隨著對(duì)腫瘤治療方法的深入研究,對(duì)治療的精度提出了更高的要求。眾所周知,放射治療的目的是最大程度地提高腫瘤靶區(qū)的劑量,并盡可能降低正常組織的受照劑量。由于醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的進(jìn)步,使精確的描述人體組織器官成為可能,也為放療醫(yī)師對(duì)腫瘤靶區(qū)的精確勾畫提供了保證。目前采用的適形、調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)可在腫瘤周圍形成一個(gè)所需的高劑量梯度的劑量分布,高劑量區(qū)圍繞腫瘤,而正常組織受到很少的劑量,從而達(dá)到腫瘤的精確放療。
圖像引導(dǎo)放療技術(shù)(Imaging Guided RT,IGRT)也稱四維影像技術(shù),即利用四維影像技術(shù)如四維CT或四維PET-CT,獲得患者器官周期運(yùn)動(dòng)的時(shí)相圖像,同時(shí)獲得最大密度投影圖像。針對(duì)器官運(yùn)動(dòng)造成的大范圍照射,利用其時(shí)相圖像,找到其停留時(shí)間最長(zhǎng)的時(shí)相。例如,肺癌IMRT一般是在吸氣末進(jìn)行靶區(qū)勾畫和計(jì)劃設(shè)計(jì),因?yàn)榇藭r(shí)肺體積最大、停留時(shí)間最長(zhǎng),然后配合加速器的呼吸門控系統(tǒng)進(jìn)行治療。針對(duì)PTV外擴(kuò)間隙不準(zhǔn)確,可以利用其最大密度投影圖像獲得內(nèi)靶區(qū)(ITV)輪廓,在此基礎(chǔ)上外擴(kuò)PTV間隙,并進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)和治療。IMRT對(duì)腫瘤進(jìn)行精確照射,治療精確度非常重要,圖像引導(dǎo)放療(IGRT)技術(shù)正是應(yīng)這一需求而產(chǎn)生。該技術(shù)最大特征是:在分次擺位時(shí)和(或)治療中采集圖像、信號(hào),據(jù)此校正患者擺位、調(diào)整治療計(jì)劃或引導(dǎo)射線束照射,指導(dǎo)此次治療和(或)后續(xù)分次治療。
IGRT的實(shí)現(xiàn)方式主要包括:電子射野影像系統(tǒng)(EPID)、kV級(jí)X線攝影和透視、kV級(jí)CT(CT-on-rail)、錐形束CT(CBCT)等。其中,CBCT發(fā)展最為迅速,已成為IGRT主要發(fā)展方向。CBCT具有體積小、重量輕、開(kāi)放式架構(gòu)的特點(diǎn),可以直接整合至直線加速器,機(jī)架旋轉(zhuǎn)能獲取和重建一個(gè)體積范圍內(nèi)的CT圖像。該體積范圍內(nèi)CT影像重建后的三維模型可與治療計(jì)劃圖像進(jìn)行匹配對(duì)比,獲得治療床調(diào)節(jié)參數(shù),從而提高患者擺位精度。當(dāng)然,這些技術(shù)仍然存在一些問(wèn)題,如PET-CT有時(shí)可能無(wú)法鑒別某些病變是炎癥還是腫瘤或遺漏低代謝腫瘤等,四維技術(shù)同樣存在偽影等問(wèn)題,這些問(wèn)題需做進(jìn)一步研究。
由于人體呼吸和器官蠕動(dòng)可引起腫瘤移動(dòng)而使照射野偏離,導(dǎo)致腫瘤的低劑量或者重要器官的高劑量照射,需采用包括控制等中心移位技術(shù)、呼吸門控技術(shù)和圖像引導(dǎo)的放療技術(shù)來(lái)調(diào)整。
控制等中心移位技術(shù)。該技術(shù)分為離線和在線修正兩種。前者是利用前若干次擺位時(shí)檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)和擺位的系統(tǒng)誤差,對(duì)腫瘤中心的位置進(jìn)行修正。后者是在加速器治療室內(nèi)安裝一臺(tái)CT,利用擺位時(shí)CT的數(shù)據(jù)來(lái)修正靶區(qū)的移動(dòng)。
呼吸門控技術(shù)。呼吸門控技術(shù)分為被動(dòng)呼吸門控和呼吸引導(dǎo)自控兩種。被動(dòng)呼吸門控技術(shù)通過(guò)控制患者某一時(shí)段的呼吸來(lái)進(jìn)行照射,該技術(shù)要求患者的配合以及治療前的適當(dāng)呼吸訓(xùn)練,同時(shí)要求患者能夠承受適當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的屏氣動(dòng)作。呼吸引導(dǎo)門控技術(shù)不要求患者屏氣,檢測(cè)患者的呼吸脈沖,實(shí)時(shí)觸發(fā)和引導(dǎo)治療機(jī)的出束照射,或控制治療床的運(yùn)動(dòng),跟隨腫瘤靶區(qū)的移動(dòng)。
圖像引導(dǎo)放療(IGRT)技術(shù)。IGRT是一種四維放射治療技術(shù),它在三維放療技術(shù)的基礎(chǔ)上加入了時(shí)間因數(shù)概念,充分考慮了解剖組織在治療過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)和分次治療間的位移誤差,如:呼吸運(yùn)動(dòng)和胃腸蠕動(dòng)、日常擺位誤差、靶區(qū)收縮等引起放療劑量分布的變化和對(duì)治療計(jì)劃的影響等方面的情況。在患者進(jìn)行治療前、治療中,利用各種先進(jìn)的影像設(shè)備對(duì)腫瘤及正常器官進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并能根據(jù)器官位置的變化調(diào)整治療條件,使照射野緊緊“追蹤”靶區(qū),使之能做到真正意義上的精確治療。目前應(yīng)用的幾種IGRT技術(shù),包括使用治療室CT、加速器CT、容積CT、CT加速器(斷層治療)以及利用在加速器上匹配的X線成像系統(tǒng)、電子射野影像系統(tǒng)(EPID)等設(shè)備在每次治療時(shí)進(jìn)行位置和劑量強(qiáng)度驗(yàn)證等。圖像引導(dǎo)放射放療(IGRT)旨在減少分次放療之間擺位誤差和靶區(qū)位移誤差,監(jiān)測(cè)和校正放療時(shí)腫瘤和正常組織運(yùn)動(dòng)引起的誤差,通過(guò)實(shí)時(shí)解剖圖像校正,把放療的物理精度推向一個(gè)更高的水平。但是,有時(shí)解剖信息本身在區(qū)分腫瘤和周圍組織時(shí)存在困難,不能完全揭示腫瘤的病理特征,也無(wú)法評(píng)價(jià)治療反應(yīng)。
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