先进放疗设备在肿瘤治疗中的应用
【文献标识码】 A 【文章编号】 1726-7587(2003)11-0990-02
随着科学技术的飞速发展，放射治疗已经进入了一个令人振奋的时代———三维适形调强治疗(Three Dimensional conformal radiation therapy，3DCRT)时代。利用先进的科学技术设备，在提高对肿瘤杀伤效应的同时，减少正常组织的损伤，即提高肿瘤放疗的治疗比(TGF)。实现这一过程有赖于先进的放疗和影像设备的应用。随着影像学的发展如PET、fMRI、MRS，分子显像，基因显像等，放射治疗将个体化 [1] 。肿瘤放射生物学研究如时间-剂量，放射效应预测指标，放射增敏剂，放射防护剂特别是放射治疗与化疗的综合治疗都将提高恶性肿瘤患者的生存率及生存质量 [2] 。
肿瘤的主体形态是不规则的，而且往往与周围正常组织相互交错。理想的放射治疗是放射线只照射肿瘤，而不照射其周围的正常组织，保护重要器官和组织不受或少受照射。这种高要求的设备目前不存在 [3] ，但可利用现有的多种先进设备的优越性，接近这种要求，提高肿瘤治疗的控制率、有效率以至治愈率，降低发生率、转移率及死亡率是完全可以做到的。放射治疗技术正在经历一场革命，这场革命可与当年兆伏级医用直线加速器开始使用所引起的技术革命相比 [4] 。CT、MRI、PET-CT这样的影像技术提供了肿瘤病人的解剖学和分子生物学模式。通过联网采集这些影像数据制定出三维适形调强放疗计划，通过计算机控制的多叶准直器与射束强度的调制产生精确的剂量分布形状。达到最佳的治疗效果，提高肿瘤患者的生存质量。
, http://www.100md.com
一个理想的放射治疗计划，要求对肿瘤有最大的控制率和对周围正常组织产生较小并发症。适形调强和逆向设计的放射治疗计划能更好的达到这一目的。调强放疗是新世纪之交放疗技术发展的一个热点。所谓调强，即把射野内均匀输出剂量率变成所需要的非均匀输出剂量率 [4] 。从放射生物学角度出发，肿瘤体内干细胞的分布是不均匀的，其位置也不确定，通过利用PET-CT的高分辨率分子影像学，分辨出肿瘤体内的不均匀性，这就充分体现了调强放疗 的优越性，提高了肿瘤放射治疗的控制率和生存率。
逆向设计是根据医生所确定的目标和剂量分布要求，包括靶区剂量和相邻危险器官保护剂量作为出发点，委托给智能化的计算机，得出一个可执行的优化照射方案。逆向设计和调强放射技术相结合可用于治疗复杂情况和凹陷形状的肿瘤。
先进的计算机影像设备如CT、MRI、PET-CT等在肿瘤的诊断和边界的确定上为3DCIMRT执行奠定了基础。PET-CT融合扫描系统是新近问世的又一种先进的影像诊断系统。它通过融合多层螺旋CT(multi-detector row helical CT)扫描技术和正电子发射断层系统(position emission toˉmography，PET)技术，将其整合在一个系统之中 [5] 。一次检查完成两次扫描，通过图像重建融合技术形成一幅幅叠加的PET-CT整合图像。它具有多层螺旋CT高空间分辨率，图像显示解剖结构清晰的特点，弥补了PET图像分辨率的不足。同时，具有PET的功能成像，灌注成像及时间代谢四维成像的优势，提高了多层螺旋CT的诊断价值，尤其是对肿瘤性疾病的诊断价值。PET-CT用于临床解剖-功能三维重建，获得全身三维融合影像，由解剖人走向功能人 [6] 。
, 百拇医药
当今科学技术的发展，放射治疗的医疗技术水平已大为改善，但仍有一些不足之处影响放射治疗质量的提高。只有充分综合利用现有先进设备的优势，才能最大限度的降低影响治疗效果的瓶颈 [7] 。现以我院肿瘤放射治疗中心工作为例来说明合理利用先进的设备，对以前制约放射治疗的一些技术问题有很大改善:(1)放疗的正确性和重复性不够好:通过治疗系统与治疗计划系统联网，实现了整个治疗过程的自身控制和双向对比校验，大大提高治疗的准确性和重复性。(2)肿瘤边界认定的困难:利用PET-CT独特的分子代谢诊断方法确定肿瘤边界，PET-CT融合扫描系统可清晰地显示肿瘤形态、大小和结构。提高了判断临床灶和亚临床灶的准确性。(3)呼吸门控技术可以避免治疗过程中因呼吸运动造成的病灶位移误差，避免漏照或偏移，逆向设计也可对上述问题很好的解决。(4)PET-CT不仅可用于疾病的诊断，也是癌症患者治疗计划和治疗监控阶段的一个杰出工具。先进设备相结合应用如:MRI、SPECT、PET-CT与诺力刀配合使用可大大提高肿瘤组织受量，保护重要器官和周围正常组织不受或少受照射。最大程度的体现了放射治疗四项原则 [8] 。
, 百拇医药
由于个体差异和肿瘤本身的复杂性，常常与一些正常组织和器官非常接近或互相交织。虽然利用设备优势得以很好的提高疗效，但仍有些问题需要解决:(1)IMRT计划设计和验证的复杂性及IMRT放疗的工作效果不够高。(2)放疗质量控制(QC)和保证(QA)制度不健全。(3)进入3DCRT和IMRT时代的放射生物学如何确定肿瘤控制的最佳分割剂量、总剂量和时间因素;如何确定正常组织的放射耐受剂量。(4)理想的高剂量立体分布和肿瘤的立体形态相适合，但肿瘤异质性的生物因素未加考虑，现阶段可通过利用不同的源射线加以解决。对某些适合的肿瘤，利用中子源可达到很好的生物效应，扩大治疗的病种 [9] 。
解决上述问题有赖于对肿瘤临床、放射物理和放射生物的进一步研究，也要充分发挥和有效利用现有肿瘤的诊治设备，只有这样才能使放疗质量达到更高的水平，有效的提高肿瘤患者的生存质量。
参考文献
1 陈光耀.放射性诊断和治疗学在中国大陆和台湾的发展史.放射治疗与肿瘤学，1995，2:1-10.
, 百拇医药
2 Parker RG.Radiation-induced cancer as a factor in clinical decision making.Int J Radiat Oncol Biol Phys，1990，18:993-1000.
3 蒋国梁.三维适形放疗和调强放疗.肿瘤，2003，23:4.
4 张志红.肿瘤放射物理学进展.北京:北京医科大学出版社，2002，108.
5 Hany TF，Steinert HC，Goerres GW，et al.PET diagnostic accuracy:Imˉprovement with in-line PET-CT system:Initial result.Radiology，2002，225:575.
6 Comtat C，kinahan PE，Fessler JA，et al.Clinically feasible reconstrucˉtion of3D whole-body PET-CT data using blurred anatomical labels.Phy Med Biol，2002，47:1.
, 百拇医药
7 Sailer SL，Rosenman JG.The tetrad and hexad:Maximum beam separaˉtion as astarting point for non-coplanar3D treatment planning:Prostate cancer as a test case.Int J Radiat Oncol Biol Phys，1994，30:439-446.
8 Yu CX.Intensity modulated arc therapy:A new method for delivering conformal radiation therapy.Phy Med Biol，1995，40:1435-1449.
9 Webb S.A note on the problem of isotropically orienting N vectors in space
with application to radiotherapy planning.Phys Med Biol，1995，40:945-954.
作者单位:150088哈尔滨黑龙江省第二肿瘤医院放射治疗中心
(收稿日期:2003-11-03)
(编辑 李年令), 百拇医药(陈川)
随着科学技术的飞速发展，放射治疗已经进入了一个令人振奋的时代———三维适形调强治疗(Three Dimensional conformal radiation therapy，3DCRT)时代。利用先进的科学技术设备，在提高对肿瘤杀伤效应的同时，减少正常组织的损伤，即提高肿瘤放疗的治疗比(TGF)。实现这一过程有赖于先进的放疗和影像设备的应用。随着影像学的发展如PET、fMRI、MRS，分子显像，基因显像等，放射治疗将个体化 [1] 。肿瘤放射生物学研究如时间-剂量，放射效应预测指标，放射增敏剂，放射防护剂特别是放射治疗与化疗的综合治疗都将提高恶性肿瘤患者的生存率及生存质量 [2] 。
肿瘤的主体形态是不规则的，而且往往与周围正常组织相互交错。理想的放射治疗是放射线只照射肿瘤，而不照射其周围的正常组织，保护重要器官和组织不受或少受照射。这种高要求的设备目前不存在 [3] ，但可利用现有的多种先进设备的优越性，接近这种要求，提高肿瘤治疗的控制率、有效率以至治愈率，降低发生率、转移率及死亡率是完全可以做到的。放射治疗技术正在经历一场革命，这场革命可与当年兆伏级医用直线加速器开始使用所引起的技术革命相比 [4] 。CT、MRI、PET-CT这样的影像技术提供了肿瘤病人的解剖学和分子生物学模式。通过联网采集这些影像数据制定出三维适形调强放疗计划，通过计算机控制的多叶准直器与射束强度的调制产生精确的剂量分布形状。达到最佳的治疗效果，提高肿瘤患者的生存质量。
, http://www.100md.com
一个理想的放射治疗计划，要求对肿瘤有最大的控制率和对周围正常组织产生较小并发症。适形调强和逆向设计的放射治疗计划能更好的达到这一目的。调强放疗是新世纪之交放疗技术发展的一个热点。所谓调强，即把射野内均匀输出剂量率变成所需要的非均匀输出剂量率 [4] 。从放射生物学角度出发，肿瘤体内干细胞的分布是不均匀的，其位置也不确定，通过利用PET-CT的高分辨率分子影像学，分辨出肿瘤体内的不均匀性，这就充分体现了调强放疗 的优越性，提高了肿瘤放射治疗的控制率和生存率。
逆向设计是根据医生所确定的目标和剂量分布要求，包括靶区剂量和相邻危险器官保护剂量作为出发点，委托给智能化的计算机，得出一个可执行的优化照射方案。逆向设计和调强放射技术相结合可用于治疗复杂情况和凹陷形状的肿瘤。
先进的计算机影像设备如CT、MRI、PET-CT等在肿瘤的诊断和边界的确定上为3DCIMRT执行奠定了基础。PET-CT融合扫描系统是新近问世的又一种先进的影像诊断系统。它通过融合多层螺旋CT(multi-detector row helical CT)扫描技术和正电子发射断层系统(position emission toˉmography，PET)技术，将其整合在一个系统之中 [5] 。一次检查完成两次扫描，通过图像重建融合技术形成一幅幅叠加的PET-CT整合图像。它具有多层螺旋CT高空间分辨率，图像显示解剖结构清晰的特点，弥补了PET图像分辨率的不足。同时，具有PET的功能成像，灌注成像及时间代谢四维成像的优势，提高了多层螺旋CT的诊断价值，尤其是对肿瘤性疾病的诊断价值。PET-CT用于临床解剖-功能三维重建，获得全身三维融合影像，由解剖人走向功能人 [6] 。
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当今科学技术的发展，放射治疗的医疗技术水平已大为改善，但仍有一些不足之处影响放射治疗质量的提高。只有充分综合利用现有先进设备的优势，才能最大限度的降低影响治疗效果的瓶颈 [7] 。现以我院肿瘤放射治疗中心工作为例来说明合理利用先进的设备，对以前制约放射治疗的一些技术问题有很大改善:(1)放疗的正确性和重复性不够好:通过治疗系统与治疗计划系统联网，实现了整个治疗过程的自身控制和双向对比校验，大大提高治疗的准确性和重复性。(2)肿瘤边界认定的困难:利用PET-CT独特的分子代谢诊断方法确定肿瘤边界，PET-CT融合扫描系统可清晰地显示肿瘤形态、大小和结构。提高了判断临床灶和亚临床灶的准确性。(3)呼吸门控技术可以避免治疗过程中因呼吸运动造成的病灶位移误差，避免漏照或偏移，逆向设计也可对上述问题很好的解决。(4)PET-CT不仅可用于疾病的诊断，也是癌症患者治疗计划和治疗监控阶段的一个杰出工具。先进设备相结合应用如:MRI、SPECT、PET-CT与诺力刀配合使用可大大提高肿瘤组织受量，保护重要器官和周围正常组织不受或少受照射。最大程度的体现了放射治疗四项原则 [8] 。
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由于个体差异和肿瘤本身的复杂性，常常与一些正常组织和器官非常接近或互相交织。虽然利用设备优势得以很好的提高疗效，但仍有些问题需要解决:(1)IMRT计划设计和验证的复杂性及IMRT放疗的工作效果不够高。(2)放疗质量控制(QC)和保证(QA)制度不健全。(3)进入3DCRT和IMRT时代的放射生物学如何确定肿瘤控制的最佳分割剂量、总剂量和时间因素;如何确定正常组织的放射耐受剂量。(4)理想的高剂量立体分布和肿瘤的立体形态相适合，但肿瘤异质性的生物因素未加考虑，现阶段可通过利用不同的源射线加以解决。对某些适合的肿瘤，利用中子源可达到很好的生物效应，扩大治疗的病种 [9] 。
解决上述问题有赖于对肿瘤临床、放射物理和放射生物的进一步研究，也要充分发挥和有效利用现有肿瘤的诊治设备，只有这样才能使放疗质量达到更高的水平，有效的提高肿瘤患者的生存质量。
参考文献
1 陈光耀.放射性诊断和治疗学在中国大陆和台湾的发展史.放射治疗与肿瘤学，1995，2:1-10.
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2 Parker RG.Radiation-induced cancer as a factor in clinical decision making.Int J Radiat Oncol Biol Phys，1990，18:993-1000.
3 蒋国梁.三维适形放疗和调强放疗.肿瘤，2003，23:4.
4 张志红.肿瘤放射物理学进展.北京:北京医科大学出版社，2002，108.
5 Hany TF，Steinert HC，Goerres GW，et al.PET diagnostic accuracy:Imˉprovement with in-line PET-CT system:Initial result.Radiology，2002，225:575.
6 Comtat C，kinahan PE，Fessler JA，et al.Clinically feasible reconstrucˉtion of3D whole-body PET-CT data using blurred anatomical labels.Phy Med Biol，2002，47:1.
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7 Sailer SL，Rosenman JG.The tetrad and hexad:Maximum beam separaˉtion as astarting point for non-coplanar3D treatment planning:Prostate cancer as a test case.Int J Radiat Oncol Biol Phys，1994，30:439-446.
8 Yu CX.Intensity modulated arc therapy:A new method for delivering conformal radiation therapy.Phy Med Biol，1995，40:1435-1449.
9 Webb S.A note on the problem of isotropically orienting N vectors in space
with application to radiotherapy planning.Phys Med Biol，1995，40:945-954.
作者单位:150088哈尔滨黑龙江省第二肿瘤医院放射治疗中心
(收稿日期:2003-11-03)
(编辑 李年令), 百拇医药(陈川)