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  • 腹部腫瘤學(第2版)
  • 郝希山 王殿昌主編
  • 11118字
  • 2025-03-18 20:29:02

第11節(jié) 腹部腫瘤放射治療

腫瘤的放射治療(簡稱放療)經(jīng)歷了百余年的發(fā)展,已形成一門集一般臨床醫(yī)學、臨床腫瘤學、影像診斷學、放射治療學及有關高科技于一身的獨立的臨床學科——放射腫瘤學。據(jù)統(tǒng)計,70%以上的腫瘤患者在病情的不同階段需要接受放射治療(這包括單獨放療或放療與手術、化療的綜合治療),以期治愈腫瘤或不同程度地控制局部腫瘤、緩解癥狀、改善生活質(zhì)量。文獻報道,早期鼻咽、宮頸、喉、直腸等部位的腫瘤患者放療后5年生存率為80%~95%;各期的鼻咽癌、宮頸癌、霍奇金淋巴瘤和前列腺癌患者放療5年生存率可達40%~50%;經(jīng)放療與手術、化療等綜合治療后,約40%的癌癥患者可達到臨床治愈。例如Dukes C期直腸癌患者,經(jīng)術后放療2年復發(fā)率下降30%,4年生存率提高14%;霍奇金淋巴瘤患者,放療加化療的5年無瘤生存率由單純放療的56%上升為85%。姑息減癥治療中,放療也發(fā)揮極重要的作用。例如,放療對局部骨轉移的疼痛緩解率高達80%~90%;直腸癌患者照射45Gy,止血率為100%,鎮(zhèn)痛率為80%;肝轉移患者局部照射20Gy,因肝被膜擴張所致肝區(qū)疼痛和上腹不適會在一定程度上緩解;晚期肺癌做減癥性放療的有效率平均在70%以上。由此可見,放射治療在腫瘤的治療當中起著不容忽視的作用。但是,由于胃腸組織的放射耐受量低于胃腸癌的根治放射量,即治療比<1,故很難單獨應用放射治療達到根治目的。近30年來,隨著腫瘤綜合治療理論的不斷深入以及術中照射、立體定向放射治療、調(diào)強放療等新技術的不斷完善,放療的適用范圍逐步擴大,放射治療的療效逐步提高,這在腹部腫瘤放療中尤為突出。鑒于本節(jié)篇幅有限,在此僅就腹部放射腫瘤學的基礎知識做一簡介。

一、放射腫瘤學總論

(一)腫瘤放射治療的概念

放射治療是利用放射性核素所產(chǎn)生的α、β、γ射線及X射線治療機和各類加速器所產(chǎn)生的不同能量的X射線、電子束、中子束、質(zhì)子束、負π介子束及其他重粒子束等治療惡性腫瘤的一門科學。

(二)放射治療的目的

1.根治性放療

根治性放療作為根治方法,在一些腫瘤中獲得較為滿意的療效,例如鼻咽癌患者,由于其對放射線中度敏感,周圍正常組織可耐受較高劑量的照射,加上大部分患者就診時已有頸部淋巴結的轉移,放療已成為首選治療方法。各期鼻咽癌患者放療的5年生存率為50%左右,Ⅰ期可達95%。單純放療不僅可治愈早期聲帶癌,且可保留發(fā)聲功能。放療多可治愈顏面部皮膚癌,美容效果比手術切除為佳。根治放療后一旦腫瘤復發(fā),外科治療尚能補救,挽救性手術有時與首次手術療效相一致。因此,嚴格挑選病種與早期病例,采用正確的放療技術與劑量,放射治療的根治效果完全可與外科治療相比,而且具有手術不可比及的優(yōu)點。

2.姑息放療

由于大多數(shù)癌癥患者的病變在確診時已是晚期,一般已無治愈的可能,可設法緩解癥狀、減輕痛苦,改善生活質(zhì)量以及延長生存期,放療在這方面可發(fā)揮極重要的作用。通常在較短時間內(nèi)采取較低的總劑量,以達到姑息減癥的目的。

(1)高姑息放療:

目的是要不同程度地控制局部腫瘤,延長生命甚至長期生存。尤其對原發(fā)灶已控制、轉移灶為單發(fā)、病情穩(wěn)定的患者,照射野要充分,采用每次2Gy常規(guī)分割達根治劑量。有條件的單位可采用立體定向放療或調(diào)強放療,以提高局部照射劑量而避免正常組織器官的放射損傷,此舉有可能提高局部腫瘤的控制率。一些單發(fā)轉移灶患者經(jīng)放療后可有3~5年甚至更長的生存期。

(2)低姑息放療:

用于腫瘤擴散、轉移、一般情況較差的晚期患者。低姑息放療的目的是減輕癌性疼痛、梗阻、出血等癥狀。對這些患者的治療以不增加其痛苦為原則。為了減少對骨轉移患者往返搬運的不便,可采用低分割(1~3次/周)、大劑量(5~10Gy/次)照射,總量為30Gy。患者病情允許,也可使用常規(guī)分割放療,每日2Gy,總量為50Gy/5周。因治療為姑息性,照射范圍僅包括臨床所見病變,不必用擴大的照射野。經(jīng)姑息放療,多數(shù)腦轉移患者頭痛、嘔吐等癥狀可得緩解。肝轉移患者照射20Gy劑量,因肝被膜擴張所致肝區(qū)疼痛和上腹不適有所減輕。另外,因瘤體表面潰爛導致出血,經(jīng)適量放療后不待瘤體明顯消退即可達到止血的目的。對于中空器官如食管、氣管、膽道因腫瘤造成梗阻的患者,局部放療可使其緩解再通。

3.急診照射

腫瘤在發(fā)展過程中,可引起某些并發(fā)癥,使患者異常痛苦,甚至嚴重威脅生命。例如上腔靜脈綜合征、顱內(nèi)壓增高癥、脊髓壓迫癥、骨轉移所致的劇痛、出血以及肝門或胰頭部腫瘤所致的嚴重阻塞性黃疸等,如果及時緊急處理進行放療,多數(shù)可緩解病情,轉危為安,為下一步治療創(chuàng)造條件,稱為急診放療。

治療目的的分界是相對的,原為根治性治療的患者,若治療中病變進展,病情惡化,應改為姑息性治療;原為姑息性治療的患者,若治療中療效顯著,也可考慮改為根治性治療。

(三)放療的適應證和禁忌證

單獨應用放療或放療與其他手段結合,其臨床使用的范圍十分廣泛。放療的主要對象是惡性腫瘤,無論期別、年齡,均可合理地應用放療(甚至包括某些良性病變)。放療的絕對禁忌證少見,一般將晚期患者的惡病質(zhì)視為放療禁忌,凡屬于放射不敏感的腫瘤,應視為相對禁忌證;中度敏感的腫瘤,但已出現(xiàn)廣泛擴散,也應視為相對禁忌證。

腹部腫瘤以手術治療為首選。對肝、胰、胃等部位的腫瘤,放療有一定的姑息減癥作用;對結腸、直腸等部位的腫瘤,若手術與放療相結合,則治療效果更佳。

(四)放療醫(yī)師的任務及應具備的知識

放療醫(yī)師的任務是:①明確診斷,正確分期,確定放療目的,設計最佳治療方案;②在放療中應用各種輔助手段,在提高腫瘤局部控制率的同時,盡可能保護正常組織,減少正常組織的放射損傷;③與各科醫(yī)師協(xié)作,取長補短,綜合治療。

放療醫(yī)師應具備以下幾個方面知識:①一般臨床醫(yī)學;②臨床腫瘤學;③臨床放射物理學;④臨床放射生物學。后兩者為放射腫瘤學所特有。

二、臨床放射物理學

本書中的放射物理是指放射治療物理。放射物理是研究放射治療設備、技術、劑量測量、劑量學及治療計劃設計、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制、模室技術、特殊放療方法的分支學科。它直接為放射治療服務。從放射腫瘤學的形成、發(fā)展及國內(nèi)外的現(xiàn)狀看,放射物理學對推動放射腫瘤學的進步起著舉足輕重的作用。

(一)放射源

1.由X射線治療機和各種類型的加速器產(chǎn)生的不同能量X線。

2.各種類型的加速器產(chǎn)生的不同能量電子線。

3.放射性核素釋放的α、β、γ線,臨床上以137Cs、192Ir、60Co最為常用。

4.高LET射線 線性能量傳遞(linear energy transfer,LET)是指射線路徑上的次級粒子在其單位徑跡長度上轉換給介質(zhì)的能量的多少,通常將線性能量傳遞密度大于100keV/μm的射線稱為高LET射線,如快中子、α粒子、質(zhì)子和π介子等。

(二)照射方式

1.遠距離治療

又稱外照射,是指照射源位于體外一定距離,集中照射人體某一部位。

2.近距離治療

密封的放射源直接放入被治療的人體表面、組織內(nèi)或天然管腔內(nèi)。它包括:①敷貼治療:將放射源按病變大小、形態(tài)放置于某材料上,使放射源與病變部位保持一定距離的照射方法,如90Sr治療皮膚蕈樣肉芽腫;②插植治療:(組織間治療)將放射性核素作成針狀或絲狀,規(guī)律地插入腫瘤內(nèi)部進行放療;③腔內(nèi)治療:在人體自然腔道內(nèi),放入特殊容器包裹的放射源進行放療,如宮頸、鼻咽、食管、直腸等部位。

(三)放射物理常用基本概念

1.吸收劑量和單位

吸收劑量D(absorbed dose)即電離輻射給予質(zhì)量為dm的介質(zhì)的平均能量dε

D=dε/dm

它適用于任何電離輻射,如帶電的質(zhì)子、正負電子或不帶電的中子和光子等,也適用于任何介質(zhì),如組織、空氣、水、骨等任何吸收物質(zhì)。但它只表示物質(zhì)吸收射線能量的多少,并不表示其生物損傷效應的大小。單位:焦耳/千克(J/kg),專用名為戈瑞(Gray),符號Gy。

2.百分深度劑量(percentage depth dose,PDD)

照射野中心軸上任意深度d處的吸收劑量Dd與某一固定參考點d0深度的吸收劑量Dd0的百分比值,稱為百分深度劑量(圖1-1)。

圖1-1 百分深度劑量定義示意圖

PDD=Dd/Dd0×100%

PDD實質(zhì)上是源皮距不變時,射線軸上任一點與參考點兩點之間的劑量比,這兩點在空間處于不同位置(同一介質(zhì)中的不同點或不同深度)。

3.組織最大劑量比(tissue-maximum ratio,TMR)

體模中射野中心軸上任一點的吸收劑量D與空間同一點,當其處于體模中同一射野中心軸上的最大劑量點處時的吸收劑量Dmax的比值,稱為組織最大劑量比。組織最大劑量比與百分深度劑量的差別在于,前者是固定源到等中心距離不變,而后者是固定源皮距不變,這個差別決定了它們使用場合的不同。組織最大劑量比適用于等中心技術或旋轉治療時的劑量計算。

4.劑量建成區(qū)和劑量建成效應

高能射線進入人體后,在一定的初始深度范圍內(nèi)其深度劑量逐漸增大的效應為劑量建成效應;從照射野表面到最大劑量處的深度區(qū)域稱為劑量建成區(qū)(dose build-up region)。建成區(qū)的深度隨射線能量的增大而增加。

5.放射治療中的體積

放療的對象是體積,量度是劑量。描述放療應陳述治療目的、定義體積及劑量。ICRU 50號報告對體積的定義有詳細的規(guī)定。

(1)大體腫瘤體積(gross tumor volume,GTV):

可觸及或看見的腫瘤生長范圍的總和。GTV應包括原發(fā)腫瘤、轉移淋巴結和其他轉移灶。腫瘤經(jīng)手術摘除后可以沒有GTV。GTV的形狀、大小和位置可用不同的臨床檢查手段(如觸診、查體、內(nèi)鏡)或多種影像技術(X線、CT、MRI等)獲得。由于不同的檢查手段檢測原理和分辨率不同,所得到的GTV也不同。

(2)臨床靶區(qū)體積(clinical target volume,CTV):

按一定的時間劑量模式給予一定劑量的腫瘤臨床灶、亞臨床灶及腫瘤可能侵犯的范圍。CTV的勾勒應根據(jù)腫瘤的生物學特性,考慮其局部的浸潤能力和潛在的擴散能力,還需考慮周圍對放射線特別敏感的正常組織(OAR)和患者的一般情況。在某些情況下,CTV的不同部分可能對劑量有不同的要求,因此一個患者可能有一個以上的CTV。實際上,CTV的勾畫在某種程度上取決于主管醫(yī)師治療該腫瘤的臨床經(jīng)驗。

(3)內(nèi)靶區(qū)體積(internal target volume,ITV):

在患者坐標系中,由于呼吸或器官的運動引起的CTV外邊界運動的范圍。ITV是一個幾何定義的范圍,應在模擬機下或根據(jù)CT、MRI、DSA、PET的實時影像確定,ITV的確定在適形治療和立體定向治療中具有特殊的意義和地位。

(4)計劃靶區(qū)體積(planning target volume,PTV):

PTV是一個幾何概念。定義為在考慮到所有幾何變化效應后在CTV外設置一安全邊界,以選擇合適的射野大小和布局,從而保證CTV獲得規(guī)定劑量。它包括CTV本身、照射中患者器官運動(由ITV表示)和由于日常擺位、治療中靶位置和靶體積變化等因素引起的擴大照射的組織范圍。

所有幾何變化效應是指患者在治療過程中因生理運動帶來的不確定性,如呼吸運動、膀胱充盈等,以及與治療相關的不確定性,如機器、擺位的誤差等。

(5)治療體積(treated volume,TV):

對一定的照射技術及射野安排,某一條等劑量線面所包括的范圍稱為治療體積,原則上為放射腫瘤醫(yī)師決定的為達到其治療目的所選擇和規(guī)定的等劑量面所包含的體積,通常選擇90%等劑量線面作為治療區(qū)范圍的下限。

(6)照射體積(irradiated volume,IV):

對一定的照射技術及射野安排,某一等劑量線面所包括的范圍,一般為50%等劑量線面所包括的范圍。照射體積的大小,直接反映治療方案設計引起的體積積分量(即正常組織劑量)的大小。

GTV、CTV、ITV、PTV、TV、IV的關系如圖1-2。

圖1-2 各區(qū)定義示意圖

6.楔形野(wedge field)

放射線穿過楔形板照射到人體上的照射野稱為楔形野,根據(jù)ICRU 24號報告楔形角定義為:在10cm參考深度處,某一條等劑量曲線與1/2射野寬的交點連線AA′與通過射野中心軸垂直線BB′的夾角(圖1-3)。楔形板本身的幾何角度稱為楔形板角。射線束中心軸上一定深度處有、無楔形板的吸收劑量之比稱為楔形因子。楔形野的百分深度劑量等于相同照射野內(nèi)無楔形板的百分深度劑量與其相應的楔形因子的乘積。

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動態(tài)楔形板3種。其用途主要在3個方面:①使交角照射合成的靶區(qū)劑量均勻。②對人體曲面和組織缺損進行組織補償,以便獲得均勻的劑量分布。以上兩種情況在偏離體中線的腫瘤放療中及腹壁腫瘤的切線照射中應用。③對胰腺、腎等體深部腫瘤,用兩楔形野對穿照射形成劑量分布不均勻的“內(nèi)野”,再與另一平野合成三野照射,可獲得均勻、理想的劑量分布,這在腹部腫瘤放療中經(jīng)常應用(圖1-4)。

7.高能電子線的劑量學特點

高能電子束具有高劑量區(qū)過后劑量迅速降低的優(yōu)點,能很好地保護腫瘤深面的正常組織。因此,在術中放療、表淺或偏心部位腫瘤、全身表淺淋巴結及瘢痕等治療中獲得成功。統(tǒng)計表明,15%以上的放射治療患者適合接受高能電子束的治療,在腹部腫瘤中以術中放療最為常用。

圖1-3 楔形角定義示意圖

(1)高能電子線的中心軸深度劑量曲線與X(γ)射線或其他射線相比有顯著不同,其主要特點是:

①表面劑量較高,一般為80%~85%,雖有建成區(qū),但不太明顯;②隨深度增加,劑量很快達到最大點,并形成一個隨能量加寬的高劑量“坪區(qū)”;③“坪區(qū)”過后,隨深度增加,劑量迅速跌落,劑量跌落梯度是臨床選用高能電子束的一個極為重要的概念;④X射線“污染”:在高能電子線深度劑量分布曲線后部拖有一個長的“尾巴”,其大小為坪區(qū)峰值劑量的l%~3%,其值越小越好(圖1-5)。

圖1-4 楔形板臨床應用3種方式

A.兩楔形野交界照射;B.利用楔形板作為組織補償;C.利用兩楔形野對穿照射,造成“內(nèi)野”與另一平野構成三野照射。

圖1-5 不同能量電子束的百分深度劑量曲線

(2)能量和照射野的選擇:

電子束隨能量不同,有效治療深度和射程也不同,即有顯著的深度劑量跌落現(xiàn)象,所以根據(jù)腫瘤的深度和大小選擇能量至關重要。臨床上要求腫瘤的后沿及周邊被90%的等劑量面所包圍,僅在腫瘤后沿緊貼正常關鍵器官(如乳腺癌術后胸壁放療后沿緊貼肺的情況)時才限制后沿劑量至80%或更小。當深度d用厘米(cm)表示,電子束能量Ee用MeV表示時,90%的劑量深度d90所對應的電子束能量Ee如下表示。

有效治療深度d(cm)≈1/4~1/3電子束能量(MeV)

臨床上可根據(jù)腫瘤后沿的深度,利用上式選擇電子束能量。

電子束治療選擇射野大小時,應根據(jù)電子束高值等劑量線隨射野深度增加而內(nèi)縮的特點(小野時更顯著),使體表處的照射野適當外放0.5~1.0cm,確保指定的等劑量面(如90%)完全包圍靶區(qū)。

三、臨床放射生物學

(一)射線的生物效應

放射線在生物體內(nèi)產(chǎn)生次級電子,引起電離。電離作用方式有兩種:①射線直接作用于DNA分子鏈產(chǎn)生單鏈斷裂和雙鏈斷裂。高LET射線對生物體的作用以直接作用為主。②間接作用是指射線使水分子電離產(chǎn)生自由基,自由基與生物大分子相互作用,然后再作用于DNA鏈。低LET射線對生物體的作用以間接作用為主,也就是說,其作用依賴于氧的存在。

(二)細胞周期的放射敏感性

大部分哺乳動物細胞的放射敏感性以死亡為標準,M期最敏感,S期最抗拒;以生長延緩為標準,G2期最敏感。

(三)人體正常器官的放射效應

在放射治療過程中正常組織不可避免地受到照射,為減少正常組織的放射損傷,保證生活質(zhì)量,有必要了解各器官的放射效應。

1.照射10~20Gy劑量范圍

一些對放射最敏感的組織受到影響。生殖腺(卵巢、睪丸)的生殖功能喪失。發(fā)育中的乳腺、生長中的骨和軟骨有嚴重的損傷,骨髓功能明顯抑制。大于20Gy照射,生長中的骨和軟骨完全停止生長,局部骨髓照射后不能再生。晶狀體渾濁,并發(fā)生進行性白內(nèi)障。胎兒受照10Gy將死亡。

2.照射20~45Gy劑量范圍

整個消化系統(tǒng),大部分或全部胃、小腸、結腸基本不發(fā)生嚴重并發(fā)癥。雙腎、全肺照射25Gy以上,有一定比例患者發(fā)生放射性腎炎及放射性肺炎。全肝照射40Gy左右,發(fā)生一定比例的放射性肝炎、肝功能衰竭。全心照射40Gy以上,有心肌受損的可能。甲狀腺、垂體也在一定情況下受到影響,表現(xiàn)為功能低下。生長中的肌肉可以萎縮。淋巴結受此劑量水平照射后可以萎縮。

3.照射50~70Gy劑量范圍

上皮結構中皮膚、口腔黏膜、食管、直腸、唾液腺、胰腺、膀胱有1%~5%發(fā)生嚴重并發(fā)癥。

4.照射75Gy以上

成熟的骨和軟骨、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、脊髓、眼、耳和腎上腺等器官將發(fā)生嚴重的損傷,發(fā)生率是20%~50%。而輸尿管、子宮、乳腺(成年人)、肌肉(成年人)、血液、膽道、關節(jié)軟骨及周圍神經(jīng)不發(fā)生嚴重的損傷。肺尖可以耐受70~90Gy。

(四)分次放射的生物學因素

經(jīng)過一個世紀的臨床實踐證實,分次放射治療(fractionated radiotherapy)是行之有效的基本放射治療原則。影響正常組織和腫瘤組織輻射生物效應的因素很多,但主要決定于細胞損傷后的修復、增殖、細胞周期的重新分布及腫瘤內(nèi)乏氧細胞的氧化等因素的相互作用。

Withers于1987年提出4個R的概念,即放射損傷的修復(repair)、細胞周期再分布(redistribution)、低氧細胞的再氧化(reoxygenation)、細胞再增殖(regeneration)和補充再增殖(recruitment)。在4個R中,細胞的修復和增殖是決定輻射生物效應的重要因素,而細胞周期的再分布及腫瘤內(nèi)乏氧細胞的再氧化作用對輻射效應的影響有待進一步研究。

1.放射損傷的修復

細胞受到照射后,分子結構的損傷會產(chǎn)生修復。因此,對于特定的生物效應,分次照射所需總劑量要大于單次照射所需劑量。細胞的修復與照射后時間長短呈指數(shù)性關系。在實際工作中,常應用細胞修復的速度和能力來表達細胞亞致死性損傷的修復過程。細胞受照射后產(chǎn)生的損傷可簡單的分成兩大類:一類細胞的損傷與劑量呈線性關系,稱為α型細胞死亡;另一類細胞的損傷與劑量的平方成比例關系,稱為β型細胞損傷。這兩種類型細胞的損傷就構成單次照射后的細胞存活率,其數(shù)量關系可用線性-平方模式(L-Q模式)表達:

S=exp(-αD-βD2

后期反應組織損傷修復能力強,α/β值低;早期反應組織損傷修復能力弱,α/β值高。目前,已通過動物實驗得到多種類型正常組織和腫瘤的α/β值,大部分腫瘤的α/β值較高,相似于早期反應組織,部分腫瘤如黑色素瘤的α/β值較低,接近后期反應組織的修復能力。

2.細胞再增殖和補充再增殖

正常組織受到照射,經(jīng)過一段時間后(time lag),細胞會產(chǎn)生增殖。臨床上表現(xiàn)為治療的療程延長能緩解急性反應,如頭頸部黏膜反應。這類細胞增殖主要存在于急性反應組織之內(nèi)。后期反應組織一般在整個放射治療的療程之內(nèi)不會產(chǎn)生細胞的增殖,因而對后期反應組織來講,主要是細胞的修復而不是增殖影響輻射生物效應。照射會促使大部分腫瘤細胞增殖,但不同于急性反應組織,腫瘤中干細胞的增殖是決定治療成敗的關鍵。而在早期反應組織中,必須要維持整個組織中細胞群的增殖才能保持組織、結構和功能的完整性。

過去一直認為,在放射治療期內(nèi),腫瘤干細胞不會再有細胞增殖。最近以來,許多實驗和臨床資料證實,放射治療能促使腫瘤細胞快速增殖。控制腫瘤所需的劑量主要決定于腫瘤內(nèi)的干細胞數(shù)。任何治療期間腫瘤干細胞數(shù)的增加均會導致腫瘤相應的增長,因而時間因素是放射治療成敗的重要因素之一。

3.低氧細胞的再氧化

瘤組織內(nèi)存在乏氧細胞,它們對射線有抵抗性即不敏感性。但在分次照射時,可以使一部分乏氧細胞變成富氧細胞,在整個分次治療過程中乏氧細胞越來越少,提高了腫瘤控制率。臨床工作已應用了許多辦法如高壓氧艙、乏氧細胞增敏劑、高低氧放療等來克服腫瘤的乏氧細胞,但收效不大。上述說明,乏氧細胞的存在是導致人類腫瘤放射治療失敗的重要因素,但不是主要的因素。

4.細胞周期再分布

照射后,細胞周期不同時相的放射敏感性差異主要是影響更新快的細胞群。分割照射時,由于細胞周期的重新分布,就會導致增殖快的細胞群(早期反應組織和大部分惡性腫瘤)自我增敏(self-sensitization),增加這些細胞的損傷。自我增敏對增殖很慢的后期反應組織或不增殖的細胞群沒有影響。因而,由于自我增敏而產(chǎn)生的治療增益主要存在于增殖快的腫瘤控制率和后期正常組織損傷之間。

(五)時間、劑量、分次的修飾作用

在常規(guī)照射的基礎上,目前有以下幾種方法對劑量-時間因素進行更改。

1.增加每次照射的劑量

缺點是會增加增殖緩慢的正常組織并發(fā)癥,因而目前主要應用在姑息性治療(如骨轉移)及某些增殖緩慢的腫瘤(如黑色素瘤等)。在立體定向放療(如伽馬刀治療)或高劑量率后裝放療時應用單次或分次大劑量治療中,它們的優(yōu)點主要來源于物理學角度,即能在局限的范圍內(nèi)獲得高劑量,而周圍正常組織的劑量很快跌落,但從放射生物學角度來看,并不具有較大的優(yōu)勢。總之,本方法已不作為常規(guī)使用。

2.增加總的治療時間

優(yōu)點是能減輕治療靶區(qū)內(nèi)的急性反應,但由于它不能減少后期正常組織并發(fā)癥,反而因腫瘤增殖加速而降低了腫瘤局部控制率,并且由于治療時間增加而增加總劑量,這樣有可能超過后期反應組織的耐受劑量而增加正常組織并發(fā)癥,所以原則上已不予采用。

3.超分割放療(hyperfractionation)

超分割放療是指用較標準分次劑量為低的劑量進行放療,而總療程與常規(guī)放射治療相仿。較多采用2次/d、每周5天的模式,二次照射間隔時間≥6小時。其主要目的是在增殖快的腫瘤組織和增殖緩慢的后期反應正常組織之間能增加治療效益。同時,由于每次照射劑量降低,增加了乏氧細胞的放射敏感性(降低OER值)。由于細胞周期的重新分布增加了腫瘤組織的自我致敏,而對后期反應組織卻不會產(chǎn)生影響。超分割放療對增殖緩慢的腫瘤(α/β值較低)是不適宜的。

4.快速放療

量不變而總的治療時間縮短,其主要目的是克服腫瘤細胞的快速增殖。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內(nèi)近距離治療等。其所產(chǎn)生的主要并發(fā)癥是增加正常組織的急性反應。

總之,放療分次照射的基本原則是把照射劑量用小的分次劑量,在盡可能的情況下以最短的療程時間完成需要的總劑量。

四、腹部腫瘤外放射技術

(一)臨床要求

動物實驗和臨床放射治療的實踐證明,腫瘤的治愈率和正常組織的放射反應(并發(fā)癥)隨劑量的增加而變化(圖1-6)。各種不同組織的腫瘤,曲線的斜率、位置可能有區(qū)別,但曲線形狀不隨腫瘤的具體參數(shù)如腫瘤的期別、種類等而變化。成功的放射治療,應在不出現(xiàn)正常組織并發(fā)癥的情況下即在正常組織耐受量范圍內(nèi),盡力提高腫瘤區(qū)域的治療劑量。實驗證明,腫瘤劑量若有近似10%的增加,腫瘤控制率(TCP)約有5倍的增加(從15%增加到75%)。優(yōu)秀的治療計劃,應在保證不出現(xiàn)正常組織損傷的情況下,努力提高腫瘤的治療劑量。但對治療比近似1的腫瘤,腫瘤劑量不可能給得過高。

圖1-6 腫瘤控制概率和正常組織并發(fā)癥概率與劑量的關系

(二)治療計劃的設計

放療患者從就診、治療到治療結束要經(jīng)過體模階段、計劃設計、計劃確認、計劃執(zhí)行4個步驟。

1.體模階段

腫瘤的定位,特別是對肝、胰、腎、脾以及腹膜后的實性病變,必須在CT定位的基礎上完成。有條件的單位可采用CT、MRI、PET等圖像融合技術,提高靶區(qū)定位的精確性。CT用于治療計劃設計有以下優(yōu)點。

(1)可直接確定患者外輪廓,因放射治療機的治療床采用的是平面床,而CT一般用曲面床,這樣易造成患者橫位斷層片的變化,特別在盆腔和腹部區(qū)域。為了與治療情況一致,現(xiàn)代CT都帶有為作治療計劃用的平面床。另外,由于CT機掃描孔徑一般不是太大,小的掃描直徑使得作CT檢查時的體位與作放射治療時的體位不一致,如治療霍奇金淋巴瘤時的體位和乳腺癌切線治療時的體位,患者外輪廓和內(nèi)臟器官的位置與作CT掃描時有出入。同時,由于小的掃描孔徑,也容易將患者的肩、骨盆邊緣等切掉。盡管存在上述問題,CT不失為獲得受照射部位輪廓的最佳方法,而最新的專為放射治療而設計、生產(chǎn)的CT模擬機克服了以上諸多缺陷,非常方便地應用于臨床。

(2)正常組織和器官的定位:放射腫瘤醫(yī)師可直接依據(jù)CT圖像,決定正常組織和器官的位置、范圍和組織密度。

(3)腫瘤范圍的確定:CT掃描具有較高的密度分辨力,在一些情況下,不用造影劑就能分辨腹部臟器里的小病灶,特別是對肝、胰、腎、脾以及腹膜后等實性病變診斷效果較好。CT掃描可同時顯示出幾個臟器的病變,如胰腺癌同時可顯示出肝轉移灶。

(4)不均勻性組織密度的確定:作放射治療計劃設計時,經(jīng)常要遇到不均勻組織的劑量校正問題。先進的治療計劃系統(tǒng),CT圖像可以直接輸入給治療計劃系統(tǒng)的計算機,計算機按預定的程序直接在不均勻組織內(nèi)按像素單元(pixel)的大小諸點進行CT值與密度值的轉換。

(5)用CT可以同時得到照射野內(nèi)不同位置的截面圖,并可了解各種不同截面內(nèi)的劑量分布。一個好的治療計劃對不同的照射截面內(nèi)的劑量分布都應該滿足臨床劑量學要求。

目前大多數(shù)放射治療中心尚未擁有CT,所進行的治療計劃設計、模擬定位都是二維的。隨著CT-模擬機的上市及計算機軟、硬件的飛速發(fā)展,從射野視窗(beam’s eye view,BEV)或醫(yī)師角度(physician’s eye view)了解三維劑量分布已成為可能。

2.計劃設計

根據(jù)定位CT掃描得到的關于患者的腫瘤分布情況,放療醫(yī)師勾畫出靶區(qū)和計劃區(qū)的范圍,提供靶區(qū)的致死劑量和周圍正常組織特別是重要器官的最大允許劑量等,與物理人員一起,借助計算機進行治療計劃設計。下面以治療胰腺癌為例,說明計劃設計中物理條件的選擇問題。患者男性,47歲,CT/MRI示胰體占位2.3cm×3.0cm,無腫大淋巴結,無腹水,無其他臟器轉移,臨床診斷為胰腺癌(無病理診斷)。臨床要求是:胰腺劑量要達到60Gy,周圍器官如腎受量應<20Gy,肝區(qū)受量應<36Gy,并且盡可能使胃區(qū)受量不要超過50Gy。如果將靶區(qū)劑量定為靶區(qū)劑量規(guī)定點處劑量的90%區(qū)域,則上述腎、肝、胃的劑量上限分別為30%、45%、75%。設計的同時要注意到脊髓的受量。在立體定向放療技術應用于天津市腫瘤醫(yī)院之前,筆者采用6MV-X線,設右前、右后兩個楔形野及右側野共3個野交角照射,通過改變楔形板的角度調(diào)節(jié)等劑量線向胰頭或胰尾方向移動(楔形板的選用依具體患者的腫瘤位置而定)。2000年初筆者醫(yī)院采用立體定向放療技術治療位于體深部的腫瘤,下面以同一患者為例說明布野方法:以前采用的三野照射方法用非共面五野照射代替,應用劑量-體積直方圖(DVH)對比兩個計劃可以看出,二者均使靶區(qū)接受100%照射劑量,但是肝、左腎、右腎、脊髓的受量在后者明顯減少。這也恰恰體現(xiàn)了適形照射技術的最大優(yōu)勢,即在使靶區(qū)得到高劑量均勻照射的同時使重要臟器(OAR)接受的劑量達到最小。

3.計劃確認

上述設計好的治療計劃,應該放到模擬機上進行核對。所謂模擬定位機,除去用診斷X線球管代替加速器機頭的放射源外,其他物理條件如源皮距離、源瘤距離、照射野大小等與加速器完全相同。模擬機越來越廣泛地用于放射治療的定位和治療計劃的校對。目前商業(yè)出售的模擬機的源皮距離(SSD)、源瘤距離(SAD)均可以調(diào)節(jié),適應不同治療機的要求。設計好的治療計劃應該放到模擬機上去校對,看是否可在具體的治療機上執(zhí)行。校對時,患者的擺位條件如墊肩、加固定器等應與照射時的擺位條件相同。如果設計好的治療計劃,劑量分布雖然滿意,但在具體治療機上因患者的具體要求(身體條件),計劃不能執(zhí)行時,應該重新進行設計,以適應該機器和患者的要求。一旦治療計劃驗證為可以執(zhí)行,則應在患者體表作出相應的射野標記,填好治療單,做好治療固定器、擋野鉛塊和組織補償塊等,確定最后的治療計劃。

4.計劃執(zhí)行

有多種因素影響治療計劃的正確執(zhí)行,治療計劃執(zhí)行包括治療機物理、幾何參數(shù)的設置,治療擺位和治療體位的固定。由于照射技術日趨復雜和精細,在計劃執(zhí)行過程中難免出現(xiàn)差錯,必須采取措施使之避免。除必須采用固定器和激光定位器外,射野證實片是經(jīng)常使用的較經(jīng)濟的措施,但其有兩個主要缺點:①不能每次擺位都用;②一旦發(fā)現(xiàn)擺位有誤,只能在下一次擺位中或等膠片洗出后才能得到糾正。近年來發(fā)展起來的射野動態(tài)影像系統(tǒng)(EPID)是對射野證實片技術的擴展,它能觀察、記錄和再現(xiàn)照射過程中的體位和射野與靶區(qū)間關系的動態(tài)情況。雖然價格較貴,但與加速器本身的價格相比,以及它對保證治療精度的貢獻,性能價格比是極高的。

至此,治療的計劃設計和執(zhí)行基本告一段落,但仍不是最后的完成。隨著治療計劃的執(zhí)行,應不斷對治療計劃進行檢查和修改。有兩項重要工作需要臨床醫(yī)師和物理工作者的密切配合:①隨著治療的進行,腫瘤的范圍不斷縮小和變化,應不斷修改治療計劃,適應腫瘤變化的情況;②判斷所設計的和被模擬機證實了的治療計劃是否與患者實際接受的治療劑量相符合,因此需要作體內(nèi)測量,證實和校正治療區(qū)域內(nèi)的劑量。上述4個階段的工作既是科學問題,又是組織問題,患者的整個治療過程涉及醫(yī)師、技術員和物理工作者的密切配合,只有這樣,才能有效地提高醫(yī)療質(zhì)量。

(崔曉利 鄧滿國)

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