論自適應放射治療的研究發(fā)展

自適應放射；

         隨著社會的發(fā)展，人們生活水平的提高，腫瘤放射治療技術也發(fā)展迅猛。自適應放射治療(ART)是在3D—CRT和1MRT的基礎上發(fā)展而來的新技術，本文就ART的研究進展作出分析。
        一、放射治療的現(xiàn)狀
         3D-CRT是目前放射治療的主流技術，適用于絕大部分的腫瘤。3D-CRT是一種能使高劑量區(qū)的劑量分布在三維方向上和靶區(qū)的實際形狀相一致的照射技術。其利用CT圖像重建三維的腫瘤結構，通過在不同方向設置一系列不同的照射野，并采用與病灶形狀一致的適形擋鉛，使得高劑量區(qū)的分布形狀在三維方向(前后、左右、上下)上與靶區(qū)形狀一致，同時使得病灶周圍正常組織的受量降低。適形放療包括照射靶區(qū)和周圍重要器官或組織的三維定位、治療計劃的設計、模擬以及實施4個方面。適形放療解決了一些常規(guī)放療或手術不能解決的問題：如對于射線抗拒的腫瘤及有手術禁忌證或手術不易切除的腫瘤，其提供了新的治療途徑，并取得很好療效。但是，適形放射治療并不能取代常規(guī)放療，如惡性淋巴瘤、鼻咽癌、有明確淋巴結轉移的腫瘤、空腔臟器腫瘤均應采用常規(guī)放療方法，殘余灶用適形放射治療補量，才能達到理想的治療效果。目前常用于在常規(guī)放療后期提升腫瘤靶區(qū)劑量。IMRT是在各處輻射野與靶區(qū)外形一致的條件下，針對靶區(qū)三維形狀和要害器官與靶區(qū)的具體解剖關系對束強度進行調節(jié)，單個輻射野內劑量分布是不均勻的，但整個靶區(qū)體積內劑量分布比3D–CRT治療更均勻。
        二、ART概念的引入特點及實現(xiàn)方式
         Yah等于1995年提出“將圖像數(shù)據(jù)作為反饋來判斷擺位正確與否”，并于1997年在放射治療過程中首次提出ART”的概念，使用圖像數(shù)據(jù)、劑量以及其他信號作為反饋進而對治療計劃進行修正。廣義上講，任何一種通過反饋來調節(jié)治療過程的技術均可納入ART的范疇，比如影像引導放射治療(IGRT)、體積引導放射治療、劑量引導放射治療(DGRT)、結構引導放射治療等。IGRT可謂是ART的初級階段，而DGRT則是在IGRT的基礎上提出的，DGRT除了要對比圖像數(shù)據(jù)外。還要將治療時的腫瘤和周圍正常組織實際吸收劑量于治療計劃中出來的劑量進行比對，以及時調整患者擺位、治療計劃再優(yōu)化，甚至在必要時修正處方劑量。
換言之，如果根據(jù)患者每個分次實際照射劑量累積情況，調整后續(xù)分次照射劑量，或者根據(jù)療程中腫瘤對治療的響應情況，調整靶區(qū)和(或)處方劑量，則可以實現(xiàn)真正的精確放療-ART總之,ART具有以下作用特點：①為閉環(huán)的放療過程；②對治療過程的各個偏差進行檢測；③在治療前對原始治療計劃根據(jù)反饋結果進行再優(yōu)化；④治療因人而異。目前可將ART理解為，將放療整個過程從診斷、計劃設計、治療實施到驗證作為一個可自我響應、自我修正的動態(tài)閉系統(tǒng)，需要考慮諸多糾正參數(shù)，如腫瘤的位置和劑量分布、腫瘤的形狀、呼吸運動和時間等，逐步調整從而實現(xiàn)準確的放射治療。          就ART的實現(xiàn)方式而言。大致可以分為擺位修正、離線ART、實時ART和DGRT。簡言之。擺位修正是指在每個分次過程中，擺位后采集患者的二維或三維圖像信息反饋給臨床醫(yī)生，通過與圖像比較，確定擺位誤差和射野位置誤差，并予以校正，然后實施照射治療。離線ART是指根據(jù)最初的數(shù)次或當前的反饋信號，修改治療計劃，并按照修改后的治療計劃實施后續(xù)分次計劃。實時ART是指根據(jù)當前分次的反饋信號，修改治療計劃，并按照修改后的治療計劃實施當前分次治療。DGRT是指通過劑量校驗工具檢測實際照射劑量和計劃劑量之間是否存在誤差，如果誤差較大，應考慮修改計劃。
        三、螺旋斷層放療系統(tǒng)
         螺旋斷層放療機一開始就被視為調強治療。加上它本身是CT機，故而也被認為是IGRT機。另外，它不僅能在治療前產(chǎn)生傳統(tǒng)的CT影像，且可根據(jù)該影像快速出當天患者的所受劑量，如有必要可依據(jù)腫瘤和解剖的變化重新計算優(yōu)化計劃，產(chǎn)生自適應后的新計劃來完成剩余的分次照射，從而保證原始計劃和目標能在整個治療過程中準確無誤地得以完成DGRT，并真正意義上實現(xiàn)了劑量引導下的ART，它代表著以最大限度殺滅腫瘤細胞和最大程度保護正常組織為目標的精確放療設備的一個方向。螺旋斷層放療系統(tǒng)是在傳統(tǒng)CT機X線球管的位置換成了一個可以產(chǎn)生雙能6兆伏X射線的小型加速器，此加速器可以像傳統(tǒng)CT一樣掃描患者，也可用調強后的射線來治療癌癥患者，其治療過程相當于逆向CT重建，可產(chǎn)生精確的、按照腫瘤形狀分布的理想劑量分布。螺旋斷層放療系統(tǒng)在IGRT、IMRT、DGRT等方面的先進性體現(xiàn)在以下方面：①IGRT功能可實現(xiàn)低劑量的螺旋扇形束兆伏(MV)級CT圖像引導，實現(xiàn)治療前的精確擺位。②功能可實現(xiàn)在三維空間上劑量的高度適形能力。③DGRT功能可實現(xiàn)真正的實時劑量驗證功能以及依據(jù)實時劑量重建結果計算患者累積的受照劑量分布，指導放療醫(yī)生和物理師進一步高質量地完成后續(xù)放療計劃。在系統(tǒng)效率、運動校正方面還有迸一步的發(fā)展空間。無論是治療小的區(qū)域如立體定向放射治療，還是治療大的區(qū)域如全骨髓照射，都可以保護無關組織。圖像引導的ART可減少器官運動及擺位誤差對治療的影響。減少計劃靶區(qū)的邊界，從而提高照射劑量，提高腫瘤局控率。ART在國內外已應用于肺癌、前列腺癌、頭頸部癌等腫瘤。Chilezan等用錐形柬CT校正前列腺癌患者擺位，使臨床靶區(qū)CIV到計劃靶區(qū)PTV的安全邊界平均減少1㎜,靶區(qū)均一等效劑量提高了2.1％。Burridge等將ART用于膀胱癌的治療，結果顯示小腸的照射體積較少，部分間距可安全地由15mm減至10mm。ART同樣可根據(jù)實際照射劑量調整后續(xù)劑量。Rehbinder等發(fā)現(xiàn),在IMRT過程中根據(jù)ART圖像調整一次計劃，可使PⅣ的邊界縮小。
        四、結語
         ART旨在治療前或治療過程中迅速向臨床醫(yī)生提供反饋信息，以便于醫(yī)生根據(jù)生理組織的變化和患者定位變化情況調整治療方案。ART的目標是實現(xiàn)精確放射治療，但目前遠遠未達到理想狀態(tài)。ART的發(fā)展方向大致有兩個方面：①由離線ART向實時ART發(fā)展；②從單一影像反饋向影像、劑量等相結合的多反饋發(fā)展。可以預見，ART必將放射治療技術推向一個新的高度。

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