X_射线立体定向放射治疗

综合论坛川抗肿瘤专题 丫 射线立体定向放射治疗 双种 娜 己冶。血山 姚 吮 即 中国医学科学院肿瘤研究所肿瘤医院 胡逸民 丁 一 日 口日 任 千 关键词 立体定向 , 刀 , 丫 刀 , 放射手术 , 放射治疗 , 适形放疗 , 精确放疗 , 一 , 丫 一 , , 一 卜 己 , 卜 , 一 作者简介 胡逸民 、 男 , 份 斗每毕业于安徽大学物袋系 , 现任中澎送学科学院 肿瘤跃院放疗科剔主筷 研究员 、 博士生导师 , 兼任中国落学物理 学会副理事长兼秘书 , 中华放射肿瘤学会常娄兼秘书 , 中髯医学物理学会放射物理专业娄员 会主任委员 、 国际医学物嫂组织中国理事 , 美踢缓学物理学家协会会员 , 国际原子能书池专 家组成员 , 崛申华放射肿瘤学杂志 》编娄兼编辑部主任 发表专业论文 三 多篇 , 署有 《肿 瘤放射物理学 》、 幼中瘤放射治疗技术 》、 视申曝放荆治疗设计 》等书 训 射线立体定 向放 射治疗 已成为深部小 体积肿瘤放射治疗的重要手段之一 它是适形放 射治疗的一个特例 。 本文就 射线立体定向 治疗的定义及分类 、 实现方式 、 主要结构 、 剂量 学的特点等作了扼要的叙述 。 匕 十。日 日、 入 丫 。 一 匕 一 门 门一 己 于一「 一 一十 一 犷 一 「、十 。 、 ‘ 一 一 、 丫 「 丫 一 一 丫 己 一 一 。「、 丁 丫 四 了 ‘ 一 丫 丫、 四 一 年瑞典神外学家 八 一 ‘ ’提出立体定向放射手术概念 , 起初用 丫 射线 所谓立体定 向放射手 术 , 即用多个小野三维集 束单次 大 量照 身 颅 内不 能 手术 的 , 诸如脑动静脉畸形 丫 病 等良性病变 一 经过 年第 一台‘ ’ 、 年第 台 丫川 , 一 剑装置在 瑞典 。, 研究所临床试 月后形 成现在的第三代用 个 “ 〕源集 当代医学第六卷第四期 丫 、 一 , 、 束照射的 丫 刀装置 。 几乎与第三代 丫 刀装置临床安装使用的同时及稍后 , 美 国同道 ” 一 ’提 出用直线加速器的 身寸线非共面多弧度等中心 旋转实现多个小野 二维集束照射病 变 , 起到与 , 月一样的作用 , 故称 为 射线 刀 一 介 , 刀 、 刀是商品名 , 其学 名称为 劝 射 线立体定 向放 射手 术 ,二 。、 , ,茗 , 、 , 简称为 。 其特征 是小野 三维集束单次大剂量照射 。 随着 技术在肿瘤治疗中的推广 应用和日前放射治疗对定 、 摆位精度 的要求 , 它们的结合 , 称为立体定向放 射治疗 , , 。 。 。 、 , 简 称为 · , 其特征是小野三维集束分 次大剂量照射 , 均使用多弧 非共向旋转聚焦技术 , 附加圆形 二级 准直器治疗较小病变 毛 。 随着 靶区体积的增大 , 多弧 一 卜共面照射的 聚焦能力随射野增大而逐渐减弱 , 同 时还要减少非共面旋转数 , 乃至采用 共而 作共面固定野 砚射 目前将 种 射线 众体定 句放射治疗 和立体 定向放射手术 统一简称为 种 射线 , 射线 『 ’ 治疗一般要 经过病变定位 、 计划设计和治疗等 个 过程 利用立体定向装置 一 , 、 、 「、核磁共振和 射线数字减影等先 进影像设备及 二维 重建技术 , 确定病 变和邻近重要器官的准确位置和范 围 , 这个过程叫作三维空间定位 , 也叫 立体定向 然后 , 利用三维治疗计划系 统 , 确定 行 的射线束方 向 , 精确地计算出一个优化分割病变 和邻近重要器官间的剂量分布计划 , 使射线对病变实施大剂量“ 手术 ”式照 射 , ’ , 射线 屯 治疗既 可严格保护邻近重要器官 , 又 可使 病变得到大剂量的破坏性照射 , 起 到不 开颅 一 也能准确 、 安全去病的 口 的 , 很受病人和神经外科医 师们的 欢迎 , 现 已打 一 大到用于治疗颅内及 躯干部位小体积的恶性肿瘤 ” 一 川 。 肴嚼释卿 图 , 射线 治疗实施 京理 瑞典 , 少装置 ’‘ ’使用 个 活 度 为 。 源 , 分布 于头顶部北半球的不同纬 度和经度 卜 , 个源经准直后聚焦 于一点 , 该点称为焦点 源到焦点 的距离为 , 焦点处射野大小 为 , , 一 , , 图 我 月奥沃 公 司创造 了中国模式 , 用 个 “吃 。 源螺旋排列成 组分布于 一 纬度之间的不 同经度土 。源 的直径为 , 个源总活度为 , 源焦距离为 。 , 用旋 转的实现多野集束照射 ” , 由 于加速器单平面旋转 图 。 形成 的空间剂量分布较差 , 目前 射线 通常采用 一 个非共 面小野 图 绕等中心旋转 , 达 到 , 刀 集束照射 的 同样 的 量 分 布 。 如图 所示 , 每个旋转代表治 疗床的一个位置 , 即治疗床固定于 与直线 加 速 器 配套 的 射线 临 的基本结构包括立体定 句系统 、 治疗计划 设计系统 、 治疗 实施系统 大部分 立体定向系统 和治疗 计划 系统是 一 和 丫一 所共有的 , 它们间的区别仅 在 于 射线 治疗实施系 统是以直线加速器为基础的 , 而 丫 幻 为 丫一 刀 呢 。。 源治疗装 置 大部件的基本任务是 建立病人治疗部位的坐标 系 , 进行 靶区 病变 及重要器官 及组织的 三维空问定位和摆位 。 制定 个优化分割病变 靶 区 和重要器 官及组织的治疗 实施立 体定向照射 立体定向系统是保证 功 治疗精度的最基本的系 统 , 包括影像定位和治疗摆位 两大 部分 联系影像定位和治疗摆位两 大部分的核心部件是基础环 二 它是 利用局部麻醉 , 通过特定的固定支 杆和螺丝 固定到病人的头骨 卜成为 人体头骨的一部分 而与头骨形成刚 性结构 , 从而在病 人的治疗部位建 立一个保证在定位 、 计划 、 治疗 的 整个过程 中不变的可靠的病人的三 维坐标系统 。 基础环有手术固定型 或有仓,」型 , 和非 不同位置 , 加速器绕其旋转 一定角度 。 病变 靶区 中 心一般位于加速器的旋转中 心 等中心 。 由于 射线 具有比 , 一 经 济 、 灵 活 等特 点 , 目前 一 用户要比 , 一 用 户多得多 。 图 射线多弧非共面旋转原理 「 劝射线立体定向放射治疗 手术固定型或无创型两种 。 它们能 达到很高的体位固定精度 。 若将 种 射线 技术推广到胸 、 腹部 的病变的治疗时 , 因解剖部位的特殊 性 , 不可能使用这种有环系统 , 必须建 立类似于上述基础环的替代系统 。 可 用治疗部位病人体内的特殊骨结构 的至少 个或 个以上的特殊点代替 或用在病变 靶区 周围手术植人至少 个或 个 以上的金球标记来代替 。 我 国深圳 柯瑞特公司在世界上第一家将体内 预 埋 金 点 的 无 环 重 定 位 技 术 , 应用到胸 、 腹部病变 肿瘤 的 射线 治疗‘, , 。 基础环和金点提供了病人坐标 系的参考物 。 它与定位 、 摆位框架 一起 , 构成病人治疗部位的坐标系 。 用于 定位的定位框架由相 应的线段状的显像材料构成 “ ’’ 或 “ ’’ 字型 , 一般由 片组成 , 固定 于基础环上后 , 组成一个长方体 。 用于 血管造影和体部无环重定 位技术的加速器照像 , 需要另一种 定位框架 。 它也是 由 片组成的一 个长方体 , 附加于基础环 , 每片 上有 个定位标记 。 摆位框架由带有 , , 的标 尺和坐标指示器组成 。 摆位框架与 定位框架的坐标系相同 , 均以基础 环为坐标的参照物 。 由计划系统计 算出来的靶 区 中心 坐标 , , 动 , 利用加速器治疗室内的激光定 位灯和治疗床的运动 , 利用摆位框 架将 、 , , 助 位置置于加速器的 等中心位置 。 当 , 的适应证 扩大到治疗体积较大的肿瘤时必须 开展分次治疗 , 准直器的形状应该是 不规则的。 目前有手动 、 自动两种微型 准直器 , 可作为多弧非共面旋转 。 三维治疗计划系统是 功 射 线 治疗系统中不可缺少 的极其重要的组成部分 。 功 射 线 治疗计划系统的重要 任务是 根据输人的带有定位 标记点的 图像 , 重建 出包括体表轮廓在内的及病变和重 要器官与组织结构的治疗部位的三 维立体图象 。 规划射野入射方 向 、 大小及剂量权重 以及等中心位 置 , 制定出优化分割病变和正常组 织特别是重要器官的剂量分布的治 疗方案 。 打印输出治疗方案的 细节及治疗摆位的详细数据 。 一个 好的治疗计划系统必须是三维的 , 包 括三维图像重建及显示功能 , 三维剂 量计算 , 射野设计工具如 和计划 评估工具如 图等 。 , 射线 的小野 具有高斯形 的剂量分布 , 它们在空 间的集束照射后的合成剂量分布具 有下述特点 小野集束照射剂量分 布集中 小野集束照射 , 靶区周边 剂量梯度变化较大 靶 区 内及靶区 附近的剂量分布不均匀 靶周边的 正常组织剂量很小 。 这种剂量分布 就像一把尖刀插人病变 内 。 试验测 试证明 , 靶区定位的 之差 , 可 以引起靶周边最小剂量 参考剂量 线剂量 变化约 的量级 ’引 。 小 野集束照射形成的高剂量大梯度变 化突出了靶点位置精确度的要求 , 使其成为立体定向治疗的第一要素 。 由此说明靶区精确定位和正确摆位 是 丫 射线 治疗成 功的关键 。 任何粗心大意 , 都会造 成不可挽 回的损失 。 从这个意义上 讲 , 靶位置和靶体积的确定要 比剂 量大小的确定重要得多 。 立体定向适形放射治疗 , 简称 一 , 是利用改变射野 的形状 通过 实现高剂量分 布的形状 与病变 靶区 的形状一 致 。 由于在 同一床位角的同一个旋 转弧内 , 靶区形状 图随时在改 变 , 要利用旋转集束技术 , 射野形 状必须跟随着改变 在保持多弧非 共面旋转聚焦的特点的基础上 , 发 展 了射野适形技术 。 微型多叶准直 器几乎可以造成任何形状的射野 , 通过 计算机控制 , 在旋转过程中 , 射野形状可以跟随靶区形状变化 , 是一种较理想的作适形治疗的准直 器 。 目前已有多家公司生产的微型多 叶准直器 , 都具有很好的机械和剂量 学性能 。它们的每个叶片在等中心的 投影 的宽度可达到 , 和 叶片 司的 漏射线也只在 左右 。与圆形 准直器相比 , 微型多叶准直器形成的 射野的半影较宽 。 临床应用的经验说明 , 当病变 靶区 的最大直径 毛 时 , 标 准圆形准直器仍是最佳选择 , 有较 高的性能价格 比 当病变的最大直 径位于 一 之间 , 圆形加 片独立准直器 , 可给出较佳的治疗 方案 当病变直径 多 时 , 微型 多叶准直器的适形治疗 , 特别是调 强适形 , 将会显示较大的优越性 。 霭蜚 自 年第 台 丫刀装置安装 使用以来的 多年时间 , 功 射 线 治疗了大量的良恶性 当代医学第六卷第四期 , 病变 , 并取得 了很好的疗效 。 立体 定向放射手术 为颅脑外科医 师发明 , 主要用于治疗颅内小体积 的孤立的良恶性病变 。 随着临床经 验的积累和技术上的改进 , 目前扩 大到颅内以外部位的病变的治疗 , 并且开始探索分次治疗 的经验 。 中 国医学科学 院肿瘤 医 院放疗科 于 年 月利用柯瑞特 公 司提供的无基础环和重定位立体 定向技术 , 治疗第 例椎管病人以 来 , 共收治了近 例 , 使立体定 向治疗技术推广到体部肿瘤的分次 治疗 。 现行的离子刀 、 , 刀 、 刀 种立体定向治疗装置中 , 从其优缺 点的综合看 “ ‘, 与直线加速器 配接的 刀是今后 一段时间进行立 体定向治疗的主要装置 。 立体定向放射手术成功的关键 在于病变的三维精确定位和摆位 , 及靶区剂量的高度集中 。 若以此为 基础 , 配以射野适形技术 , 开展立 体适形分次放射治疗 , 肿瘤放射治 疗的疗效会有较大的提高 。 参考文献 一 百 心 卜 一 , 己 一 即 上 二 以 , 一 一 一 一 一 , 以 四 , 日 日 闪 一 一 。 一 旧 , 人 , 货 刀 于 一 , , 一 , 日 一 一 一 一 一 一 , 四 , 一 。 胡逸民 苗延俊 戴建荣 , 等 们 线立体定 向 们 一 刀 治疗的物理原理和生物学基 础 中华放射肿瘤学杂志 , 七 一 一 一 , 〔 二 一 , 厂 卜 , 一 , 一 厂 。 日 , 四 , 一 , 一 火 一 子 一 , 张永洪 世界伽玛刀的新发展 一 日 一 型 “ ℃。 旋转式伽玛 刀 无创伤外科学专辑 一 一 一 一 一 留 一 一 。 一 , 一 一 一 , 叮 一 一 卜上接第 页 使此类病人达到较好的治疗效果 并增加病人的顺应性 。 参考文献 , , 丈 士 才 了 , 门 , , 一 「 一 八 丈 。 门 , , , 一 一 , 一 , 巳 白 旧 一 三 一 日 一 , 十 。 门 , 任, 冬 卜 台 民 , , 献 宁 , 一 一 长 , , , , 民 一 ’ 诌、只 。 , 。 一 队尸 。。 。 才 一 矛 仆 , 一 黄席珍 , 肖 毅 , 邹 丁 等 自动持续正压 系统对睡眠呼吸障碍的诊治 中华结核和 呼吸杂志 , 一 黄 蓉 , 黄席珍 , 肖毅 自动调节持续气道 正压通气治疗阻塞性呼吸暂停的疗效评价 待发表 , 〔什 石 , 门 一 才 阳 即