(tomo)螺旋断层放疗系统综合简介

Page 1 5/28/2012 TomoTherapy 螺旋断层放疗系统螺旋断层放疗系统螺旋断层放疗系统螺旋断层放疗系统 综合介绍综合介绍综合介绍综合介绍 Page 2 5/28/2012 TomoTherapy 简介简介简介简介 TomoTherapy（（（（简称简称简称简称 TOMO））））————————螺旋断层放疗系统螺旋断层放疗系统螺旋断层放疗系统螺旋断层放疗系统，，，，是从 1990 年开始由美国威斯 康星大学和后来组建 TomoTherapy 公司的 Rockwell Mackie 和 Paul Reckwerdt 一起研 发的最新一代放射治疗设备。从 2002 年第一台临床试验机开始运行，并通过美国 FDA 认证， 到 2005 年正式在美国上市，目前全球已经安装了 400 多台 TOMO，并治疗了数十万名患者。 TomoTherapy 螺旋断层放疗螺旋断层放疗螺旋断层放疗螺旋断层放疗系统系统系统系统是一种在 CT 图像引导下，以调强治疗为主的当代最 先进的放疗设备，其 360 度全角度照射概念、单次照射多达 2 万的子野数目、薄层照射理念， 二元气动多叶光栅，实时 IGRT 影像引导，独创的自适应计划等创新科技及专利技术，被公 认为现代影像引导放疗的代之作，是目前对于正常组织保护最好的放射治疗设备，已经有 大量文章报道（参见临床文献综述部分）。 螺旋断层放疗的临床应用范围非常广泛，既可以用无创、无框架的立体定向方式精确治 疗小到 0.6 厘米左右的单个或多个颅内外的小肿瘤病灶，也能对 60 厘米直径的横断面和 160 厘米长的全身范围内的大肿瘤进行影像引导下的调强治疗（如全脑脊髓和全身骨髓调强照 射）。其适应症几乎覆盖所有适合放射治疗的病例、特别是调强治疗的病症。它着重强调并 解决了当代以及今后精确放射治疗所关注的三大议题：1）逆向调强 IMRT，2）影像引导 IGRT， 3）自适应放疗 ART。 TomoTherapy 螺旋螺旋螺旋螺旋断层放疗系统断层放疗系统断层放疗系统断层放疗系统同时又是一台兆伏级的螺旋 CT 机。6MV 的直线加速 器安装在特制的螺旋 CT 滑环机架上，加速管沿机架的径向安装。它可出射 3.5MV 的扇形束 X 光，经螺旋扫描而产生兆伏级的三维 CT 图像（MVCT），用于病人治疗前的位置验证；同 时也可出射 6 MV 的扇形束 X 光，经射线出口处的 64 片 0.625 厘米宽的二元多叶光栅快速 调制，从而实现 360 度螺旋断层调强照射治疗。 Page 3 5/28/2012 TomoTherapy 突破了传统肿瘤放疗的诸多局限，将当代影像引导逆向调强技术 （IG/IMRT）推进到一个前所未有的新境界。。。。TomoTherapy 的独特性在于将现代诊断螺旋 CT 和医用直线加速器进行有机结合，构成了同时具有影像扫描功能以及调强放射治疗能力 的超级螺旋放疗 CT。 螺旋断层放疗系统----TomoTherapy 一经推出，迅速受到国际放疗界的认可和推崇，已 有超过 1500 篇以上的国际临床文献和报道对其技术平台的先进性和临床疗效的优异性予以 肯定（见临床文献综述）。并不断开展新的临床应用领域的研究。在放疗领域的顶级期刊上， 每年都有十几篇以上的论文发表。 美国和其他国家正在广泛开展螺旋断层放疗系统多中心的临床合作研究，已经有 50 多 项 Clinic trail 与螺旋断层放疗系统相关（http://clinicaltrials.gov，search on “TomoTherapy”） 由于 Tomotherapy 独特的技术特征和平台，突破了传统放疗的诸多限制，为放射治疗拓 展了新的方向和未来，可能改写放疗的很多临床指征。 一大批世界知名肿瘤中心先后装备了多台螺旋断层放疗机。 这些顶级医院包括美国 M.D. Anderson （Orlando）、约翰霍普金斯、加州大学旧金山分校（UCSF）、洛杉矶 City of Hope，华盛顿 Swedish Medical Center、U.C.DAVIS，加拿大 Toronto Sunnybrook Regional Cancer Centre，德国海德堡/国立癌症研究中心，法国居里研究所（Curie Institute），英国 剑桥大学医院（Cambridge University Hospitals）伊丽莎白女王医院（Queen Elizabeth Hospital）布鲁塞尔 AZ-VUB 肿瘤中心，新加坡国立癌症中心（NCC），韩国国家癌症中心 （NCC）、延世大学，台湾台大医院、荣总，印度（Tata Medical Centre）等一大批世界知 名医院和肿瘤中心。 螺旋断层放疗系统在亚洲总数也超过了 70 台，其中韩国装机 16 台、日本装机 22 台、 Page 4 5/28/2012 台湾装机 14 台、印度 5 台、香港 5 台，新加坡装机 3 台。国内也有多家顶级医院开始和计 划使用螺旋断层放疗系统。到 2012 年 5 月，国内共有 8 台 TOMO 投入临床使用，即将安 装 3 台。其中包括中国医学科学院附属肿瘤医院、北京协和医院、北京解放军总医院（301 医院）、北京空军总院、北京军区总院、上海复旦大学附属中山医院、四川省肿瘤医院等多 家著名三甲医院已经开展使用并取得了很好的临床效果。 与常规直线加速器放疗相比，螺旋断层放疗具有以下独特优势： TomoTherapy 相比常规放疗和常规调强 IMRT，更容易实现放射治疗理想剂量分布的要 求：“剂量绘画（Dose Painting）”。即可以同时实现适形度和均匀度都高得多的剂量分布。 因此在同样的放疗剂量下，其并发症发生率较传统放疗要低很多，病人对治疗的耐受性会更 好。螺旋断层放疗尤为突出的特点是治疗范围大小不限、肿瘤位置不限，并且可同时照射多 靶区，甚至可以实现最复杂的全身调强治疗（范围长达 160 厘米，截面直径可达 60 厘米， 为其独有技术）。很多医生和物理师在使用过 Tomotherapy 后，对其最深的印象和体会都是 在做复杂病例的计划上，这是常规加速器系统难于匹及的。所以螺旋断层放疗被公认为调强 放疗（IMRT）的金。 TomoTherapy 是从 CT 发展而来，其本身就是一台兆伏级螺旋 CT，天生具备影像引导 放疗 IGRT 能力。可在每次治疗前进行极低剂量（~1cGy）的 CT 扫描，获得相当清晰且无 金属伪影的治疗体位三维影像，从而可使照射剂量准确无误按照计划实施。 TomoTherapy 螺旋断层成像和治疗采用同一放射源-----兆伏级射线，每天不需担忧成像 中心和治疗中心的偏差问题。由于螺旋断层放疗系统的 CT 影像和传统 CT 影像本质一样， 其 CT 值与电子密度之间呈精确的线性关系，因而可以用来在整个治疗疗程中做剂量的定量 评估，即对实际照射剂量和计划剂量进行定量分析，及时修改治疗计划。 Page 5 5/28/2012 TomoTherapy 与传统加速器相比，没有常规加速器拥有的许多治疗附件。无机架与病 人碰撞可能，无楔形板，无需考量机架角度，无需考量准直器角度，无治疗床角度考量，无 手控仪，无多叶准直器考量，无多叶准直器马达，无照野大小限制，无光野，无电子线，无 电子限光筒等。 由于其高度的集成性，计划完成就直接治疗，数据不用传来传去产生附加错误风险。质 量验证（QA）等复杂的任务也变得非常容易，操作也简便。 螺旋断层与径照放射治疗系统（简称 Tomo HD） 近年来，TomoTherapy 又在原来的螺旋断层放疗 HiArt 系统的基础上发展出了“断层径 照”（TomoDirect™ ）的新功能，作为标准配置包含在 Tomo HD 的新机型里（螺旋断层与径 照放射治疗系统）。这是在螺旋断层放疗技术的基础上又一项重要突破。 这项技术可以通过 1 到 12 个固定治疗角度，结合二元气动 MLC 对射线快速调制以及治疗床的移动来产生高 Page 6 5/28/2012 度适形的剂量分布（如下所示）。 美国 MD Anderson 肿瘤中心的 LANGEN 博士对用螺旋断层方式和断层径照方式在 APBI 乳腺癌治疗的计划对比研究中发现，对靶区的适形度上，螺旋断层的剂量分布要更好， 但是断层径照对同侧肺的保护上，明显超过螺旋断层方式（ Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 70, No. 4, pp. 1272–1280, 2008）。 ALYSON MCINTOSH 等人在运用断层径照研究乳腺癌治疗上也得出同样或类似的结 果，即对肺，心脏等关键器官的保护上，断层径照优势明显（Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 71, No. 2, pp. 603–610, 2008）。 Page 7 5/28/2012 在威斯康星大学与 TomoTherapy 公司联合发表的 WHITE PAPER 里，也对断层径照与 传统加速器治疗乳腺癌的剂量分布做了详细的研究和分析，结果是断层径照对健侧乳腺的保 护，即使加上每次的 MVCT 图像引导也显著低于常规加速器对健侧乳腺和肺的剂量。 Pierfrancesco FrancoTumori 等发表了关于断层径照的临床应用结果（TomoDirect: an efficient means to deliver radiation at static angles with tomotherapy, Tumori, 97: 498-502, 2011）。其结论是在一些不太复杂的病例中（例如：乳腺癌，骨转移等），断层径照可以快 速有效对其进行治疗，并且能保证良好的治疗质量和临床效果。 总之，断层径照（TomoDirect）使得计划优化时间和治疗执行时间都将大大缩短。可以 广泛取代常规三维适形和一般不复杂的 IMRT 照射。但对于比较复杂的肿瘤治疗如头颈肿 瘤，全身骨髓放疗 TMI 等，螺旋断层治疗方式仍将是最佳选择。总之，断层径照将进一步 提高 TomoTherapy 整体的临床应用的能力和效率。 中国目前每年新发癌症病人在 280 万以上，但总体接受放射治疗的人数不到 15%（美 国约为 60%）。中国每百万人口拥有大型放疗设备不到 1 台（美国每百万人口为 13 台）。 TomoTherapy——将加速器安装在螺旋 CT 上的完美新平台，已被国际放疗界公认为现 代影像引导调强放疗的“金标准”。在短短几年里，TomoTherapy 全球装机已 400 多台，为 广大肿瘤患者带来新的希望。 TomoTherapy 的目标就是让每一位癌症患者都能够有机会受益于这项卓越的创新科技 成果。 Page 8 5/28/2012 TomoTherapy 单一系统单一系统单一系统单一系统、、、、单一能量单一能量单一能量单一能量、、、、单一方式单一方式单一方式单一方式、、、、单一摆位单一摆位单一摆位单一摆位 却能够治疗超过却能够治疗超过却能够治疗超过却能够治疗超过 100%的放疗病种的放疗病种的放疗病种的放疗病种 HiArt Tomo HD TomoTherapy 所治疗的各种肿瘤 Page 9 5/28/2012 1. TomoTherapy 系统结构简介系统结构简介系统结构简介系统结构简介 TomoTherapy 螺旋断层放疗系统主要由下列螺旋断层放疗系统主要由下列螺旋断层放疗系统主要由下列螺旋断层放疗系统主要由下列 4 大部件构成大部件构成大部件构成大部件构成：：：： 1. 螺旋断层治疗主机，包括机架和治疗床。 机架内包含一台 6 兆伏（6MV）的医用直线加速器，用于产生放射治疗和 CT 扫描的射 线。在加速器射线出口处，安装了二元气动多叶光栅（MLC），主要功能是对射线强度 进行调制（通过叶片开关，阻挡和控制出射剂量大小）。此外在加速器对面还安装了 CT 探测器用于采集穿过病人的 X 射线信号，可以重建病人的 CT 图像和剂量信息等。 TomoTherapy 采用专利的 85cm 大孔径 CT 滑环机架，机头安装在滑环上，等中心精度 高达 0.1 毫米。无需考虑楔形板角度、挡铅、患者和机头碰撞危险、机架角度、准直器 角度、床角度、电子线、电子线限光筒等常规加速器必须考虑的计划要素。 治疗床用于支撑病人进行 CT 扫描和治疗。在治疗时可以伴随机架旋转而连续运动，相 对病人产生螺旋治疗的方式。 Page 10 5/28/2012 TomoTherapy 机架内部结构机架内部结构机架内部结构机架内部结构 TomoTherapy 病人治疗床病人治疗床病人治疗床病人治疗床 2. 集群服务器主要包括： � 数据库硬件：配有 RAID 系统的专用的服务器 � 计算机集群：由 7个基于Linux系统的Blade计算机（每台计算机都有 4个Xeon CPU 芯片）直接连接到数据库上。 集群服务器主要用于：1 治疗计划的优化计算，2 控制断层治疗系统的运行，3 储存病人和 Page 11 5/28/2012 机器系统的数据资料和并进行管理。 3. 治疗计划系统工作站：主要完成病人的放疗计划的优化处理和计划的 QA 验证工作。是 放疗医生和物理师的工作平台和界面。 4. 操作台：主要用于执行病人每天的摆位 CT 扫描验证以及治疗工作。是操作技术员的工 作平台和界面。 机房尺寸机房尺寸机房尺寸机房尺寸 与所有常规加速器相比， TomoTherapy 所需要的机房尺寸最小，最小防护墙厚度：1 米。 无需主防护墙。最小机房尺寸：6.0（长）×5.0（宽）×2.7（高）米 治疗治疗治疗治疗时间时间时间时间 由于不需要考虑照射野角度、挡铅、MLC 光野等摆位要素，使得摆位更方便、快 捷。如果采用 MVCT 做精确的影像引导摆位，CT 成像和摆位修正的时间通常为 2~3 分钟，机器治疗时间大约为 5~7 分钟左右。单一病人整个时间（从进到出机 房）大致只有 10 到 15 分钟。 Page 12 5/28/2012 螺旋断层放疗系统螺旋断层放疗系统螺旋断层放疗系统螺旋断层放疗系统设备设备设备设备的的的的主要主要主要主要技术参数技术参数技术参数技术参数：：：： 机器的几何学特征机器的几何学特征机器的几何学特征机器的几何学特征 射线源―轴间（等中心）距离 850 mm 孔径（患者空间） 850 mm (半径 425 mm) CT 探测器通道 576 (大约使用 528 个) 治疗床 可变速，可变高复合床面 直线加速器直线加速器直线加速器直线加速器 直线加速器治疗射线能量（额定） 6 MV 直线加速器成像射线能量 3.5 MV 直线加速器模式 仅光子（钨靶总在位） 直线加速器脉冲频率（最大） 300 次/每秒 多叶式光栅多叶式光栅多叶式光栅多叶式光栅(MLC) 多叶式光栅(MLC)叶片 64片隔行互插式 最大治疗体积 长度为 160 cm 圆筒形，直径为 40cm 多叶光栅(MLC)叶片宽度 6.25 mm （等中心位置） 多叶光栅(MLC)叶片厚度（屏蔽） 100 mm MLC漏射 野外区域 0.2% 野内区域 0.5 % MLC叶片材质 钨合金(>90% W) MLC 叶片的最大切换时间 50 ms 验证验证验证验证 MVCT 高对比分辨率 1.6 mm 512 x 512图像 40 cm 视野(FOV) (最大值 3 cGy ) 软组织对比度 30 mm目标为 3% (最大为 3 cGy ) TomoImage的典型患者剂量（通常） 1.0-2.5 cGy 电子密度对 CT数值的比和密度成线性关系，包括高-Z材料(例如，骨) 工作站和软件工作站和软件工作站和软件工作站和软件 操作员工作站 基于微软 windows操作系统，Java用户界面 计划工作站 基于微软 windows操作系统，Java用户界面 数据库结构 关系型(DB2), CORBA 通讯服务层 数据库硬件 配有 RAID 系统的专用的服务器 集群计算机 专用的平行处理器硬件 环境要求环境要求环境要求环境要求 电源 推荐 480VAC，3 相 (△), 60 A 每相 (可能支持 其它类型电压) 治疗室热负荷 40,000 BTU/hr. 峰值=11.72 KW/hr 计算机热室热负荷 18,000 BTU/hr.=5.28 KW/hr 治疗机房 6MV屏蔽 机房的高度 (最小值) 2.8 米 机房门最小入口高度 2.03 米 机房门最小宽度 1.32 米 (针对 2.44米入口通道) Page 13 5/28/2012 2. TomoTherapy 系统临床系统临床系统临床系统临床适应适应适应适应症症症症 该项技术于 2002 年获得美国 FDA 批准，2003 年正式应用于临床，目前已在超过 20 个国家的近 400 所医院或肿瘤中心运用其独有的技术（3D 影像引导螺旋断层调强）治疗癌 症病人。美国红皮杂志以及其他大量肿瘤专业期刊对其各种临床应用结果有非常详尽的比较 分析和，其结论是：TomoTherapy 在绝大多数方面超越现有放射治疗设备，操作和实 施极为简单。能够应用于身体任何部位甚至最复杂的病例（例如多靶点脑部肿瘤，头颈，肺， 肝腹部多靶区，妇科肿瘤，前列腺，全脊髓以及全身放疗等）。 TomoTherapy 系统也适合 做颅内及颅外（体部）的放射手术治疗，其效率和剂量学效果可比拟或优于现有的伽玛刀和 X 刀。兆伏级 CT 扫描改善了靶区定位的精确度从而使放疗医生在充分保护正常器官的前提 下，可以提高靶区照射剂量。总之，TomoTherapy 在临床适合于所有需要进行放射治疗的 癌症病人。断层放疗在肿瘤放疗中的独特应用非常广泛，如： � 脑部肿瘤：神经外科立体定向放疗手术（最小可治疗病灶为 0.6cm），在小病灶上可比拟伽玛刀， 并在稍大些肿瘤和复杂血管瘤及多处转移灶的治疗上优势更加突出。 � 头颈部肿瘤：如鼻咽癌，首选 IMRT 放疗，疗效好，但是如果剂量分布不理想或靶区均匀度不够， 都会给病人带来不同程度的急性和晚期并发症。断层放疗已被广大的临床用户医院证明最容易满足 和实现 RTOG 相关要求，并且实施非常简便。适形度和均匀度都位居目前放疗各种手段之榜首。 因此，头颈部肿瘤是最适合用 TOMO 来做调强放疗。 � 食管肿瘤：对于脊髓、肺部的保护非常好。用每天的 CT 影像监控解剖结构和位置。在肿瘤变化后 可以进行自适应放疗，做相应的计划调整。 � 乳腺癌：断层放疗提高了剂量的均匀性，减少冠脉、同侧肺、对侧乳腺的照射量。较常规加速器的 调强放疗有明显的优越性。TopoTherapy（拓扑放疗）将进一步提高乳腺癌放疗的效率和质量。 Page 14 5/28/2012 � 肺癌、间皮瘤：螺旋断层放疗提高了剂量均匀性，减少了对正常肺组织的照射剂量。剂量、时间和 效率远远优于常规调强（见美国 M.D.Anderson 报道） � 腹腔肿瘤：原先复杂的肝脏和胰腺肿瘤都不太适合进行放疗，由于断层放疗的剂量学特性，现在都 可以用断层放疗机做立体定向手术和根治治疗，并对肾脏有比较好的保护。 � 前列腺癌：剂量学研究和初步的临床实践已经显示调强是当今放疗前列腺癌的最好照射技术。随着 生活水平的提高，前列腺癌大发病逐渐上升，断层放疗因为优异的适形性和均匀性，从而有广泛的 应用前景。 � 断层放疗可以治疗各种中枢神经系统肿瘤。如全脑全脊髓照射无传统接野问题。 � 骨髓（干细胞）移植手术前可以通过全骨髓照射来替代药物治疗，病人副作用大大减少，总剂量甚 至提高到 18~20Gy，十年以上复发率可以大幅度下降。被认为是未来的发展方向和金标准。 Page 15 5/28/2012 3. 螺旋断层放疗的禁忌症螺旋断层放疗的禁忌症螺旋断层放疗的禁忌症螺旋断层放疗的禁忌症 断层放疗（TomoTherapy）是体外远距离放射治疗的一种方式，其禁忌症与任何外照 射放射治疗方式的禁忌症是一样的。一般而言，放射治疗的绝对禁忌症很少，晚期肿瘤病人 处于恶病质的情况下，可认为是放射绝对禁忌症，另外食管癌穿孔、肺癌合并大量腔积液也 应列为绝对禁忌症。 凡属于放射不敏感的肿瘤，应做为相对禁忌症，如皮肤黑色素瘤、胃癌、小肠癌、软 组织肉瘤、骨软骨肉瘤等。急性炎症、心力衰竭，应在控制后再做放疗。肺癌如癌变范围广 泛，需作较大面积照射而肺功能又严重不全时不宜作放疗。放射治疗可引起广泛肺纤维化和 呼吸功能代偿不全； 但是放射治疗禁忌证是相对的，会随时间、经验、设备的进步发展而不断有所改变。 Page 16 5/28/2012 螺旋断层放疗的螺旋断层放疗的螺旋断层放疗的螺旋断层放疗的特点特点特点特点和和和和优势优势优势优势以及临床文献以及临床文献以及临床文献以及临床文献总结总结总结 1） 和传统放疗相比，TOMO 在处理复杂肿瘤（病例）上的能力非常强大，甚至在 临床上改变了“能治”和“不能治”的界限。以往由于传统放疗机器本身设计和技术的局限 （射线强度调制能力低、治疗范围小），该给肿瘤以高剂量的时候给不到那么高，该降低正 常组织剂量时，又降不下去；传统加速器的放疗计划对多发转移病灶或大范围肿瘤的难以胜 任。很多肿瘤病人的病灶由于计划达不到根治剂量而不得不采用姑息治疗。采用 TOMO 后， 相当大部分的癌症病人可以达到根治治疗的程度，很多复杂的肿瘤患者将从中受益。 2） 其次，由于 TOMO 可以在每一个病人的每一次治疗前都可以进行一次 CT 低剂 量扫描，这样可以确保病人的每次治疗都能达到极高的精确度和水准，不论病情复杂还是简 单，都将从中获益（比如由于精确度提高，从而可以提高单次剂量，缩短疗程）。这样就从 整体上提高了医院的精确治疗水平以及整体质量保证的能力，从而会赢得越来越多的肿瘤患 者。 国内发表的文献和研究结果主要总结在下面由申文江教授和马林教授出版的书籍： Page 17 5/28/2012 Page 18 5/28/2012 临床临床临床临床疗效疗效疗效疗效文献文献文献文献总结总结总结总结摘要摘要摘要摘要：：：： 自从 Tomo 问世以来，到目前（2011 年）国际上已经发表了超过 1500 篇文章对 Tomo 持肯定和推崇的观点。有超过 50 个临床实验已经展开（clinicaltrials.gov），大病例数的临床 追踪时间已有超过 45 个月。 已发表的文章对 tomo 相关的临床物理等各个方面予以了研究，大体归类如下： 关注重点关注重点关注重点关注重点 文集文集文集文集 同行评审同行评审同行评审同行评审 总数总数总数总数 乳腺癌 Breast 25 19 68 前列腺 Prostate 43 65 108 肺癌 Lung 37 16 53 头颈肿瘤 Head & Neck 54 79 133 自适应放疗 Adaptive 23 42 65 运用兆伏 CT 扫描 MVCT 85 94 179 头部 Head 37 44 81 胸部 Chest 4 15 19 腹部 Abdominal 13 17 30 盆腔 Pelvis 24 36 60 全身 Total Body 8 23 31 立体定向大分割治疗 SBRT 10 4 14 浅表 Superficial 8 13 21 其他病种 Other disease 51 117 168 物理 Physics 143 246 389 比较研究 Comparisons 64 56 120 其他 Other 89 128 217 Page 19 5/28/2012 综合比较 作者 发表文献 主要结论 Benedek et al Radiotherapy and Oncology, Sept 2009 ESTRO Abst 233 多目标问题的非劣最优目标域（Pareto front） 比 较 —— 在 靶 区 覆 盖 和 腮 腺 的 保 护 上 TomoTherapy 优于 OMP 和 Eclipse。 Fiorino et al Radiotherapy and Oncology 2010 ESTRO abst 294 多种情形下——Tomo 和 Rapid Arc——“对于所 有的模拟，RapidArc 只达到了极少数优化目标， 然而 Tomotherapy 确能够产生最均匀的剂量和 优于 RapidArc 的适形剂量分布。” Broggi et al Planning Optimization Issues in Tomotherpy 对于大多数的，具有出众的靶区适形度和剂 量均匀性，伴随多靶区照射，提高了 OAR 的保 护。野外的总剂量（积分剂量）相当于传统的 IMRT。 Rodriguez et al Med. Phys. 36, 2641 (2009) 相比于传统的适形照射和 IMRT，增加了 TCP 概率并减少了 NTCP 概率。 Shaikh et al Med. Phys. 36, 2639 (2009) 经我们分析发现，因为减少了靶体积单元的剂量 照射时间，Tomotherapy 在生物效应上优于 SMLC 和 DMLC。 Schell et al Med. Phys. 36, 2559 (2009) 多个案例计划的比较：总体上，TomoTherapy 在靶区剂量适形度上优于 RapidArc，动态拉弧 适形或固定野 IMRT。 Rong et al Int J Radiat Oncol Biol Phys. (Vol. 75, Issue 3, Supplement, Page S664) TomoTherapy 和 VMAT 用双盲研究比较——达 到相同或 更 好的 OAR 保 护 的情况 下， TomoTherapy 的适形度是 VMAT 的两倍。 Oliver et al Journal of applied clinical medical physics 10(4), 3068 RapidArc，IMRT和Tomo——TomoTherapy达 到更多目标要求的同时，任然具有最好的剂量均 匀性。 总体结论：多方面研究证明了 TomoTherapy 相比于其它技术在各种不同肿瘤 和部位的治疗中具有明显优势。 Page 20 5/28/2012 乳腺癌的计划比较 作者 发表文献 主要结论 Ashenafi et al (Mary Bird Perkins, LA, USA) Med. Phys. 33, 2175 (2006) 比较电子线和X线治疗乳房切除术后胸壁的 计划，TomoTherapy 在减少 OAR 剂量的同 时提供了最好的剂量分布。 Caudrelier et al (The Ottawa Hospital Cancer Centre, Ont., Canada) Radiotherapy and Oncology 90 (2009) 99–105 对于治疗乳腺癌包括锁骨上，腋窝和IMC， 相比于标准的治疗技术，TomoTherapy提供 了相似的靶区覆盖，但是提高了PTV的剂量 适形度和剂量均匀性，减少了肺部的平均剂 量，避免了心脏、肺和软组织受到高剂量照 射。 Kainz et al Med. Phys. 36, 2546 (2009) TomoTherapy可以同时覆盖整个同侧的乳 房和淋巴结区域，剂量适形度和传统技术相 同或更好。 Reynders et al Radiotherapy and Oncology 93(1),71-9 TomoTherapy和TomoDirect模式可以根据 放疗师的决定来产生剂量分布，对于乳腺癌 的治疗和器官保护，等同于或优于传统的治 疗方式。 总体的结论：在多种复杂的情况下证明了 TomoTherapy 在剂量学上的突出优势 在晚期乳腺癌上在晚期乳腺癌上在晚期乳腺癌上在晚期乳腺癌上 Tomo 和传统计划的比较和传统计划的比较和传统计划的比较和传统计划的比较 Goddu, M.发表于发表于发表于发表于 Red Journal 2008 Page 21 5/28/2012 Goddu, M. Red Journal 2008 结论结论结论结论：：：： TomoTherapyTomoTherapyTomoTherapyTomoTherapy 和和和和 3D3D3D3D 适形计划相比适形计划相比适形计划相比适形计划相比，，，，在治疗左侧包含淋巴结转移的乳腺肿瘤时在治疗左侧包含淋巴结转移的乳腺肿瘤时在治疗左侧包含淋巴结转移的乳腺肿瘤时在治疗左侧包含淋巴结转移的乳腺肿瘤时，，，，能够提供更能够提供更能够提供更能够提供更 好的剂量适形度和均匀度好的剂量适形度和均匀度好的剂量适形度和均匀度好的剂量适形度和均匀度,,,,并且能对心脏和左肺保护的更好并且能对心脏和左肺保护的更好并且能对心脏和左肺保护的更好并且能对心脏和左肺保护的更好，，，，从而减低相应的并发症从而减低相应的并发症从而减低相应的并发症从而减低相应的并发症。。。。 Tomo 对乳腺癌临床价值 作者 发表文献 主要结论 Rong et al Technol Cancer Res Treat. 2008 Dec;7(6):433-9 Practical, feasible, accurate breast radiotherapy, reduced course with SIB 实用的、可行的、精确的乳腺治疗，采用 同期缩野增量（SIB）技术缩短了整个疗程 Ashenafi et al Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2010 Jul 1;77(3):836-42 显著增加CW的均匀性，提供了改善美观的 机会。 Kreuger et al Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2008 Sept 71;1, S198 23名患者——局部和区域放疗，低并发症， 良好的控制率，生存都在一年以上。 Heinrich et al Int J Radiat Oncol Biol Phys. ASTRO 2007, abst 2060 21名患者早期乳腺癌，tmt有效，用MVCT 摆位确保精确治疗，没有超过G2的急性毒 性，同期缩野增量减少整个疗程。 总体结论总体结论总体结论总体结论: : : : TOMOTOMOTOMOTOMO 对于不论早期还是晚期的乳腺癌都能提供有效的治疗对于不论早期还是晚期的乳腺癌都能提供有效的治疗对于不论早期还是晚期的乳腺癌都能提供有效的治疗对于不论早期还是晚期的乳腺癌都能提供有效的治疗，，，，毒副反应小毒副反应小毒副反应小毒副反应小，，，， 并且可以缩短整个疗程并且可以缩短整个疗程并且可以缩短整个疗程并且可以缩短整个疗程。。。。 Page 22 5/28/2012 前列腺的计划研究 作者 发表文献 主要结论 Rodrigues et al Radiotherapy and oncology 80(3), 374-7 TomoTherapy的前列腺计划相比于传统的 IMRT，通常具有非常出色的靶区剂量均匀性 和要害器官保护很好的优点。 Shah et al Am J Clin Oncol 2009;32: 460–466 TomoTherapy相比于IMRT，在提高了靶区剂 量均匀性的同时，对于膀胱和直肠提供了更 好保护的剂量分布。 Fiorino et al Acta oncologica 47(7), 1309-16 TomoTherapy相比于逆向优化的IMAT在 PTVs的覆盖和剂量分布的均匀性上同样具 有优势。在需要治疗盆腔淋巴结的情况下， 相比3DCRT和5野IMRT，TomoTherapy可以 更好地保护大片的肠道区域。 Rodriguez et al Radiotherapy and oncology ESTRO 2009 supplement TomoTherapy相比于其它治疗技术(IMRT和 3DCRT)，二次伤害的可能性更低。 总体结论：TomoTherapy 在许多案例中显示出在更好保护要害器官的前提下， 提供了更好的靶区剂量覆盖率和均匀性。 Tomo 对前列腺肿瘤的临床价值 作者 发表文献 主要结论 Cozzarini et al Radiotherapy and Oncology 84(2), 164-70 前列腺和淋巴结——没有出现G3和肠道 GI毒性，和非常低的G1-2毒性。 Cozzarini et al Radiotherapy and oncology 88(1), 26-33 非常低的急性和晚期毒性表现，适度的大分 割计划——50名患者 DiMuzio et al Int J Radiat Oncol Biol Phys. 74(2), 392-8 非常低的急性毒性，没有G2直肠炎症，60 名患者没有超过G2毒性——直到研究至今 （estro09）——45个月中只有1个PSA prog Page 23 5/28/2012 Alongi et al Radiotherapy and oncology 93(2), 207-12 相比于3DCRT显著减少急性毒性，54名患 者中只有一例有G2 GI毒性。 Engels et al Technology in cancer research & treatment, 8(5), 353-59 采用SIB WPRT方式，具有更低的毒性。在 不增加毒性的情况下增加靶区剂量成为可 能。 Ritter et al Int J Radiat Oncol Biol Phys. Volume 75, Issue 3, Supplement, Pages S80-S8 307个患者采用递增的大分割治疗，其中大 部分采用TomoTherapy治疗。可以接受的 毒性和3~5年的高无进展生存率（BPFS）。 总体结论：TomoTherapy 无论对无论对无论对无论对早期和晚期的前列腺治疗都明显减少了毒性， 并使剂量提升成为切实可行——并被其他多个会议报告支持。 前列腺癌的前列腺癌的前列腺癌的前列腺癌的螺旋断层治疗确实降低了毒副反应螺旋断层治疗确实降低了毒副反应螺旋断层治疗确实降低了毒副反应螺旋断层治疗确实降低了毒副反应 Page 24 5/28/2012 结论结论结论结论：：：：在较大的病例样本数和较长时间的随访下在较大的病例样本数和较长时间的随访下在较大的病例样本数和较长时间的随访下在较大的病例样本数和较长时间的随访下，，，，Tomo 治疗前列腺癌可以确治疗前列腺癌可以确治疗前列腺癌可以确治疗前列腺癌可以确 认认认认：：：：非常低的非常低的非常低的非常低的 1-2 级急性反应发生率级急性反应发生率级急性反应发生率级急性反应发生率，，，， 3 级级级级 GI 后遗症消失后遗症消失后遗症消失后遗症消失。。。。 肺癌的计划研究 作者 发表文献 主要结论 Scrimger et al American journal of clinical oncology, 26(1), 70-8 TOMO可以采用生物剂量计算来提升剂 量，同时由于肺部剂量的下降，还可以控 制好NTCP。 Cattaneo et al Radiotherapy and Oncology, 88, 310-318. 由于减少了肺部OAR和食道剂量，具有提 高肿瘤治愈率的潜力。 Jaradat et al Medical Physics, 31, 2004 相比于IMRT计划，PTVs的剂量均匀度相对 更好，对肺的平均归一总剂量（NTDmean） 更低。 总体结论：TomoTherapy 能够在提升靶区剂量的同时，控制好正常器官 OAR 的剂量，从长远来看，可以提高放疗的治愈率。 肺癌 – 临床结果 作者 发表文献 主要结论 Hodge et al Acta Oncologica, 2006; 45: 890-896 对于肺部实施SBRT治疗，没有技术限制。急性毒 性低，治疗响应好。 Adkinson et al Technology in cancer research & treatment, 7(6), 441-7 相关数据比较显示，2年生存率提高一倍（46%对 21%），而且没有G3级的肺部毒性反应。可对3 期肺癌进行大分割治疗。 Staton et al Int J Radiat Oncol Biol Phys. 75, 3, S458 SBRT治疗肺癌，采用门控技术和采用 Tomotherapy（包裹运动范围）方式都达到了非 常出色的局部控制率——1年总的生存率95%，并 且没有可察觉的急性毒性。 Page 25 5/28/2012 Dunlap et al The Journal of thoracic and cardiovascular surgery, 140(3), 583-9 40例患者—— “用螺旋断层放射治疗进行SBRT， 对不宜手术的早期周边型非小细胞肺癌是可以很 好耐受并且十分有效的治疗手段”。 Tomita et al Technology in cancer research & treatment, 9(4), 407-15 TomoTherapy对于治疗孤立的肺部肿瘤是一种切 实可行的无创技术，无论剂量的适形度和均匀性 可以达到非常高的精准度。 中晚期肺癌 2 年生存率提高一倍（46%对 21%），而且没有 G3 级的肺部毒性 反应。可对 3 期肺癌进行大分割治疗 Page 26 5/28/2012 头颈部肿瘤-计划研究 作者 发表文献 主要结论 Sheng et al Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 65, No. 3, pp. 917–923, 2006 在10例口咽癌病例上，TOMO相比于静态调强 Sas-IMRT，具有突出的剂量学优势，同时减 少了OAR并发症的风险。 Lee et al Radiotherapy and oncology 89(1), 89-96 TOMO治疗鼻咽癌相比于静态调强 Sas-IMRT——剂量适形度CI和剂量均匀度HI 都有提高，要害器官OAR的剂量都有下降。 Fiorino et al Strahlentherapie und Onkologie, 183, 497-505 TomoTherapy相比于直线加速器5野调强，显 著增强了对要害器官OARs保护的同时，提高 了PTV内的剂量均匀度和适形度。 Tomita et al The British journal of radiology, 82(981), 756-63 在鼻NK/T细胞淋巴瘤的案例中，所选择的其 它技术无法提供靶区的剂量适形度，而 TomoTherapy能提供了出色的靶区剂量适形 性。 Kim et al Technology in cancer research & treatment, 8(4), 257-63 在上颌窦的治疗中相比于传统的IMRT， TomoTherpay显示了非常好PTV剂量覆盖 （适形度）和很好的保护了视神经。 VanGestel et al Radiotherapy and Oncology ESTRO 2010 鼻咽癌——相比于SmartARC和IMRT，Tomo 具有非常好的PTV剂量均匀性，同等或更好的 要害器官OAR保护——并且更短的治疗时 间。 总体结论：在治疗头/颈部肿瘤上，TomoTherapy 相比于其它治疗技术具有多 种优势——同样被许多上面没有列出的文献所支持。 头颈部- 临床结果 作者 发表文献 主要结论 Shueng et al Int J Radiat Oncol Biol Phys. - 1 July 2010 (Vol. 77, Issue 3, Pages 715-721 TomoTherapy治疗口咽癌取得了令人鼓 舞的临床效果。治疗的毒性反应，即使在 做同期化疗时也可以接受。 Page 27 5/28/2012 Kodaira et al Int J Radiat Oncol Biol Phys 73(4), 1129-34 鼻咽癌——完成治疗后达到100%的响 应，通过闪烁扫描法可以观察到腮腺得到 明显保护。 Dell’Oca et al Int J Radiat Oncol Biol Phys 75(3), S406 对41例口咽癌进行SIB治疗——优异的早 期局部控制率和可以接受的晚期毒性反 应。 Chen et al Head & neck, 31(12), 1571 77例各种头颈部肿瘤——我们初步的临 床结果相比于其它使用静态IMRT治疗头 颈部肿瘤的许多文献结果，是令人鼓舞和 具有明显优势的。 总体结论：在头颈部肿瘤治疗中，Tomotherapy 表现出优异的治疗效果和较低毒 性——证实了对于腮腺功能的良好保护，，，，许多案例中使用了 MVCT 和自适应计 划修正。 再程放疗 作者 发表文献 主要结论 Sterzing et al Strahlenther Onkol. 2009 Feb;185(2):89-93. Epub 2009 Feb 25. 对于多发脑转移瘤的复发再治疗， TomoTherapy提供了一种新的治疗选择。 Ramsey et al Medical Physics, 31, 2004 复发脊髓压迫后再治疗——至今为止，所 有的患者对治疗都有响应，而且没有发生 任何急性或慢性并发症。 Motta et al Radiotherapy and Oncology ESTRO 2010 经过伽马刀治疗后颅底肿瘤的再放疗，没 有出现什么急性或晚期毒性发生——并且 保留了视觉功能。 Yoo et al Radiotherapy and Oncology ESTRO 2010 头颈部的再放疗——66.7%的响应，只有 G2级皮肤急性毒性反应——9名患者在先 前治疗中，危及器官都接受了几乎最大耐 受剂量的照射。 总体结论：TomoTherapy 为许多复发病例的再程治疗提供了机会，而以前根 本做不到。 Page 28 5/28/2012 大脑 – 神经认知功能的保护 作者 发表文献 主要结论 Ghia et al (U Wisconsin, USA) Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 68, No. 4, pp. 971–977, 2007 肿瘤在海马区域旁较少发生转移。本研 究建立了确保海马安全适形避照的方 案。 Gondi et al (U Wisconsin, USA) Radiother Oncol. 2010 Jun;95(3):327-31. Epub 2010 Apr 12. 根据RTOG 0933报告，在全脑照射后， 海马区域范围较少发生肿瘤进展。 GUTIERREZ et al (U Wisconsin, USA) Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 69, No. 2, pp. 589–597, 2007 TomoTherapy计划达到了以下三个目 标：全脑均匀的剂量分布，相当于传统 的全脑照射；海马区域的适形避照；对 于每个转移病灶产生了立体定向外科 手术一样的剂量分布。 总体结论：TomoTherapy 对比传统的 IMRT，，，，可以很好地保护海马区域，同时 能够产生非常出色的全脑均匀剂量。 Page 29 5/28/2012 大脑 – 神经认知功能的保护 作者 发表文献 主要结论 Marsh et al Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 76, No. 2, pp. 504–512, 2010 由于在神经边缘环路发生肿瘤转移的几 率较小，所以可以在全脑照射时减少边缘 环路区域和垂体的剂量。 Marsh et al Int J Radiat Oncol B