食管癌精确放疗的临床应用及影像学变化

【摘要】  目的 剖析T2000-ROT食管癌准确定位系统的临床应用状况及食管癌放疗后的影像学改动。办法 采用带有N形标志柱的体部框架，内加真空负压垫。对病人身体停止固定和反复固定，服稀钡或泛影葡胺造影后，以3 mm或5 mm层厚停止CT断层扫描，将病人图像数据传输到3DTPS，经过CT图像信息以及标志点，计算出肿瘤的三维坐标。依据现有的长方形旋转映照野剂量模型，计算某一映照计划下体模中恣意一点的剂量值及横断面上的等剂量散布。应用直线加速器对病人施行治疗。结果 应用该系统治疗160例经CR或CT确诊并经病理证明为食管癌病人，有效研讨病例114例，治疗后1年和3年部分控制率为96.5%和86.8%；经CT或CR检查病变消逝食管恢复正常者分别为75%和75.4%，管壁显现生硬爬动削弱者为22.5%和11.4%；部分复发为2.5%和13.2%。结论 T2000-ROT食管癌准确放疗系统，定位准确，可以使高剂量区平均精确散布于病灶及亚临床灶区，杀灭肿瘤病灶使食管恢复正常形态和功用，有效进步部分控制率。

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【关键词】  食管癌；准确定位；剂量模型；影像学改动；部分控制率

　Clinical application and imaging change of T2000-ROT accurate location system for esophageal carcinoma

    WU Xiu-jun,WU Xi-shi,HAO Chuan-guo,et al.Imaging Department of  Laiwu Steal Factory Hospital,Laiwa 271126,China

    ［Abstract］  Objective  To analyze the clinical application of T2000-ROT accurate location system for esophageal carcinoma and the imaging changing of it.Methods   The body frame structure with “N” pole signed is adopted and added a vacuum pad inwards.Later the patient was fixed and reaffixed in the phantom,then was imaged by 3 mm or 5 mm CT after the patient swallowed BaSO4 or diatrizoate meglumine angiografin.The image was sent to 3-D TPS by net.Based on the CT image and markers,the 3-D coordinate of carcinoma is calculated.According to current dose model of radiation field,any spot dose and any dimensional dose distribution are calculated in the phantom when a radiation scheme is given.The patient is treated by the linear accelerator.Results  There were 160 patients who were confirmed suffering from esophageal carcinoma by CR or CT,114 cases were  available.The local control rate was 96.5% in a year and 86.8% in three years when the patient was treated by this system.75% were comeback in one year,the focus disappeared in the CR or CT image and there were 75.4% in three years.Esophagus ankylosis alleviated respectively 22.5% and 11.4%.Local recrudescent were 2.5% and 13.2%.Conclusion  T2000-ROT accurate location system of esophageal carcinoma is an accurate location devise.It can make the dose accurately contributed to clinical target and sub-clinical target.And it advances the local control ratio.

    ［Key words］  esophageal carcinoma;accuracy location;dose model;imaging change;local control ratio

    随着放射物理、放射生物、计算机技术、医学影像技术等相关科学的迅猛开展，平面定向放射治疗技术在临床上得到了普遍的应用并获得了令人称心的效果。该技术能够使高剂量区剂量散布的外形在三维方向上与靶区的实践外形相分歧，给肿瘤致使死剂量，维护肿瘤四周的正常组织，从而大大进步了放射治疗增益比。为顺应食管癌的准确放疗，泰安市中心医院与原第一军医大学生物医学工程系在体部X刀定位框架的根底上共同研制了T2000-ROT食管癌准确定位系统。现将研讨内容，临床运用后的影像学变化报告如下。

    1  资料与办法

    1.1  本项目主要内容

    1.1.1  体模固定  主要采用带有N形标志柱的体部定位框架，内加真空负压垫。这样能够对病人身位停止固定和反复固定。

    1.1.2  影像扫描及图像采集  病人躺在体部框架中，停止CT断层扫描，并经过网络或光盘，将病人图像数据传输到3DTPS。

    1.1.3  三维坐标计算及靶心位置摆位  经过CT图像信息以及标志点，计算出肿瘤中心的三维坐标，并经过体部定位框架和直线加速器激光定位系统，对病灶靶心停止摆位。

    1.1.4  剂量计算  在3DTPS下，依据现有的长方形野旋转映照剂量模型：恣意一点P剂量D（P）有以下公式：

    D(p)Q2

    Q1M′*St(s)*TMR(s,d)*DAM(s,x,y)*ISF*dQ

    其中 Q1，Q2表示机架的起始角、终止角；M′为一常数；TMR为组织最大比，DAR为离轴比，ISF为平方反比因子。D为映照深度，是P和Q的函数，即d=depth(P,Q)。x，y为射束坐标系内点P的x，y坐标，x，y也分别是P和Q的函数。ST（s）表示该长方形野的散射因子。当点P为靶心T时，OAR=1.0，ISF=1.0，此时有：

    D(T)Q2

    Q1M′*St(s)*TMR(s,d)*dQ

    依据上述公式，计算在给定的某一映照计划下的剂量体模中恣意一点的剂量值及横断面上的等剂量散布。本项内容还包括三维剂量散布体剂量 VolumeDose、外表剂量Surface Dose的计算及剂量体积直方图DVH的计算，以便提供多种手腕供医生对治疗计划做出评价［1］。

    1.1.5  图像重建与三维显现  依据CT图像信息，经过三维重建与显现技术，显现病人体部的三维信息，从而为医生提供更直观的察看手腕。

    1.2  临床材料  1999年1月至2004年1月，我们采用该准确放疗技术，治疗200例食管癌病人，其中病理证明160例，男102例，女58例，年龄39~86岁，均匀54.6岁。上段35例，中段69例，下段56例；髓质型78例，蕈伞型36例，溃疡型11例，腔内型31例。鳞状细胞癌151例，腺癌9例。病灶长度（纵径）2~9 cm，病灶沿纵轴外浸最大直径（cm）。映照野（靶区面积）方案面积40.5~91 cm2。治疗剂量60~75 Gy。肿瘤总分割25~30次，5次/周。2~2.5Gy/次，2~4个映照弧，映照总弧度180~270。

    1.3  治疗办法  我们应用T2000-ROT定位系统，常规停止体模固定，在体模固定前首先在模仿定位机下吞服钡剂肯定病灶的大致范围，应用体模内聚苯乙烯颗粒松懈活动的特性，推压调整体模某一部位的厚度，使病变段食管纵轴与治疗床面相平行，使映照野可以盘绕纵轴等中心旋转。体模固定后，做好皮肤标志，用于反复定位。在CT扫描前仍需吞服适量的稀钡或泛影葡胺造影剂，以利于勾勒病灶的范围和肯定食管的位置，以3或5 mm层厚CT扫描，将影像学信息输入计算机工作站停止三维重建，勾勒出病灶及重要功用器官（脊髓、心脏等）的轮廓。依据病灶向四周浸润的范围及亚临床灶区域肯定靶区映照面积，计算出肿瘤中心的三维空间坐标，应用BPV和CPV依据病灶与关键组织的空间位置。在0°床角分段选择最佳映照弧，防止脊髓心脏等重要器官的超剂量映照。优化治疗方案。治疗前经计算机和手工考证，并停止激光模仿实验。以等中心旋转映照施行治疗。

    2  结果

    160例病人取得36~72个月的随访。结果，从治疗后的第1天算起，160例生存期均超越6个月。12个月后随访复查，139例生存期超越1年，5例因部分复发死亡，14例死于其他缘由（远处转移或其他疾病），有效研讨病例146例。假如去除其他缘由死亡病例，部分控制率为96.5%；在36个月的随访中，有61例病人死亡，在死亡的病例中11例因部分复发，2例因食管气管瘘并发肺脓肿死亡，2例因部分狭窄餐后梗阻并发大出血而死亡，24例因远处转移兼并脏器衰竭死亡，22例死于其他缘由，有效研讨病例114例，扣除远处转移和其他缘由死亡病例部分控制率为86.8%。治疗后，一切病例均获得了明显疗效，在114例中有99例临床病症消逝或明显减轻；CT显现：89例病灶四周浸润肿块消逝，管壁恢复正常，10例管壁轻度增厚。CR显现76管腔狭窄、食管黏膜毁坏消逝，管壁恢复正常，13例显现生硬，但管径宽度恢复正常，钡剂经过顺利。

    3  讨论

    等中心旋转映照，是固定等中心映照的延伸，是以映照野的旋转运动替代固定等中心给角映照。也就是映照野从各个方向集中于病人体内某一点，该点为旋转中心，这样能够进步旋转中心的剂量，并大大降低了外表剂量，同时也降低所经过的正常组织和重要器官的映照剂量［2］。但传统的等中心旋转映照是在模仿机下定位，制定治疗方案只是依据定位时的升床高度及各弧段到等中心的大致深度停止计算。不能经过计算机准确停止治疗方案设计。不能直观地显现病灶与重要器官的三维空间位置。必需参加三维平面适形，否则难得到剂量散布的外形与靶区的外形相分歧，给肿瘤致使死剂量，维护肿瘤四周的正常组织，从而大大进步了放射治疗增益比。其完成平面定向放射治疗的办法有三种：（1）20世纪60年代呈现的刀系统，该系统主要合适头部肿瘤，逐渐向治疗体部肿瘤开展；（2）20世纪80年代呈现的X刀系统，该系统最早也是针对治疗头、颈部肿瘤设计，目前也可治疗若干类体部肿瘤；但X刀采用的圆形射野不合适普通的长条形的食管癌。假如采用多靶心映照（普通需4个靶点以上），固然能够使得高剂量区剂量散布与病灶外形相分歧，但必然形成靶区内高剂量的不平均，增加方案设计与执行的复杂性。（3）20世纪70年代提出，20世纪90年代才开展起来的多叶光栅适形放疗，该系统采用非圆形射野，使射野外形与病灶在该方向上的投影相分歧，从而更好地维护正常组织，但也存在着运用的复杂，不可能用于更多的病人。T2000-ROT食管癌准确定位系统采用了平面定向放射治疗的原理和技术，应用加速器中的二级准置器，对食管癌停止准确放射治疗，并免去了操作运用中的复杂性。其放疗方案设计以最先进的医学图像技术CT为引导，对病人人体图像停止网络或光盘传输和三维重建等处置，辅佐医生停止器官轮廓的辨认与勾勒、靶心三维坐标的计算、治疗方案的设计与修正、放射剂量的计算与三维显现、治疗的质量保证等。映照方式选择长方形野等中心旋转映照。该映照方式比拟合适长条形的食管癌，经过对靶心停止准确定位，使高剂量区平均精确散布于病灶区及其四周，并较好的分散高剂量在正常组织上的剂量散布，从而维护关键组织，进步治疗增益比。如脊髓在20 cm内损伤的50%并发症概率为66.5 Gy。心脏全器官受照时，其损伤的50%并发症概率为48 Gy［3］。因而脊髓、心脏受照剂量多控制在40 Gy以内，以防止损伤。在该方案系统下，优化治疗方案，使脊髓受照量最高点控制在20 Gy以下，心脏受照量在40 Gy以下，比脊髓、心脏损伤的耐受量低得多，不会惹起脊髓、心脏损伤的严重结果。进步食管癌患者的生存质量和生存率。从治疗结果看，扣除其他要素死亡的病例，1年部分控制率为96.5%，远高于本院1997年常规放疗组年部分控制率为67%的随访统计。3年部分控制率为86.5%，部分控制率除病理学确诊外，评价以CT或CR影像学改动为主要评价指标。部分复发的缘由多为食管下段及贲门区肿瘤，肿瘤治疗剂量低于65 Gy。该治疗办法的优点：（1）可以进步肿瘤受照剂量，使部分控制率进步；（2）减少重要器官及四周正常组织的受照剂量。（3）可以经过三维剂量散布体剂量 Volume Dose、外表剂量Surface Dose的计算及剂量体积直方图DVH的计算，提供对治疗计划做出评价。（4）该治疗办法，也合适于宫颈癌和直肠癌等病变（位于体部中心轴左近的病变）的等中心旋转映照。（5）该疗法操作烦琐，能适用于大局部食管癌病人。但该治疗办法也有一定的局限性，在旋转映照时仅限于0床角分弧段映照，因而，它并不合适于一切的食管癌病人，如：（1）病灶区食管曲度较大无法调整食管纵轴与治疗床相平行（无法肯定等中心旋转轴）；（2）兼并纵隔转移；（3）病灶横径5 cm；（4）纵径10 cm者。这类病人适用于平面定向适形放疗，多角度固定野映照，在三维显现下选择一定的角度，勾勒出病灶的轮廓，制定映照野的外形和大小，应用挡铅或多叶光栅技术屏蔽四周正常组织和重要器官，使高剂量辨别布与病灶外形相分歧，从而进步治疗剂量，以到达进步部分控制率和治愈率的目的。

【参考文献】
  　1 郝传国，马金波.T2000-ROT食管癌准确定位系统临床应.中国医学物理学杂志，2000，181：16-17.

2 胡逸民，杨定宇.肿瘤放射治疗技术.北京：北京医科大学、中国协和医科大学结合出版社，1999,336.

3 胡逸民，张红志.肿瘤放射物理学.北京：原子能出版社，1999,397-399.