常 青，李珠明，王新花

（包頭醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014030）

圖像引導(dǎo)下非小細(xì)胞肺癌放療研究進(jìn)展

常 青，李珠明，王新花

（包頭醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014030）

圖像引導(dǎo)；非小細(xì)胞肺癌；放療

非小細(xì)胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）在城市人口中發(fā)病率逐年升高，且死亡率居常見惡性腫瘤的首位。但部分患者合并其他內(nèi)科疾病或患者體弱不能耐受手術(shù)治療、或已發(fā)展為局部晚期非小細(xì)胞肺癌（locally advanced non small cell lung cancer，LANSCLC），失去根治性手術(shù)的機(jī)會，對這類患者放療是一種有效的治療手段，其對患者局部損傷輕，并發(fā)癥也最少，因此逐漸成為最為有效的非手術(shù)治療手段之一。近年來發(fā)展起來的圖像引導(dǎo)下放療（image guided radiotherapy，IGRT）通過精確定位、精確計(jì)劃、精確治療來提高腫瘤局部的照射劑量，并減少對周圍正常組織的放射性損傷，可明顯改善患者生活質(zhì)量，延長患者的生存時(shí)間。本文旨在對IGRT在NSCLC中的應(yīng)用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 IGRT的定義

IGRT是一種四維放療技術(shù)，是繼三維適形放療（three dimensional conformal radiation therapy，3DCRT）和調(diào)強(qiáng)放療（intensity modulation radiated therapy，IMRT）后腫瘤放療領(lǐng)域最先進(jìn)的放療技術(shù)，其在三維技術(shù)的基礎(chǔ)上加入時(shí)間因數(shù)的概念，充分考慮解剖組織在治療過程中的運(yùn)動(dòng)和分次治療間的位移誤差，在定位、計(jì)劃設(shè)計(jì)及加速器治療過程中，校正患者擺位誤差、調(diào)整后續(xù)放療計(jì)劃或引導(dǎo)射線束實(shí)時(shí)照射。在NSCLC放療中醫(yī)生勾畫腫瘤靶區(qū)的不確定性，使靶區(qū)勾畫發(fā)生誤差，腫瘤靶區(qū)周邊的器官運(yùn)動(dòng)會使靶器官發(fā)生運(yùn)動(dòng)［1-2］，同時(shí)放療中，腫瘤位置可能發(fā)生變化，會發(fā)生腫瘤靶區(qū)的漏照和周圍正常器官組織受照體積增加［3］，IGRT可以很好解決以上問題。

2 IGRT在肺癌放療中的實(shí)現(xiàn)方式

2.1 呼吸門控技術(shù)放療中需要重點(diǎn)解決的問題之一是由呼吸和器官運(yùn)動(dòng)引起的腫瘤運(yùn)動(dòng)，肺內(nèi)腫瘤在呼吸過程中主要引起位置移動(dòng)，導(dǎo)致計(jì)劃和實(shí)際治療的解剖位置關(guān)系不同；還可引起肺組織容積和密度變化，導(dǎo)致射野半影改變及與肺組織交界區(qū)腫瘤低劑量。主要的處理方法是在放射靶區(qū)外擴(kuò)一定標(biāo)準(zhǔn)范圍，但是個(gè)體之間呼吸動(dòng)度存在很大差異，對于不同患者可能會產(chǎn)生靶區(qū)漏照或正常組織受照過多的后果，因此使用呼吸門控技術(shù)不僅可以縮小治療范圍，還可以提高腫瘤靶區(qū)劑量［4］。

呼吸門控技術(shù)的原理是控制射束發(fā)出射線與呼吸周期的特定時(shí)相保持一致［5-6］，先是通過4D-CT技術(shù)復(fù) 釆集不同呼吸時(shí)相的腫瘤患者圖像，圖像包括腫瘤活動(dòng)，再將每個(gè)時(shí)相的投影集中，重建圖像，選擇適合的圖像子集上進(jìn)行劑量計(jì)算及重建，設(shè)計(jì)照射計(jì)劃，利用呼吸監(jiān)測設(shè)備檢測患者治療時(shí)的呼吸運(yùn)動(dòng)，發(fā)送信號至直線加速器，控制射線的發(fā)射?，F(xiàn)在有2種呼吸門控技術(shù)：一種是根據(jù)腫瘤的實(shí)際位點(diǎn)或腫瘤的標(biāo)志物來控制射束照射開關(guān)，稱為呼吸信號門控；另一種是根據(jù)呼吸時(shí)相控制射束照射開關(guān)，稱為呼吸時(shí)相門控。呼吸門控技術(shù)的目的是降低呼吸運(yùn)動(dòng)對放療的影響，比較適合進(jìn)行大分割放療的Ⅰ～Ⅱ期肺癌患者，因?yàn)樾∧[瘤受呼吸運(yùn)動(dòng)的影響更大，對于橫膈下腫瘤也適合用呼吸門控技術(shù)。

2.2 四維放療四維放療具有三維重建的優(yōu)點(diǎn)，并將時(shí)間因素融合在內(nèi)的影像定位、計(jì)劃設(shè)計(jì)及治療實(shí)施各個(gè)階段明確，同時(shí)考慮解剖結(jié)構(gòu)隨時(shí)間及個(gè)體化內(nèi)靶體積（internal target volume，ITV）變化及呼吸周期變化的放療技術(shù)。定位時(shí)采用呼吸監(jiān)控設(shè)備監(jiān)測患者呼吸，得到多套三維圖像，融合后得到1個(gè)呼吸周期的靶區(qū)完整運(yùn)動(dòng)圖像。利用四維圖像設(shè)計(jì)，在治療中監(jiān)測患者呼吸運(yùn)動(dòng)，當(dāng)呼吸達(dá)到某個(gè)時(shí)相時(shí)，以更加準(zhǔn)確觀察到腫瘤的運(yùn)動(dòng)和形狀變化，精確勾畫出放療靶區(qū)，同時(shí)準(zhǔn)確掌握腫瘤在不同呼吸時(shí)相的運(yùn)動(dòng)范圍，在合適的時(shí)段進(jìn)行門控治療。習(xí)勉等［7］應(yīng)用4D-CT技術(shù)于肺部腫瘤患者，勾畫出ITV并設(shè)計(jì)放療計(jì)劃，與三維放療計(jì)劃比較，靶區(qū)體積明顯減低，肝組織的平均劑量下降10%，靶區(qū)劑量則增加8%，在保護(hù)正常組織的前提下，提高腫瘤控制率。

2.3 圖像引導(dǎo)的立體定向治療圖像引導(dǎo)的立體定向治療要求體位固定準(zhǔn)確，通過圖像引導(dǎo)技術(shù)對腫瘤組織實(shí)施大劑量的照射，減少周圍正常組織受量。部分早期NSCLC患者常規(guī)放療局部控制率低，不適合手術(shù)治療，適合大分割立體定向放療，運(yùn)用圖像引導(dǎo)技術(shù)，減少擺位誤差的不確定因素和靶區(qū)運(yùn)動(dòng)，以減少照射體積，增加每日治療劑量，縮短治療時(shí)間，改善局部控制率。大分割立體定向放療患者，每次治療前都使用圖像引導(dǎo)技術(shù)校正擺位誤差，在治療過程中，通過圖像引導(dǎo)觀察腫瘤體積和位置的變化，治療中心也隨之改變，確保覆蓋靶區(qū)和減少危及器官受量，結(jié)果接受大分割立體定向治療患者5 a控制率和總體生存率遠(yuǎn)好于接受常規(guī)放療患者，并且放療反應(yīng)較低。

2.4 自適應(yīng)放療常規(guī)放療計(jì)劃是依照放療前的定位CT設(shè)計(jì)的，但實(shí)際情況是患者靶區(qū)會發(fā)生移位和變形，如體質(zhì)量變化、腫瘤回縮或增大、周圍器官運(yùn)動(dòng)等影響因素［8］。自適應(yīng)放療是由IGRT技術(shù)發(fā)展延伸的新型放療技術(shù)，是通過治療中獲得的反饋信息（如腫瘤體積、位置的變化）分析治療與原計(jì)劃預(yù)測的差距，如果差距在臨床上可以接受，則可以保持不變，如果差距過大，可以離線方式修改計(jì)劃［9］，先在線獲取治療時(shí)的解剖影像，從而進(jìn)行后續(xù)治療計(jì)劃的重新設(shè)計(jì)，以保證靶區(qū)劑量的同時(shí)降低周圍正常組織受量，減少放療反應(yīng)的發(fā)生。Mackie等［10］提出的螺旋斷層設(shè)計(jì)思路發(fā)展為現(xiàn)在的自適應(yīng)螺旋斷層放療，可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)輪廓再勾畫、再計(jì)劃、分次劑量累計(jì)，成為取代IMRT的最佳技術(shù)。在放療治療過程中，患者肺部解剖結(jié)構(gòu)的位移、靶區(qū)退縮或器官運(yùn)動(dòng)均可導(dǎo)致劑量分布的偏差。目前有研究采用直線加速器自身配置的錐形束CT（CBCT）在分次治療時(shí)采集的圖像資料，利用變形配準(zhǔn)軟件在CBCT圖像上重新勾畫靶區(qū)，并移植到原始定位CT圖像上形成新的組織輪廓，進(jìn)行自適應(yīng)計(jì)劃的重新優(yōu)化設(shè)計(jì)和靶區(qū)及周圍危及器官的實(shí)際劑量累積計(jì)算，并據(jù)此調(diào)整后期治療的處方劑量，最終達(dá)到降低正常組織損傷的同時(shí)提高靶區(qū)劑量的目的。采用基于CBCT圖像的自適應(yīng)放療可在精確計(jì)算危及器官及腫瘤靶區(qū)的累積劑量的基礎(chǔ)上提高分次照射劑量，如果可以再進(jìn)一步優(yōu)化自適應(yīng)放療計(jì)劃設(shè)計(jì)所需時(shí)間，此放療技術(shù)將發(fā)展成為可與自適應(yīng)螺旋斷層放療相媲美的新型技術(shù)。

3 PET-CT在NSCLC放療中的應(yīng)用

PET-CT在NSCLC分期方面與傳統(tǒng)的影像手段相比，敏感性、特異性和準(zhǔn)確性都要高。特別PET-CT在探測遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移方面更是具有不可替代的作用。由于PET-CT探查出遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移或新的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，可以導(dǎo)致病變范圍的擴(kuò)大，經(jīng)PET-CT檢查后患者的TNM分期有可能會發(fā)生改變，因此放療具體方案也會相應(yīng)的發(fā)生調(diào)整。NSCLC放療分為3種主要方式：根治性、姑息性和綜合放療，要根據(jù)患者不同的病情而選擇合適的治療方式。Mah等［11］對30例CT難以確定腫瘤邊界的NSCLC患者，進(jìn)行PET-CT檢查后，有24%～70%的病例PTV減小，30%～76%的病例增加，PTV也相應(yīng)發(fā)生了一定程度的改變。因此認(rèn)為在制定放療方案的過程中PET-CT占有重要地位，行PET-CT檢查后再進(jìn)行方案的制定是非常關(guān)鍵的一步。

3.1 PET-CT在確定放療靶區(qū)中的應(yīng)用勾畫靶區(qū)是制訂放療計(jì)劃的基礎(chǔ)步驟，也是最為重要的一步。PET-CT在確定NSCLC放療靶區(qū)中的應(yīng)用主要是發(fā)現(xiàn)新的縱隔轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，使得靶體積增大，同時(shí)PET-CT能夠較好顯示病變范圍，容易區(qū)分病變和正常組織，使得原來包括在治療體積內(nèi)的正常組織排除在外，治療體積因此而減小。大多研究［12-14］發(fā)現(xiàn)，PET-CT在對NSCLC患者進(jìn)行放療靶區(qū)的勾畫時(shí)，發(fā)揮著重要作用。Bradley等［15］的研究結(jié)果顯示，58%（14/24）的患者的放療體積由于PET-CT而改變，其中3例存在肺不張的患者由于PET-CT將病變和不張的肺組織區(qū)分開來，而使靶體積減小。PET-CT技術(shù)可以提高惡性腫瘤放療靶區(qū)勾畫的一致性，在各類惡性腫瘤原發(fā)灶的放療靶區(qū)的勾畫過程中，起著關(guān)鍵性的作用。

3.2 PET-CT在NSCLC淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及減少呼吸運(yùn)動(dòng)放療靶區(qū)中的應(yīng)用在CT圖像上進(jìn)行靶區(qū)勾畫易產(chǎn)生空間遺漏，空間遺漏主要來自病變范圍確定（主要是縱隔淋巴結(jié)的判定）和呼吸運(yùn)動(dòng)的影響。國內(nèi)外研究［16-17］表明，NSCLC的放療靶區(qū)包括：影像學(xué)上顯示的原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)，呼吸動(dòng)度和誤差所形成的計(jì)劃靶區(qū)，在根治性放療NSCLC的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)勾畫過程中，PET-CT技術(shù)有重要的參考價(jià)值，因?yàn)槠錂z測準(zhǔn)確性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CT。Vanuytsel等［18］的研究結(jié)果顯示以PET-CT為基礎(chǔ)的PTV沒有空間遺漏問題，明顯優(yōu)于以CT為基礎(chǔ)的PTV，并且以CT為基礎(chǔ)的PTV所包括的正常組織大大多于以PET-CT為基礎(chǔ)的PTV。

3.3 PET-CT在對于危險(xiǎn)器官受量的影響及生物靶區(qū)中的應(yīng)用價(jià)值靶區(qū)勾畫的準(zhǔn)確性提高，射野角度的優(yōu)化，將會減少正常肺組織、心臟以及食管的受照劑量。Bradley等［15］指出GTV減小會使相應(yīng)的平均肺劑量、受量≥20 Gy的肺體積、平均食管劑量減小，反之亦然。Mah等［11］研究發(fā)現(xiàn)，PET-CT雖然引起PTV的改變，受量≥20 Gy的肺體積卻沒有明顯變化。采用PET-CT勾畫靶區(qū)和腫瘤內(nèi)的乏氧區(qū)，有望提高腫瘤患者的局部空置率和生存時(shí)間［19］。腫瘤組織的乏氧會影響到放療的敏感性和治療的最終療效。放射生物學(xué)成像技術(shù)是一種能夠提供腫瘤組織是否乏氧的成像技術(shù)之一。乏氧的存在與否是腫瘤放療局部控制的影響因素之一。如果直接測定惡性腫瘤中乏氧細(xì)胞的分布和數(shù)量后使用乏氧增敏劑或合理改變放療劑量的分布，對腫瘤組織區(qū)域內(nèi)進(jìn)行加量放療，就能夠提高放療效果。

綜上所述，圖像引導(dǎo)放療技術(shù)可以大大提高放療的精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確度，在保證靶區(qū)劑量的同時(shí)，降低周圍正常器官組織的受照劑量，從而達(dá)到提高腫瘤局部控制率和降低放療并發(fā)癥的概率。在未來的放療中，期待在圖像引導(dǎo)技術(shù)及計(jì)算機(jī)輔助模擬設(shè)備有更進(jìn)一步的發(fā)展，為腫瘤放療提供更加精準(zhǔn)、更加簡便易行的新技術(shù)。

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10.3969/j.issn.1673-5412.2014.02.034

R734.2；R730.55

A

1673-5412（2014）02-0183-03

2013-04-25）

常青（1977-），男，碩士在讀，主要從事腫瘤放療研究。E-mail：hyqyfr@126.com