影像學(xué)技術(shù)在圖像引導(dǎo)宮頸癌近距離放射治療中的應(yīng)用

黎敏 冉立， 綜述 常建英 審校

宮頸癌是最常見(jiàn)的女性生殖系統(tǒng)惡性腫瘤，放療是宮頸癌的主要治療方法之一，腔內(nèi)近距離放射治療(Brachytherapy，BT)是宮頸癌患者的一種高度準(zhǔn)確和可靠的治療選擇，它從基于二維的點(diǎn)劑量測(cè)定發(fā)展到基于三維的體積計(jì)劃[1]?；赬線的二維放射治療計(jì)劃不能顯示腫瘤組織，在根據(jù)腫瘤體積和患者解剖調(diào)整劑量分布方面沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，導(dǎo)致一些患者潛在的治療不足或過(guò)度治療[2]。宮頸癌圖像引導(dǎo)的近距離放射治療(Image guided brachytherapy，IGBT)可以顯著提高對(duì)高危臨床靶區(qū)(High risk clinical target volume，HR-CTV)和危及器官(Organ at risk，OAR)的可視化，提高靶區(qū)覆蓋，降低危及器官的受照量，從而提高腫瘤局部控制率并減少放療副反應(yīng)[3]。近距離放射治療計(jì)劃的最佳影像模式取決于要治療的部位以及施源器的幾何形狀和材料，成像設(shè)備的可用性也是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題[4]。

1 單純腔內(nèi)近距離治療

1.1 MRI

宮頸癌的影像引導(dǎo)的近距離放射治療中，MRI是首選的影像方式，它的優(yōu)點(diǎn)就是在軟組織分辨率高、多維成像、無(wú)電離輻射。在宮頸癌及陰道癌中，MRI有利于評(píng)估宮旁、陰道、宮體、膀胱、直腸、乙狀結(jié)腸受侵情況。歐洲放射治療和腫瘤學(xué)協(xié)會(huì)的婦科工作組(GEC-ESTRO)強(qiáng)調(diào)了MRI在基于3D圖像的宮頸癌BT中的關(guān)鍵作用，盆腔T2加權(quán)像是顯示腫瘤和危及器官的金標(biāo)準(zhǔn)[5]。

施源器重建是具有挑戰(zhàn)性的，用于MRI的虛擬源的可用性是有限的，而且使用鈦施源器可能會(huì)出現(xiàn)圖像偽影。MRI序列的選擇對(duì)于施源器的最佳可視化至關(guān)重要，建議使用小層厚(≤5 mm)的準(zhǔn)橫向成像，或者可選擇具有各向同性體素大小的3D MRI序列。使用MRI兼容的新型模板Benidorm治療提供了MRI體積定義的優(yōu)勢(shì)，并且允許定義較小的體積，與基于CT的Martinez會(huì)陰通用間質(zhì)模板(MUPIT)治療相比，可顯著降低直腸毒性[6]。觀察者間靶區(qū)勾畫的不確定性對(duì)宮頸癌近距離放射治療的劑量學(xué)也有差異[7]，與CT相比，MRI的觀察者間差異性更小，MRI圖像勾畫的臨床靶區(qū)顯示的CTV體積更小、更一致[8]，這意味著使用MRI放療后劑量測(cè)定將使數(shù)據(jù)質(zhì)量更高，以后可以用來(lái)建立劑量效應(yīng)關(guān)系。

使用MRI引導(dǎo)的IGBT已經(jīng)發(fā)展并日益流行，基于MRI的靶體積定義和劑量?jī)?yōu)化導(dǎo)致了降低毒副作用的臨床結(jié)果的改善[9]。在局部晚期宮頸癌患者中，MRI引導(dǎo)的三維近距離放療的2年局部控制率可高達(dá)96%[10]。子宮體深度浸潤(rùn)、體重指數(shù)低、宮頸附近有腸環(huán)、FIGO Ⅲ～ⅣA期的宮頸癌患者從基于MRI的BT計(jì)劃中獲益最多[11]。對(duì)于MRI診斷時(shí)腫瘤≥5 cm和宮旁侵犯的患者以及BMI較高的患者，我們推薦基于MRI的近距離放射治療計(jì)劃[12]。

近年來(lái)，放療已進(jìn)入精確的個(gè)體化治療時(shí)代，對(duì)靶區(qū)的精確勾畫是影響放療療效最關(guān)鍵因素之一，GEC-ESTRO建議使用MRI作為宮頸癌影像標(biāo)準(zhǔn)[5]。盡管MRI是圖像引導(dǎo)宮頸癌三維近距離治療的金標(biāo)準(zhǔn)，其地位是毋庸置疑的，但其空間分辨率不及CT，成像時(shí)不能攜帶金屬定位，且定位時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用高昂，需要特殊施源器，而我國(guó)目前普遍使用的施源器，包括三腔管及插植針多為金屬，均不適合采用MRI定位。由于經(jīng)濟(jì)、實(shí)用性等原因，目前我國(guó)各大醫(yī)院及放療中心多配備CT定位機(jī)，而且在很多國(guó)家和地區(qū)仍普遍使用CT作為宮頸癌近距離治療定位[13]。

1.2 CT

盡管MRI現(xiàn)在被認(rèn)為是基于3D圖像的治療計(jì)劃的參考標(biāo)準(zhǔn)，但在近距離放射治療時(shí)獲得MRI掃描較困難、昂貴和耗時(shí)。相比之下，CT掃描往往容易獲得，更易識(shí)別施加器、源和源路徑，而且成本更低。在宮頸癌的BT計(jì)劃中，CT的使用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MRI的使用率[14]。

與傳統(tǒng)的二維技術(shù)相比，基于CT的三維近距離放射治療可以優(yōu)化靶區(qū)覆蓋，減少對(duì)OAR的劑量，明顯改善宮頸癌患者的預(yù)后[15]。Imano等[16]研究顯示基于CT的IGBT治療的患者具有良好的局部控制率和較少的直腸并發(fā)癥發(fā)生率。但CT在評(píng)估腫瘤與子宮頸和子宮的邊界以及宮旁浸潤(rùn)方面的作用有限。比較CT和MRI上靶體積和直徑的研究顯示，CT高估了體積和寬度[17]，低估了子宮的高度[18]。如果只有CT信息，HR-CTV高度可能至少包含子宮高度的2/3[17]。CT計(jì)劃可能影響HR-CTV或增加OAR劑量，從而降低局部控制或增加治療毒性[19]。單純基于CT的HR-CTV的劑量參數(shù)低于基于MRI的HR-CTV的劑量參數(shù)，建議至少需要一次近距離放射治療前或近距離治療時(shí)的MRI結(jié)果結(jié)合婦科檢查來(lái)評(píng)估腫瘤的范圍，提高目標(biāo)描繪精度，從而有助于提高在近距離放射治療時(shí)對(duì)成像設(shè)施訪問(wèn)受限的情況下的劑量?jī)?yōu)化的準(zhǔn)確性[20]。

1.3 CT-MRI

雖然CT仍然是最常用的方式，但許多中心已經(jīng)采用MRI進(jìn)行至少一次近距離放射治療。當(dāng)MRI檢查限制IGBT的實(shí)施時(shí)，CT/MRI圖像融合的IGBT在局部晚期宮頸癌中提供了另一種方法，Choong等[21]一項(xiàng)研究基于CT/MRI的方法和單純MRI進(jìn)行IGBT的劑量學(xué)比較，以及它對(duì)長(zhǎng)期臨床結(jié)果和主要毒性的影響。結(jié)果顯示CT/MRI組方法中位隨訪時(shí)間為41個(gè)月(范圍23～71個(gè)月)，3年局控率、無(wú)進(jìn)展生存率和總生存率分別為92.6%、78.8%和77.7%，而單純MRI方法分別為92.2%、66.3%和69.6%。兩組的劑量學(xué)結(jié)果和晚期毒性發(fā)生率相當(dāng)。研究認(rèn)為當(dāng)MRI檢查限制IGBT的實(shí)施時(shí)，CT/MRI圖像引導(dǎo)的IGBT在局部晚期宮頸癌中提供了另一種方法。MRI和MRI/CT的HR-CTV劑量相似，顯著高于CT獲得的HR-CTV劑量，CT獲得的HR-CTV平均體積、寬度和高度被高估。至于OAR，三種方法沒(méi)有明顯區(qū)別。MRI和CT聯(lián)合應(yīng)用是宮頸癌高劑量率(High dose rate，HDR)后裝治療的一種安全的替代方法。該技術(shù)提供了與基于MRI的計(jì)劃相當(dāng)?shù)膭┝繉W(xué)結(jié)果，同時(shí)更具成本效益[22]。放療前MRI有助于選擇合適的宮頸癌近距離放射治療，減少不恰當(dāng)?shù)慕嚯x放射治療導(dǎo)致局部控制不佳的可能性[23]。利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施基于3D圖像的宮頸癌BT放療計(jì)劃，MRI和CT圖像的組合提供了相似和充分的HR-CTV覆蓋，同時(shí)滿足GEC-ESTRO推薦的OAR劑量限制。在大多數(shù)患者中，基于MRI/CT的宮頸癌BT三維放療使HR-CTV劑量處方更加個(gè)性化[24]。MRI對(duì)相關(guān)的HR-CTV和OAR提供了良好的解剖學(xué)描述，并且在劑量參數(shù)分析方面比CT有更好的表現(xiàn)。至少需要一張MRI圖像來(lái)評(píng)估腫瘤的范圍，臨床結(jié)果和MRI信息有助于更準(zhǔn)確的基于CT的輪廓繪制[25]。

1.4 PET

雖然MRI改變了宮頸癌的治療計(jì)劃，但將PET成像與MRI相結(jié)合用于近距離治療的探索越來(lái)越多[26]。一些研究小組研究了原發(fā)性腫瘤的(18F)氟脫氧葡萄糖(FDG)正電子發(fā)射斷層掃描(PET)是否可以作為宮頸癌預(yù)后的指標(biāo)，結(jié)果表明，高標(biāo)準(zhǔn)化攝取值加上淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移可能與預(yù)后不良有關(guān)[27]。然而，圣路易斯華盛頓大學(xué)的研究小組已經(jīng)發(fā)表了一些研究，其中FDG-PET用于定位宮頸癌近距離放射治療的目標(biāo)體積，該研究比較常規(guī)二維X線計(jì)劃和三維FDG-PET治療計(jì)劃，認(rèn)為FDG-PET是一種可行、準(zhǔn)確的宮頸癌治療計(jì)劃方法[28]。在另一項(xiàng)研究中，對(duì)47例宮頸癌患者的MRI和FDG-PET定義的大體腫瘤體積進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)MRI和FDG-PET腫瘤體積相似，但位置不同，特別是對(duì)于<14 cm3的腫瘤[29]。有人建議，進(jìn)一步改進(jìn)這兩種成像技術(shù)可以減少觀察到的差異[30]。

20%的局部晚期宮頸癌患者接受基于圖像的近距離放射治療后PET/CT反應(yīng)不完全，磁共振彌散加權(quán)成像(DW-MRI)的整合有助于準(zhǔn)確識(shí)別有持續(xù)性疾病風(fēng)險(xiǎn)和較差預(yù)后的患者，DW-MRI這種方式可能允許PET-CT不完全代謝反應(yīng)率患者更早地進(jìn)行評(píng)估和搶救治療[31]。MRI和PET在近距離放射治療前的預(yù)后價(jià)值使得有可能考慮個(gè)性化近距離放射治療的劑量，向真正需要的患者建議劑量遞增，并可能在預(yù)后非常好的患者中考慮降級(jí)策略。然而，經(jīng)濟(jì)因素也在一定程度上影響了PET和MRI聯(lián)合應(yīng)用于宮頸癌放射治療，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)證實(shí)這一方法[32]。

1.5 超聲

雖然MRI是宮頸癌IGBT的金標(biāo)準(zhǔn)，但大多數(shù)IGBT仍然是由CT引導(dǎo)的，同時(shí)CT似乎高估了靶區(qū)的清晰度，而Schmid等[33]探索了三維經(jīng)直腸超聲(3DTAUS)在宮頸癌近距離放射治療中的應(yīng)用，并證明了它在定義HR-CTV的維度方面不遜于T2加權(quán)MRI。與基于CT的計(jì)劃相比，在CT中加入3DTAUS可使治療計(jì)劃更接近于MRI的計(jì)劃。它的使用減少了通常在CT上觀察到的HR-CTV體積的高估，提高了靶區(qū)體積的覆蓋范圍，同時(shí)減少了OAR劑量[34]。在宮頸癌IGBT中，在診斷時(shí)使用MRI和實(shí)時(shí)TRUS信息來(lái)描述基于CT的靶點(diǎn)和OAR似乎與基于MRI的金標(biāo)準(zhǔn)方法具有可比性[35]。

然而，3DTAUS近距離治療計(jì)劃要求目標(biāo)體積和施源器都要有高精度的識(shí)別。施源器的重建是具有挑戰(zhàn)性的，以可接受的精度重建施源器僅適用于20%的患者[36]。因此，需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)硬件、軟件和操作程序來(lái)提高圖像質(zhì)量，以便能夠以足夠的精度描繪目標(biāo)并重建施源器。第三種新的選擇是直接將探頭放入宮內(nèi)通道，這種方法被稱為經(jīng)宮頸內(nèi)鏡造影術(shù)[37]，但到目前為止，臨床經(jīng)驗(yàn)仍有限[38]。

2組織間插植近距離放療(Interstitialbrachytherapy，ISBT)

ISBT常用于不能用單純腔內(nèi)治療的巨大子宮內(nèi)膜癌或?qū)m頸癌，ISBT的一個(gè)現(xiàn)代趨勢(shì)是利用具有高劑量率(HDR)后裝機(jī)的磁共振成像進(jìn)行基于適形3D圖像的治療[39]。Fokdal等[40]發(fā)現(xiàn)與單純腔內(nèi)放療相比，系統(tǒng)地使用腔內(nèi)放療聯(lián)合插值使3年局部控制率提高了10%。基于CT和MRI的計(jì)劃在HR-CTV或OAR劑量方面沒(méi)有顯著差異，當(dāng)MRI兼容施源器設(shè)備不可用時(shí)，利用現(xiàn)有資源治療晚期宮頸癌的ISBT是可行的[41]。

在宮頸癌宮旁近距離放療中，超聲能準(zhǔn)確確定宮旁植入針的位置，在MRI上已有應(yīng)用，可為晚期宮頸癌宮旁近距離放療提供輔助[42]。宮頸癌近距離放射治療插值術(shù)中實(shí)時(shí)超聲引導(dǎo)可能有助于降低子宮穿孔率，從而增加近距離放射治療的使用率，減少局部失敗風(fēng)險(xiǎn)[43]。

3 小結(jié)與展望

圖像引導(dǎo)放射治療IGBT是一種很有前途的放射治療技術(shù)，可以提高宮頸癌患者的局部控制率，降低并發(fā)癥發(fā)生率?，F(xiàn)代影像在近距離放射治療計(jì)劃過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，能夠提供3D信息，并能夠根據(jù)目標(biāo)體積定制劑量分布，從而控制向目標(biāo)體積周圍的危險(xiǎn)器官和健康組織輸送的劑量。最佳成像模式應(yīng)以高精度再現(xiàn)施加器/源的解剖和定位。通常，CT是重建施源器的最佳方式，而MRI則更適合于靶區(qū)勾畫。大多數(shù)中心在放療定位時(shí)確實(shí)很容易獲得CT，并在超聲引導(dǎo)下能夠獲得足夠的精度描繪目標(biāo)并重建施源器，而應(yīng)用MRI和PET定位較少，所以多個(gè)圖像模態(tài)的組合也是一種好的解決方案。