使用。李娟等人 报道了外照射结合内照射治疗食管 癌,结果显示,外照射加 cf中子腔内照射治疗食管癌的疗 效较理想,有一定的应用前景。赵龙等人 研究了术中内 照射治疗食管癌疗效分析,结果显示,单纯手术组(1—5年生 变等带来的误差,但是患者受照辐射量加大,增加了工作量, 治疗时间也相应增加 。 6容积弧形调强放射治疗(VMAT) VMAT是在IGRT基础上进一步完善优化的新型放疗技 术,集新型高精尖加速器与逆向优化治疗计划设计软件、精 存率:73.5%、58.8%、41.2%、32.5%、23.5%)与手术组加 内照射组(1—5年生存率:85.7%、74.2%、54.2%、42.8%、 密三维和二维的剂量验证设备于一身。VMAT的技术优点 是在360。设定任何角度范围内旋转照射,不但设1个弧,也 可设2个弧,目前研究认为2个弧照射优于1个弧照射;可 行非共面照射,能保证治疗区剂量分布的一致性;VMAT通 过持续地改变机架旋转速度,多叶准直器的位置和剂量率, 来调整各个角度的剂量强度,在机架旋转的同时,不间断照 射,从而缩短了治疗时间,减少了治疗靶区的运动,更提高了 治疗精度 。Lin等 报道了8例食管癌VMAT和IMRT 对比治疗,研究显示与IMRT相比,VMAT可显著提高靶区的 适形性、均匀性及降低治疗时间及机器跳数:治疗时间(13.3 ±2.6 VS 6.0 4-0.6)、机器跳数(799.2±155.8 vs 362.7± 36.1)。Hitoshi等 对比了VMAT和IMRT,VMAT的治疗 时间较IMRT降低,且治疗时间少于1.5分钟;降低治疗时间 能够降低在治疗过程中产生靶区移动的影响,提高放疗的精 确性。研究表明VMAT最明显的优势在于缩短了治疗时间 并明显减少了MU,这就使周围正常组织并发症降低,但 VMAT计划时间较长。Farshad等 报道IMRT MU是824, VMAT MU是403,三种放疗技术计划时间:3D—CRT计划时 间是30.7s,IMRT计划时间是49.33s,VMAT计划时间是 141S,随着医生对VMAT技术掌握的熟练,计划时间会降低。 Li Yin等 报道了20例食管癌VMAT和IMRT对比治疗, 研究显示与IMRT相比,VMAT可显著提高靶区的均匀性、降 低机器跳数及肺 、心脏 。。目前,VMAT在临床尚处于研 究阶段 ,在食管癌放疗中应用罕见,未见相关报道。 7自适应放射治疗(adaptive radiation therapy,ART) ART技术是IGRT提高和发展后的又一新型放疗技术。 ART技术根据个体化差异设定个体化治疗计划,纠正患者摆 位误差的同时测量剂量偏差,通过修正治疗计划纠正剂量偏 差 。ART的目的是不扩大放射野,提高放疗实施的准确 性和精确性,并给特定患者实施特定放疗的临床行为。为确 保肿瘤组织没有被漏照射或欠照射,照射范围应包括肿瘤附 近一定范围内的正常组织。ART实施的关键步骤是每日进 行CT在线验证,由于个体差异,每位患者外放边距是不同 的,因此使用个体化间距有一定必要。由于放疗过程中存在 分次间形变、摆位误差、治疗设备机械和剂量误差以及计划 系统本身的剂量误差等因素,使得放疗在实际照射时可能与 治疗计划存在一定差异。ART比较实际治疗情况与计划间 偏差后,评估需要进行修正的计划,有效减少了剂量误差,保 证了精度。ART的实现方法主要有离线ART和在线ART两 种方式。在线方式可以随时修正摆位误差、剂量误差及系统 误差,明显优于离线方式 ,但在线方式所需时间过长,难 于实践于临床,如何发挥在线ART的优势是目前和未来研 34.2%)比较,两组1—5年生存率差异有统计学意义,即手 术中种植放射性碘125微粒近距离内照射治疗食管癌术后 生存率明显改善。盖晓慧等人 报道了外照射结合内照射 治疗中晚期食管癌的远期疗效,结果显示外照射加 cf中子 腔内照射治疗中晚期食管癌的疗效较理想,有一定的应 用前景。 9总结 放射治疗是食管癌的根治性治疗手段之一,外照射技术 在食管癌放疗中应用广泛,内照射技术在食管癌放疗中也有 应用,但较少见,主要作为外照射技术的补充,一般不推荐单 独使用。常规放射治疗是放疗史上的“先驱”,由于其治疗精 确度差、不良反应大,已逐渐被精确放疗技术取代。VMAT 和ART是在IGRT基础上发展的新型放疗技术,尚处在临床 研究阶段,在食管癌放疗中罕见应用报道。临床上食管癌的 放射治疗主要采用3D—CRT、IMRT和IGRT三种技术。放 疗技术的选择需要综合考虑放疗技术的优缺点、病灶分布、 心肺功能、脊髓等危及器官剂量,以及安全、疗效、效率、 经济等因素,对于病灶比较局限、规则、外侵不明显,可选择 3D—CRT;对于外侵明显,如影响气管或脊髓,对危及器官的 比较严格,可选择IMRT;对于年龄较大,心肺功能较差, 考虑靶区活动度以及摆位误差的影响等因素,可以选择IG— RT。 【参考文献】 [1]崔年基,卢泰祥,邓小武.实用临床放射肿瘤学[M].广州:中山 大学出版社,2006:32. 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