立体定向放射治疗和三维适形放射治疗

呢喃柠檬

立体定向放射治疗和三维适形放射治疗
发表时间：2008-09-28 发表者：空军总医院放疗科 (访问人次：97)
夏廷毅
http://flzj.haodf.com/wenzhang/18825.htm
    放射治疗技术在20世纪末出现了质的飞跃，主要体现在立体定向放射外科（Stereotactic Radiosurgery, SRS）、立体定向放射治疗(Stereotactic Radiotherapy, SRT)、三维适形放射治疗（3D Comformal Radiotherapy, 3D CRT）和逆向计划调强放射治疗(Intensity Modulation Radiation Therapy Based on Inverse Planing, IMRT)技术的临床应用，使在近一个世纪中一直处于肿瘤治疗辅助地位的放疗手段在肿瘤治疗中的作用和地位发生了根本转变。近年，SRT（SRS）和3D CRT在我国的临床应用普及率愈来愈高，而且在临床应用中取得了较好的效果，现已成为放射治疗技术的新热点,并已成为放射治疗发展的主流。

    1. SRS/SRT和3D CRT的概念

    1.1. SRS/SRT的概念： SRS是神经外科和放疗科之间跨学科的治疗技术，主要用于颅内良性疾病和小灶性肿瘤治疗，基于钴－60放射源的SRS俗称γ刀，基于电子直线加速器的SRS俗称X刀。SRT源于立体定向放射外科(Stereotactic Radiosurgery, SRS),SRT是采用SRS技术，将一次大剂量照射变为分次照射，使治疗范围从颅内良性病灶扩展到全身恶性肿瘤的治疗，体部的分次立体定向放疗被俗称为“体刀”。简而言之，SRS是采用立体定向技术，有创头架固定，一次大剂量照射。SRT

    1.2. 3D CRT的概念：3D CRT是通过CT模拟定位、三维治疗计划和特制模块或多叶光栏等技术实施非共面不规则野照射，使各野的形状在束轴视角(Beam Eye View, BEV)方向上与靶区形状一致，使剂量辐射在三维空间分布上紧扣靶区，使靶区获得大剂量照射，而靶区周围正常组织的受量减少，其技术和结果类似于SRT。

    1.3. SRT和3D CRT的概念关系：严格说SRT属于3D CRT中的一种特例，因此，称SRT为3D CRT是可以的。但是， 称3D CRT为SRT是错误的。虽然它们都采用了类似的放疗技术，但两者间存在着本质的区别，绝不能在治疗中混为一谈。

    2. SRT和3D CRT的区别

    2.1. 临床适应范围：SRT主要用于早期肿瘤或孤立转移灶，直径小于3cm，形状较为规整肿瘤的根治放疗。3D CRT主要用于头颈和体部体积较大、形状不规整肿瘤的局部追加剂量或巨大肿瘤的减瘤放疗。

    2.2. 定位要求和靶区范围：SRT治疗肿瘤体积小，要求定位精度高，因此，必须行体位固定，甚至需要患者体位变化补偿系统和呼吸控制系统。在靶区确定时只需在GTV基础上适当扩野，各个照野形状多为园形或椭圆形。3D CRT采用非共面同时多野照射，需放疗时间较长，故在定位时也要求行体位固定，其精度要求介于常规放疗和SRT之间。在靶区确定时需在GTV+CTV基础上适当扩野，各个照野形状极不规则。

    2.3. 剂量分布特征：SRT高剂量集中在靶区，靶外剂量递减十分陡峭，剂量分布锐利，半影区(20-80%等剂量线范围)在2-5mm量级，具有刀的特征，有利于靶外正常组织的保护，但剂量均匀度相对较差，特别是在靶体积较大而采用多靶点照射时，剂量均匀度在80~150%范围变化。3D CRT高剂量仍集中在靶区，剂量分布均匀度较好，大多可控在(100±10)%或更好，但靶外剂量分布梯度变化较为缓慢，20~80%等剂量线范围较大,不具备刀的特征。

    2.4. 剂量评估方式和分次剂量大小：SRT大多采用50%等剂量线作为处方剂量参考点，计划要求50%的等剂量线覆盖靶区。治疗分次较少，单次量较大(7~15Gy)。3D CRT大多采用90%等剂量线或等中心点作为处方剂量参考点，计划要求90%等剂量线覆盖整个靶区。治疗分次多，单次量较小(3~10Gy)。

    2.5. 技术特征：SRT通过采用第三级准直系统和非共面弧形照射技术产生高度聚焦的剂量分布区。3D CRT通过采用多叶光栏(Multileaf Collimator, MLC)或特制铅块（Block）和非共面等中心固定野照射技术来实现几何学和剂量学的三维适形效果。

    3．称SRT为“体刀”是否合适

   “体刀”是体部X刀（有的叫光子刀）的简称，源于头部X刀（简称头刀）。两者分别是立体定向放疗技术应用在头部和体部的体现。但“体刀”却不能象头刀和外科手术刀那样一次性完成刀的治疗过程。其理由是：(1)在体部各器官由于呼吸和隔肌运动导致靶区位置变动较大，目前的定位方法还不能获得象头部定位那么高的精度，因此，即使是一个小于3cm肿瘤，加上位置变动因素后使靶区容积额外增大。(2)体部是一个长柱体，不象在头部半球体上拉弧那么均匀，通常在横轴上的弧度较大，在长轴上的弧度较小，使高剂量区多数成为椭圆体。同时体部拉弧转床一般小于±200，转角增大导致截面积增大，使照射平均深度增加。(3)体部治疗都是恶性肿瘤，其自身的生物学特性决定一次大剂量照射不可能全部杀灭肿瘤细胞，肿瘤内乏氧细胞对射线的抗拒又要求放疗必须采取分次照射。(4)体部各脏器对射线的耐受性差异较大，不允许采用一次大剂量照射。因此，体部SRT的临床应用极为有限，其治疗过程与外科手术刀相差甚远，将此称之为“体刀”是名不符其实的。是直接叫SRT或统称为3D CRT值得探讨。

    4. 如何实现高精度放疗

    要实现高精度放疗必须贯穿三精原则（Precise Localization, Precise Planing & Precise Treatment, 3P）于放疗全过程。（1）精确定位（PL）：采用有效的体位固定，高清晰CT模拟定位扫描和CT/MRI图像融合，在CT扫描时的体位和身体内在脏器的状态都应保持和放疗时一致，CT图像必须通过网络直接传送到计划系统。（2）精确计划（PP）：准确确定GTV、CTV和要害器官（Organs at Risk）是实现精确计划的前提，在确定PTV时还要充分考虑脏器移动、摆位和机器误差因素。在照野设计时要多采用非共面立体照射方案，利用不同视窗审视2D和3D剂量分布，利用DVH评价计划优劣和可行性。（3）精确治疗：治疗摆位是落实高精度放疗的最后关键环节。为了保证治疗精度，首次治疗时医生和物理师必须参与摆位，及时解决治疗计划中出现的问题和指导技术员准确操作。

    5．3D CRT能否采用拉弧（ARC）照射，布野是否越多越好

    3D CRT是针对体积大而形状怪异肿瘤所采用的特殊照射技术，如没有动态多叶光栏（Dynamic MLC）时，原则上应采用固定野照射。从理论上讲布野越多，3D CRT的适形度和剂量分布的均匀度越好。但是，在临床应用中，过多的照野会使整个治疗时间延长和每野照射剂量减少，是否会导致时间－剂量效应降低。同时摆位次数增多将导致治疗精度下降。但过少的照野又达不到3D CRT的效果。因此，在临床治疗中应根据部位和肿瘤情况灵活掌握，合理布野。目前资料统计的布野范围为4~12野，但以5~6野居多。

    6．如何确定SRT和3D CRT的时间－剂量－分次模式

    在放射生物学研究滞后的情况下人们从临床经验中得出的称为“标准模式”的常规放疗，即每周5次，每次180~200cGy，不同肿瘤采用不同总量的方案，虽对正常组织较为安全，但在提高局控率方面已到了极限。SRT和3D CRT能使高剂量集中于靶区，较好的保护正常组织。在采用这些放疗技术的基础上，目前多数单位都采用了提高分次剂量，缩短总疗程的加速分割或低分割方案。但就不同分次剂量的等效生物量的换算方法尚不统一。一般常用TDF值或基于LQ模型的分次－剂量因子(FDF)评估SRT和3D CRT与常规分次照射的等效生物剂量。在确定SRS单次手术剂量(RSD)与常规分次总剂量(TFD)间的等效生物剂量关系时，多采用Fowler提出的换算公式(1)。如果忽略(1)式右边的最后一项，得出近似RSD和TFD间的简单转换公式(2)，在临床应用SRS治疗时值得参考。

值得一提的是基于肿瘤控制机率(TCP)和

RSD×(α/β+RSD) = TFD(α/β+FD) × (细胞倍增数学) × 0.693/α (1)

        α/β 　　　　 α/β

RSD×(α/β+RSD)=TFD×(α/β+FD) (2)

正常组织损伤发生机率(NTCP)为依据的时间－剂量－分次模式，已开始用于临床，急待深入研究，临床总结经验推广应用。

    7. 如何合理选择各种放疗手段

    随着使人眼花缭乱的放疗技术的不断涌现，在临床放疗中如何合理选择这些放疗技术，以最低的价格获得最好的疗效，已成为当前值得大家重视的问题。见于放疗所治恶性肿瘤即使是早期也有局部浸润生长和区域淋巴结转移的特性，加上目前我们所治对象以中晚期居多。因此，在选择各种放疗手段的顺序应该是常规放疗、3D CRT、IMRT和SRT等。更准确的说现代放疗应该贯彻一个“肿瘤综合放疗”的概念，即采用常规放疗＋3D CRT 或IMRT+SRT等多种放疗技术混合的新模式(简称放疗三步曲)。

    值得注意的是有的基层单位在没有常规放疗的条件下，对全身恶性肿瘤仅采用SRT(所谓的Ｘ刀和γ刀)治疗的做法，是极其危险的。按现在“循证放疗”的观点可以说是一种违法行为。

    以上仅提出有关SRT和3D CRT的部分问题，还有更多的问题因篇幅所限，不能展开讨论，希望各位同道就以上问题以及尚未涉及到的一些其它问题提出保贵意见，以便在临床治疗中得以借鉴