宮頸癌外照射技術(shù)的進(jìn)展

王陶，蔡亞磊，楊健

（1.承德醫(yī)學(xué)院，河北 承德 067000；2.滄州市人民醫(yī)院，河北 滄州 061000）

0 引言

宮頸癌是最常見的女性生殖道惡性腫瘤，目前放療、手術(shù)及綜合治療是其主要的治療手段。放療在宮頸癌的治療中起著關(guān)鍵作用，約70%的宮頸癌患者需行放療[1-2]。2019NCCN宮頸癌臨床指南推薦，宮頸癌患者術(shù)后有高危因素（淋巴結(jié)、宮旁浸潤及切緣陽性）或符合“Sedlis 標(biāo)準(zhǔn)”需術(shù)后補(bǔ)充放療，此外ⅠB2 和ⅡA2 期、ⅡB～ⅣA 期患者首選放療[3]。由此可見，放療貫穿于宮頸癌治療的始終。于是更新放療技術(shù)成了我們提高放療療效的努力方向，為了得到更高的局部腫瘤控制率同時盡可能減少周圍組織和器官的受照劑量，我們一步步從傳統(tǒng)放療時代進(jìn)步到三維適形放療時代再進(jìn)步到當(dāng)前的調(diào)強(qiáng)放療時代，放療技術(shù)越來越精準(zhǔn)，放療療效和不良反應(yīng)都得到了較好的改善。下面，我們將對宮頸癌目前應(yīng)用的各種外照射放療技術(shù)及其進(jìn)展進(jìn)行概述。

1 傳統(tǒng)外照射

傳統(tǒng)的宮頸癌外照射多采用二維前后野或盆腔四野箱式照射，運用不同的鉛擋塊形成不同的照射野。雖然劑量分布均勻，不會出現(xiàn)漏照，但會使正常組織接受大劑量的照射，導(dǎo)致毒副反應(yīng)增加[4]。Samper-Ternent 等[5]報道放療后晚期胃腸道及泌尿系統(tǒng)毒性的發(fā)生率較未接受放療組分別增加7.7%和3.9%。此方式現(xiàn)已被更精準(zhǔn)的放療技術(shù)取代。

2 三維適形放療

三維適形放療（3-dimensional Conformal Radiotherapy, 3D-CRT）是最早被應(yīng)用的精準(zhǔn)放療技術(shù)，可以使照射野與腫瘤靶區(qū)在三維空間上一致[6]，由物理師根據(jù)靶區(qū)邊緣需被90%等劑量線包繞的要求來調(diào)整射線的入射方向和形狀、劑量的分布，使整個腫瘤組織的照射較均勻，可比常規(guī)射野減少危及器官的受量[7]。但是，3D-CRT 僅是照射野與腫瘤靶區(qū)在三維空間上一致, 但并不能保證靶區(qū)表面與內(nèi)部每一處的劑量都相等[6]。

3 調(diào)強(qiáng)適形放射治療

調(diào)強(qiáng)適形放射治療（Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT），在適形的基礎(chǔ)上可以調(diào)節(jié)靶區(qū)內(nèi)部的劑量。其根據(jù)勾畫靶區(qū)及危及器官的劑量要求，通過調(diào)整射線的輸出劑量率，使照射野與靶區(qū)在三維空間上保持一致，并保證靶區(qū)表面與內(nèi)部每一處的劑量都相等，最大程度地提高腫瘤靶區(qū)的劑量，減少周圍正常器官的受量。IMRT 與3D-CRT 相比，不僅使照射野與靶區(qū)在三維空間保持上一致，而且在劑量分布上也有優(yōu)勢，還能通過調(diào)整射野權(quán)重，完成同步推量[8]。IMRT是目前被廣泛應(yīng)用的放療技術(shù)之一。從劑量學(xué)來看，IMRT可提高腫瘤控制率，降低副反應(yīng)。

3.1 調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)分類

3.1.1 靜態(tài)與動態(tài)調(diào)強(qiáng)

靜態(tài)調(diào)強(qiáng)在照射過程中多葉光柵（multi-leave collimators, MLC）靜止不動，易形成劑量冷點和熱點。動態(tài)調(diào)強(qiáng)則是利用多葉光柵不斷運動形成一個可以不斷改變形狀的窗口，當(dāng)射線通過窗口時，其形狀不斷變化滿足強(qiáng)度分布的要求，不易形成劑量冷點和熱點[9]。譚劍鋒等[10]通過比較靜態(tài)與動態(tài)調(diào)強(qiáng)治療宮頸癌得出，動態(tài)調(diào)強(qiáng)的照射劑量更準(zhǔn)確，靶區(qū)劑量均勻性更好，能更好地保護(hù)危及器官，且大大縮短了治療的時間。

3.1.2 容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)

容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)技術(shù)（Volume Modulated Arc Therapy，VMAT）是目前調(diào)強(qiáng)放療中先進(jìn)的技術(shù)之一，在治療過程中加速器機(jī)架的旋轉(zhuǎn)是非勻速的，使其治療劑量率可發(fā)生動態(tài)變化，同時其多葉光柵不斷運動，是動態(tài)調(diào)強(qiáng)與機(jī)架旋轉(zhuǎn)的聯(lián)合，可發(fā)揮最大的治療效能[11]。鄧海軍等[12]研究對比IMRT和VMAT 兩種治療計劃，靶區(qū)的劑量分布無差別，但VMAT計劃能更好的保護(hù)特定危及器官，靶區(qū)適形度和均勻性更佳，且MU 值和治療時間明顯下降。

3.2 調(diào)強(qiáng)放療與圖像引導(dǎo)技術(shù)的結(jié)合

隨著影像設(shè)備的發(fā)展，影像設(shè)備與放療設(shè)備逐漸結(jié)合，形成圖像引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)放射治療（image-guided radiation therapy，IGRT）。IGRT 技術(shù)可以在患者放療前、中、后獲取圖像，然后利用獲取的圖像和定位CT 圖像或數(shù)字重建圖像（DRR）進(jìn)行圖像配準(zhǔn)和融合，根據(jù)兩者的偏差，移動、旋轉(zhuǎn)治療床，盡可能減少擺位誤差，提高放射治療的精度，減少周圍正常組織器官的劑量[13]。

3.2.1 圖像引導(dǎo)設(shè)備。

3.2.1.1 電子射野影像裝置（electronic portal image device, EPID）

EPID 通過在治療前、中、后攝片，與模擬定位片或治療計劃系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)字重建影像進(jìn)行對比，可測量其誤差，驗證患者擺位時照射野的幾何精度[14]。但EPID 也存在如下問題：驗證片是二維平面的顯像、不能立體觀察，而且結(jié)構(gòu)重疊，尤其是看不清軟組織，對等中心位置無法準(zhǔn)確判斷，也不能準(zhǔn)確得知腫瘤在治療中是增大還是減退[15]?，F(xiàn)已被錐形束CT 和滑軌CT 取代。

3.2.1.2 錐形束CT（Cone Beam CT，CBCT）

CBCT 利用X 射線源繞患者旋轉(zhuǎn)一周重建3D 圖像。李平等[16]通過錐形束CT（CBCT）分析宮頸癌調(diào)強(qiáng)放射治療中的擺位誤差發(fā)現(xiàn)每日行CBCT 校正可明顯減少擺位誤差，提高放療精準(zhǔn)性。Yao 等[17]發(fā)現(xiàn)宮頸癌和子宮內(nèi)膜癌術(shù)后患者每日行CBCT 可糾正誤差，顯著降低了小腸，膀胱和股骨頭的最大劑量，具有統(tǒng)計學(xué)意義。但是CBCT 同時也存在一些問題，如無法測量放療過程中腫瘤及周圍正常組織動態(tài)變化的全過程、操作復(fù)雜、耗時較多、價格昂貴、存在圖像配準(zhǔn)誤差等。

3.2.1.3 滑軌CT（CT-on-rail）

滑軌CT 將掃描CT 安裝在加速器的對側(cè)，由軌道連接兩者，兩者共同使用一張治療床，保證患者在獲取掃描圖像時的體位與治療時的體位一致[18]。李瑩瑩等[19]發(fā)現(xiàn)CT-on-rail所測擺位誤差明顯小于EPID 組，使放療靶區(qū)更精準(zhǔn)。

3.2.1.4 磁共振引導(dǎo)的放療（Magnetic Resonance-guided radiotherapy, MRgRT）

與CBCT 相比，MR 引導(dǎo)的圖像引導(dǎo)技術(shù)可以提供更好的解剖學(xué)清晰度，同時減少輻射暴露[20]。MRgRT 在后裝治療的療效已經(jīng)確定，并推薦為首選方式，但在外照射方面研究較少。Boldrini 等[21]對一例晚期宮頸癌行MRgRT 提示MRgRT對于宮頸癌似乎是可行的，并且可以提高治療質(zhì)量。

3.2.2 圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)放療

影像設(shè)備在放射治療中的作用愈發(fā)重要，隨著IGRT 不斷提高和發(fā)展，提出了自適應(yīng)放療（Adaptive Radiation Therapy，ART）[22]。簡單來說，在每次分次治療前利用影像設(shè)備獲得患者的圖像，根據(jù)圖像測量出擺位誤差，連續(xù)測量數(shù)次，根據(jù)測量結(jié)果預(yù)測整個治療過程的擺位誤差，調(diào)整CTV 到PTV 的外擴(kuò)范圍，指導(dǎo)后續(xù)治療[23,24]。van de Schoot AJAJ 等[25]對比自適應(yīng)性與非自適應(yīng)性放療，結(jié)果顯示，非自適應(yīng)放療每日CTV覆蓋率不足每日部分的17%，自適應(yīng)性放療可將CTV 覆蓋率提高至98%，并顯著降低直腸的受量。

3.2.3 圖像引導(dǎo)的四維放療與實時跟蹤治療技術(shù)

由于腫瘤靶區(qū)及危及器官會隨著時間變化，考慮到時間的影響，圖像引導(dǎo)技術(shù)由三維走向四維。四維圖像引導(dǎo)技術(shù)在圖像采集、計劃設(shè)計和治療實施的全過程中考慮到靶區(qū)及危及器官的體積和空間位置跟隨時間的變化，可以較好的保證靶區(qū)接受到足夠的處方劑量[26]。但是人的每次呼吸并不是完全重復(fù)的，每個呼吸周期之間都有一定的差別，會引起靶區(qū)及危及器官運動的不一致；而且在治療時，患者可能會發(fā)生不自主的運動，這些都會導(dǎo)致治療時的靶區(qū)以及周圍危及器官的運動與影像定位時產(chǎn)生差異，較難保證靶區(qū)劑量。實時跟蹤治療技術(shù)較好解決了這一問題，可以實時地測量、跟蹤這些不能提前預(yù)測的運動[27]。Lee 等[28]對肝癌和肺癌患者進(jìn)行呼吸引導(dǎo)4DRT 與自由呼吸狀態(tài)下的三維放療對比，4DRT 中正常肝體積及肺組織接受的照射劑量明顯低于三維放療，差異具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義?？梢?，四維放療可明確減少正常組織的劑量。

4 螺旋斷層放療

螺旋斷層放療（Helical Therapy,HT）將直線加速器與CT相融合，實現(xiàn)360°聚焦，可以同時治療多個及任意部位、大小、形態(tài)的腫瘤[29]。螺旋CT 比錐形束CT 的成像質(zhì)量更高，成像精度高達(dá)±0.1mm，遠(yuǎn)高于常規(guī)加速器。每次治療時，放療醫(yī)師可通過CT 掃描獲得的兆伏級圖像觀察到腫瘤劑量分布和腫瘤變化，并可及時調(diào)整治療計劃，從而使治療計劃、患者擺位和治療過程融為一體。Chitapanarux 等[30]在20 例ⅡB～ⅢB 的宮頸癌患者中對比靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放療計劃和HT 計劃，比較二者的計劃靶區(qū)（PTV）參數(shù)、臨床靶區(qū)（CTV）參數(shù)及危及器官（OARs）劑量，發(fā)現(xiàn)HT 的CTV 中98%靶體積接受的劑量（D98）、平均劑量（Dmean）更接近于處方劑量，HT的PTV 參數(shù)（D5、D50、D95）均明顯優(yōu)于靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放療計劃，HT 計劃中OARs 如膀胱、直腸的D2 和D50 劑量顯著低于靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放療計劃，P＜0.001。劉娟等[31]研究發(fā)現(xiàn)HT 計劃的平均劑量，均勻指數(shù)，危機(jī)器官的受照量均明顯優(yōu)于IMRT 計劃，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

5 重離子放療

隨著對不同射線認(rèn)識的提高，人們發(fā)現(xiàn)重離子與一般光子相比，擁有獨特優(yōu)勢。重離子在進(jìn)入人體后，由于其初始能量很大，可以很快地穿過組織器官，能量損失較少，同時在離子的高速運動區(qū)會形成一個能量相對較低的區(qū)域；隨著離子的徑跡增大，運動速度逐漸減慢，在接近零時，能量大量釋放，會形成一個陡峭的劑量高峰，即布拉格峰（腫瘤靶區(qū)的劑量急劇升高，其周圍正常組織劑量很低）。重離子對腫瘤細(xì)胞的殺傷作用不依賴細(xì)胞周期和氧濃度，與一般的光子相比，重離子照射對DNA 造成的損傷更難修復(fù)，同時，對一般光子放射不敏感的腫瘤細(xì)胞也對其較為敏感[32]。但是重離子治療設(shè)備的運行、維護(hù)費用高昂，未能在臨床大面積開展。

6 總結(jié)

從普通放療到精準(zhǔn)放療，我們的目標(biāo)始終是提高腫瘤靶區(qū)劑量和腫瘤控制率，降低正常組織、器官的受照劑量及體積，減少放療副反應(yīng)或并發(fā)癥，這使得放療技術(shù)得到了極大地提升。目前放療技術(shù)和與其配套的影像設(shè)備發(fā)展很快，新技術(shù)、新設(shè)備層出不窮，包括PET-CT/MRI 等。但目前各種放療技術(shù)與影像設(shè)備之間沒有很好的結(jié)合，病人的生存率并沒有得到明顯提高。所以如何將各種先進(jìn)技術(shù)真正結(jié)合起來，實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，讓放療技術(shù)更加精準(zhǔn)化，成為我們努力的方向。