王錫林，賈喜風(fēng)

肺癌是嚴(yán)重威脅人類健康的疾病，《2013年中國(guó)腫瘤登記年報(bào)》顯示，我國(guó)的肺癌發(fā)病率和病死率已居各類癌癥之首，每年新發(fā)病例60萬。據(jù)統(tǒng)計(jì)，85%肺癌為非小細(xì)胞肺癌［1］，且大多數(shù)患者確診時(shí)已失去手術(shù)機(jī)會(huì)，放射療法（放療）是治療中晚期肺癌的重要方法之一。肺癌的放療經(jīng)歷了常規(guī)普通放療、精確放療二大階段，常規(guī)普通放療是在二維水平上進(jìn)行的傳統(tǒng)、經(jīng)驗(yàn)式放療，采用模擬定位機(jī)定位。精確放療中的三維放射治療雖已將立體定向的定位技術(shù)和適形、調(diào)強(qiáng)的照射技術(shù)合為一體，在三維水平上將高劑量的劑量分布形狀與靶區(qū)的實(shí)際形狀一致，增強(qiáng)了腫瘤的照射劑量，但其仍未能真正解決肺癌在放療時(shí)由于呼吸運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生移動(dòng)位置的誤差，未能考慮長(zhǎng)期低劑量的照射所引起的放射損傷等缺陷。隨著射波刀的出現(xiàn)，使肺癌的局部精確放療又上升了一個(gè)新的臺(tái)階。射波刀（cyberknife）是一種新型的全身立體定向放射治療設(shè)備，射波刀是一種真正意義上的將實(shí)時(shí)圖像引導(dǎo)、立體定向放射結(jié)合的機(jī)器人放射外科系統(tǒng)，其核心技術(shù)是交互式機(jī)器人技術(shù)。1994年應(yīng)用于臨床，2001年通過美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于全身實(shí)體腫瘤的治療。

1 射波刀概述

射波刀共有六大系統(tǒng)組成，即如下述。

1．1 機(jī)器人放射系統(tǒng) 包括150 kg微型醫(yī)用直線加速器和具6個(gè)自由度的機(jī)械手臂，直線加速器能產(chǎn)生6 MV X射線和電子束，被安裝在機(jī)器人機(jī)械臂上，配備有12個(gè)準(zhǔn)直器，準(zhǔn)直器直徑5～60 mm。機(jī)械手臂靈活方便，理論上可提供多達(dá)1200個(gè)方位投照射線。

1．2 靶區(qū)立體定位影像追蹤系統(tǒng) 由天花板上安裝的兩組X線球管和安裝于治療床頭端兩側(cè)地面上的單晶硅影像板（X線攝像機(jī)）組成。兩組X線球管發(fā)出低能X射線相互垂直，交叉穿過患者腫瘤的治療部位，X線攝像機(jī)獲得一對(duì)相互垂直的高清晰骨骼數(shù)字圖像，并將圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)與事先CT掃描獲得的骨骼數(shù)字重建圖像（DDR）相比較，首先確定骨骼的精確位置，然后得出治療靶區(qū)病灶的精確位置。

1．3 呼吸同步追蹤系統(tǒng) 即呼吸追蹤運(yùn)動(dòng)連續(xù)攝影記錄，并回饋至加速器，隨呼吸律動(dòng)，做動(dòng)態(tài)的治療。治療肺部腫瘤時(shí)，腫瘤隨著患者的呼吸而上下左右運(yùn)動(dòng)。呼吸追蹤是讓患者穿上胸前帶有發(fā)紅光二極管的背心，呼吸追蹤攝像機(jī)通過捕捉二極管的運(yùn)動(dòng)獲得肺部的呼吸運(yùn)動(dòng)節(jié)律，計(jì)算機(jī)建立呼吸模型。治療時(shí)，通過追蹤金標(biāo)或脊柱的位置獲得腫瘤的精確位置，同時(shí)計(jì)算機(jī)根據(jù)呼吸節(jié)律，自動(dòng)微調(diào)機(jī)器人機(jī)械臂，讓射線始終精確瞄準(zhǔn)病灶。此系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整加速器照射角度，行實(shí)時(shí)體位驗(yàn)證（治療前和治療中），以彌補(bǔ)體位的不一致性 （最大到10 mm 或 1°的體位差別）。驗(yàn)證準(zhǔn)確度到 0．1 mm。呼吸同步追蹤系統(tǒng)包括脊柱定位追蹤系統(tǒng)和金標(biāo)追蹤系統(tǒng)。脊柱定位追蹤系統(tǒng)可以對(duì)人體內(nèi)的骨骼結(jié)構(gòu)進(jìn)行追蹤，從而提供精確的定位，能夠在不用向體內(nèi)置入任何基準(zhǔn)標(biāo)志物的情況下進(jìn)行射波刀治療。金標(biāo)追蹤系統(tǒng)：治療活動(dòng)度較大的體部腫瘤之前，需要向腫瘤內(nèi)或周圍放置1～3枚金標(biāo)（由黃金制成的，長(zhǎng)5 mm，直徑0．8 mm的圓柱體稱為金標(biāo)），確定腫瘤位置及腫瘤隨呼吸運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，金標(biāo)放置5～7 d后才能實(shí)施射波刀治療。

1．4 自動(dòng)治療床系統(tǒng) 具有6個(gè)自由動(dòng)度移動(dòng)的全自動(dòng)治療床（即治療床可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行上下、左右、前后的平移和旋轉(zhuǎn)），它可以自動(dòng)以0．1 mm的轉(zhuǎn)換方向和0．1°的旋轉(zhuǎn)傾斜角度來移動(dòng)患者，使得患者體位的重合誤差最小。

1．5 治療計(jì)劃系統(tǒng) 該系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)工作站和治療計(jì)劃軟件組成，先進(jìn)的Multiplan治療計(jì)劃軟件，可將CT 影像與MRI、PET－CT 影像融合，獲得精細(xì)的軟組織圖像。逆向治療計(jì)劃是醫(yī)師先勾畫出計(jì)劃照射的靶區(qū)以及給出靶區(qū)和重要器官的劑量要求，計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)計(jì)一個(gè)滿足設(shè)定條件的治療計(jì)劃。

1．6 管理系統(tǒng) 包括綜合控制上述各子系統(tǒng)、治療計(jì)劃系統(tǒng)、影像融合及繪圖軟件、脊椎、肺癌自動(dòng)定位軟件等。

2 射波刀在非小細(xì)胞肺癌中的應(yīng)用

2．1 射波刀單獨(dú)使用

2．1．1 早期肺癌 手術(shù)切除是早期非小細(xì)胞肺癌的主要治療方法，治愈率可達(dá)80%，5年生存率可達(dá)70%，但有年齡偏大部分患者，心肺功能差、合并其他內(nèi)科疾病或不愿手術(shù)等原因，可以采用射波刀治療，取得了較好的療效，沒有發(fā)現(xiàn)較嚴(yán)重的并發(fā)癥。Brown等［2］使用射波刀治療了67例Ⅰ期非小細(xì)胞肺癌，處方劑量為60～67．5 Gy，等劑量線為60%～80%，分割治療3～5次，1年局部控制率為93．2%，4．5年的局部控制率為 85．8%，1年的生存率為93．6%，4．5 年的生存率為 83．5%，全部患者的肺功能沒有變化，只觀察到了4例放射性肺炎和1例放射性食管炎，且毒性分級(jí)均在1～2級(jí)。Vahdat等［3］應(yīng)用PET／CT追蹤隨訪射波刀治療20例IA期非小細(xì)胞肺癌，處方劑量42～60 Gy，平均為51 Gy，分割3次，2年總生存率為90%，局部控制率為95%，平均腫瘤最大18－氟脫氧葡萄糖攝入值射波刀治療前為 6．2（范圍為 2．0～10．7），治療后早期為 2．3（范圍為1．0～5．7），治療后 18～24 個(gè)月為 2．0 （范圍為 1．5～2．8）。Bibault等［4］通過射波刀治療了 22 例肺癌患者，隨訪了3～16個(gè)月，肺癌局部控制率為100%，最主要并發(fā)癥為1級(jí)放射性肺炎，發(fā)生率為25%，沒有3級(jí)及以上的嚴(yán)重并發(fā)癥被觀察到。Agarwal等［5］研究對(duì)比37例射波刀治療前、后的早期肺癌患者的肺功能，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上沒有發(fā)現(xiàn)明顯的差異。上述研究顯示射波刀治療早期非小細(xì)胞肺癌，局部控制率較高，獲得了較好的生存率，且沒有較嚴(yán)重的并發(fā)癥，提高了患者的生活質(zhì)量，已成為治療不能手術(shù)或不愿接受手術(shù)的早期非小細(xì)胞肺癌患者的首選方法，甚至將來可能取代早期非小細(xì)胞肺癌的手術(shù)治療。

2．1．2 中晚期肺癌 由于肺癌早期無明顯臨床表現(xiàn)，大部分肺癌患者確診時(shí)都已是中晚期，出現(xiàn)了肺內(nèi)、顱腦、骨骼等部位轉(zhuǎn)移，此時(shí)已無法手術(shù)，生存時(shí)間明顯縮短，使用射波刀治療，可明顯減輕患者相應(yīng)的癥狀，延長(zhǎng)生存期。Swangsilpa等［6］采用射波刀治療6例不能手術(shù)治療肺癌，處方劑量：周圍型肺癌45 Gy，分割為連續(xù)3次，中央型肺癌50 Gy，在2周內(nèi)分割為5次，其中2例取得了完全緩解，3例取得了部分緩解，未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的并發(fā)癥。Tian等［7］應(yīng)用射波刀治療了38例非小細(xì)胞肺癌腦轉(zhuǎn)移患者，1年腦轉(zhuǎn)移局部控制率為50．8%，1年生存率為53．5%。國(guó)內(nèi)外資料顯示，即使對(duì)常規(guī)放療后或放化療后復(fù)發(fā)的肺癌及腦部、骨骼轉(zhuǎn)移灶，也取得了較好的療效，沒有嚴(yán)重的并發(fā)癥，延長(zhǎng)了患者的生存期［8－11］。

2．2 射波刀與化療、生物療法及熱療等的聯(lián)合應(yīng)用由于射波刀是一種局部精確放療，對(duì)肺癌或其轉(zhuǎn)移灶有較好的局部控制率，但對(duì)預(yù)防或降低肺癌的轉(zhuǎn)移率方面卻沒有明顯效果，為進(jìn)一步提高肺癌的治療療效，延長(zhǎng)患者的生存時(shí)間，提高生存率，近年來，部分作者采用射波刀聯(lián)合化療、熱療或靶向藥物治療中晚期肺癌，取得了一定的療效。Wang等［12］使用射波刀聯(lián)合化療、熱療治療119例中晚期非小細(xì)胞肺癌，其中射波刀單獨(dú)治療37例，射波刀聯(lián)合化療治療39例，射波刀聯(lián)合化療、熱療治療43例，中位隨訪6個(gè)月，三組近期有效率分別為62．16%、71．79%和90．70%，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)，射波刀聯(lián)合化療、熱療組明顯優(yōu)于前兩組，在毒性反應(yīng)方面，雖有所增加，但可以耐受，經(jīng)對(duì)癥處理并不影響整個(gè)治療計(jì)劃。王振等［13］應(yīng)用射波刀聯(lián)合表皮生長(zhǎng)因子受體絡(luò)氨酸激酶抑制劑厄洛替尼或吉非替尼治療24例晚期非小細(xì)胞肺癌患者，中位隨訪14個(gè)月，患者癥狀改善率為61%，疾病控制率為62．5%，局部控制率為75%，中位生存時(shí)間為9個(gè)月，1年生存率為66．7%，主要的不良反應(yīng)為乏力、皮疹和口腔潰瘍，未見嚴(yán)重的不良反應(yīng)。Wang等［14］使用射波刀聯(lián)合CIK生物免疫治療中晚期非小細(xì)胞肺癌，隨訪3月，疾病有效率為81．82%，患者卡氏評(píng)分比治療前平均提高20分左右。

3 射波刀治療肺癌優(yōu)點(diǎn)

3．1 高精確性 射波刀通過靶區(qū)立體定位影像追蹤系統(tǒng)、呼吸同步追蹤系統(tǒng)（金標(biāo)植入肺追蹤系統(tǒng)和脊柱定位追蹤系統(tǒng)），使治療腫瘤的誤差縮小至1 mm，高精確性，最大限度減少了肺癌特別是周圍型肺癌周圍正常組織的損傷［15］。Hoogeman 等［16］分析通過呼吸腫瘤追蹤使用射波刀治療的44例肺癌的記錄數(shù)據(jù)，與沒有呼吸追蹤的呼吸運(yùn)動(dòng)形成的幾何圖形的誤差比較，呼吸追蹤明顯減少了幾何圖形的誤差，提高了精確度。

3．2 治療周期短、高劑量和低分割 由于高精確性，射波刀照射單次劑量較高，可達(dá)到 5～20 Gy［17］，照射 3～5 次，1 次 ／d，單次 40～90 min，總體治療時(shí)間短，部分可在門診治療，靈活方便。

3．3 避免放射損失，提高放療療效 常規(guī)放療由于治療周期長(zhǎng)，單次劑量低，5年生存率僅為15%～24%［18］，而射波刀高劑量、低分割，避免了放射損傷，提高了放療的生物劑量，減少了局部治療失敗和復(fù)發(fā)的概率［19，20］。

3．4 減少放療次數(shù)和并發(fā)癥 單個(gè)部位多個(gè)腫瘤可以同時(shí)治療，因而減少了放療次數(shù)和并發(fā)癥，節(jié)約了醫(yī)療費(fèi)用。Yang 等［21，22］用射波刀分別治療 1 例肺癌腦部24個(gè)轉(zhuǎn)移灶患者和1例肺腺癌縱隔15個(gè)轉(zhuǎn)移灶患者，前者總劑量22 Gy，分割3次，治療后患者的頭痛、惡心和嘔吐等癥狀明顯減輕，未見明顯的不良反應(yīng)，生存1年。后者總劑量35 Gy，分割5次，治療后患者咳嗽等癥狀明顯減輕，未見明顯并發(fā)癥。

4 射波刀治療肺癌的不足

4．1 照射總劑量和分割次數(shù)沒有公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn) 目前國(guó)內(nèi)外肺癌的射波刀治療總劑量：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)周圍型肺癌一般為40～60 Gy，分割3次，中心型肺癌一般為 50～60 Gy，分割 5 次［23，24］，標(biāo)準(zhǔn)的放射總劑量和分割次數(shù)沒有得到公認(rèn)，根據(jù)劑量效應(yīng)關(guān)系，射波刀的最大劑量尚無定論。射波刀在國(guó)內(nèi)應(yīng)用臨床時(shí)間較短，治療劑量和分割次數(shù)一般參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，沒有考慮到國(guó)內(nèi)外種族差異等因素。

4．2 準(zhǔn)備工作較復(fù)雜 射波刀治療周圍型非小細(xì)胞肺癌，治療前1周，一般要在CT引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺置入金標(biāo)1～3枚，置入金標(biāo)與射波刀治療間隔時(shí)間稍長(zhǎng)，且部分可引起患者出現(xiàn)氣胸等并發(fā)癥［25－27］，甚至有時(shí)可發(fā)生金標(biāo)漂移［28］，射波刀治療的精確依賴于置入金標(biāo)的穩(wěn)定性和可靠性，如果出現(xiàn)金標(biāo)漂移，則金標(biāo)置入失敗，無法進(jìn)行射波刀治療。

4．3 其他 射波刀是一種高效的局部精確放療，無法預(yù)防腫瘤轉(zhuǎn)移和控制全身多發(fā)轉(zhuǎn)移腫瘤，因此需要聯(lián)合化療、生物治療等全身性的治療方法。

綜上所述，可見射波刀系統(tǒng)是一種新型的全身立體定向放射治療技術(shù)，它將6 MV直線加速器、靈活的自動(dòng)化機(jī)器人機(jī)械臂、X線實(shí)時(shí)影像定位系統(tǒng)、呼吸同步追蹤系統(tǒng)、自動(dòng)化治療床和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)集成與控制系統(tǒng)完美地結(jié)合起來，使放射治療進(jìn)入了一個(gè)嶄新時(shí)代，由三維立體定向放射治療上升到四維立體定向放射治療，提高了精確度，縮短了治療周期，對(duì)非小細(xì)胞肺癌治療，特別是早期無法手術(shù)的非小細(xì)胞肺癌，取得了較好的療效，且不良反應(yīng)小，可以耐受。但因射波刀治療在國(guó)內(nèi)開展時(shí)間尚短，臨床治療病例數(shù)相對(duì)較少，治療總劑量和分割次數(shù)尚需進(jìn)一步探索。射波刀與化療、熱療等其他治療方法具體聯(lián)合應(yīng)用，尚需進(jìn)一步觀察和研究。

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