射波刀在体部肿瘤治疗中的技术特点

【摘要】  目的 探讨射波刀治疗体部肿瘤的技术特点。方法 使用G3型射波刀，TPS 3.4.2版本，对14例体部肿瘤患者进行治疗，初步总结其数据，包括：95%体积剂量线、适形指数（CI）、均匀指数（HI）、治疗时间、平均误差（Delta）、生化检查。结果 射波刀具有精确性高、适形度好、不良反应小、治疗次数少、单次治疗时间长的特点。结论 射波刀是图像引导放疗的新设备，它具有真正意义上的实时追踪功能，同时又具备调强技术良好的适形度和放射外科的高精确度，是目前最先进的放疗设备之一

【关键词】  图像引导放疗 精确 射波刀 实时追踪

    Application on treatment of body tumor by Cyberknife

    ZHAO Yaowei，XU Bo，PIAO Jinghu，et al.Shandong Lutai Tumor Hospital Cyberknife Center，Jinan 250014，China

    ［Abstract］  Objective  The image guidance radiotherapy was new direction of the radiotherapy development，in which realtime tracing radiotherapy was the ideal radiotherapy technology and was treating the moving focus of body especially.At present Cyberknife was only a radiotherapy system with submillimeter treatment precision in this aspect.We had treated multiexample patients with body tumor since the Cyberknife was used in our hospital.We discussed some treatment technology characteristics together.Methods  We used the G3 Cyberknife，the TPS 3.4.2 edition，and summarized the treatment of 14 examples of patient's materials with body tumor.Including: 95% volume dose line，conformal index（CI），uniformity index（HI），treatment time，average error（Delta），biochemistry inspection.Results  The Cyberknife with 3D or IMRT treatment had the characteristics of the high accurateness，good suitable shape，little fraction and long single treatment time.Conclusion  Cyberknife is a new equipment of the image guidance radiotherapy，and it has in the true sense real-time tracing function，simultaneously has IMRT's good suitable shape and the radiosurgery's high precision，whice is one of most advanced radiotherapy equipments at present.

    ［Key words］  image guidance radiotherapy；precise；Cyberknife；realtime tracing

    放射治疗在肿瘤治疗中占有重要地位，70%的患者需要接受放射治疗。体部肿瘤由于受呼吸和器官本身的运动影响，其位置有很大的不确定性。在放射治疗中确定临床靶区（CTV）后，由于存在机械误差、摆位误差，为了不漏照CTV，才规定了ＩＴＶ和ＰＴＶ。Shimizu等报道呼吸运动引起肿瘤动度平均6.4 mm［1］。对于肺底和肝脏的靶区还要在纵轴方向额外多扩一些。这就造成较多的正常组织被照射，并发症增加，限制了照射剂量的提高。人们正在寻求解决办法，降低受照体积。从在线校位、呼吸门控到实时跟踪，图像引导放疗（IGRT）新设备和新技术正在逐渐应用到临床。射波刀是目前在临床精度达到1mm以下的放疗系统［2］。

    1  材料与方法

    11  射波刀技术介绍  射波刀是IGRT设备中的佼佼者，是一套交互式机器人系统［3］。它利用了电子射野影像系统（EPID）作为主要图像引导设备，此系统De Neve等［4］最早在1992年报道采用。它有两个非晶硅接收板和X线摄影系统，使其成９０ °角，轴位相交，在水平方向倾斜45°拍摄患者体部高清晰的X线影像，通过事先植入肿瘤内部或附近的金属标记物（4~6个），构造空间立体结构，通过迭代算法精确算出肿瘤的空间位置［5］（目前大部分放射治疗定位标记都在体外或在皮下，反映肿瘤位置误差相对较大），治疗中，通过实时的金标影像与定位CT数字生成的DRR中的金标影像位置的对比，可自动从六个自由度投照和三个线移三个旋转进行校正［6］，这称为金标追踪（Fiducial tracking），精度达1.0 mm。中国医科院肿瘤医院在1995年也已经开展预埋金标记，治疗前拍片重定位法来做定向放疗［7］。对于随呼吸运动的肿瘤，在治疗前，患者要穿特制背心。在背心上三个射出红外线的小型发射器被放置在呼吸幅度最大的3个位置。它发出的红外线被一个接收器接收，记录患者皮肤运动，信号传导到主工作站，形成3条呼吸曲线［8］。在这个动态连续的呼吸曲线过程中，通过Ｘ线摄影系统在不同的呼吸时相拍摄人体影像，并通过其中的金标确立一个呼吸模型关系（一般要取８~１５个时间点）。静态金标影像与动态的外在呼吸曲线相结合确立的关系能准确的反映体内随呼吸运动的靶区的位移。治疗时，计算机把这个模型信号发送给机器人，机器臂会按着ＴＰＳ计划和呼吸模型规律移动，实时地准确跟踪靶区位置，进行不间断照射［9］。这有别于屏气和呼吸门控技术［10］。在整个过程中，Ｘ线会每隔几个结点拍摄一次静态影像，总共要拍摄２０~３０次，这种技术被称为Ｓynchrony呼吸追踪技术，其准确性达到15 mm以内，而且治疗次数少，摆位重复性好，避免了在整个治疗过程中靶区缩小带来的误差，比自适形放疗［11］应用更方便，这样使得医生在勾画靶区时，不必过多考虑ＩＴＶ和ＰＴＶ。受照的正常组织减少，并发症减少。射波刀的计划系统（TPS）既可以正向计算，又可以逆向计算，不同于其他放疗设备，射波刀的照射是非等中心（图1），射束在空间交织成网状，使其能够实现小准直器照射大靶区，是小野集成式照射。其逆向计算过程，就是一个调强计划过程，同时因为射波刀的射野是圆形的，其剂量测量和验证很容易，也比较准确。

    12  实际数据  我院2007年5月～2007年11月共治疗体部肿瘤14例，其中肺部肿瘤3例，腹腔肿瘤5例，椎体转移瘤伴疼痛4例，鼻咽部肿瘤1例，椎旁肿瘤1例。使用G3型射波刀治疗，TPS 342版本做治疗计划。体积334～75079 cm3，平均11016 cm3；适形指数（CI）12～149，平均137。 均匀指数（HI）12～169，平均13。位置Delta 02～15 mm，平均094 mm。治疗次数：每个靶区1～10次，共26个靶区，105次，平均4次，治疗时间12～20 h，平均13 h。每个计划射束80～423条，平均178条。血常规检查：2例出现Ⅰ度毒性，其他12例未见血液学变化。

    2  结果

　　射波刀精确性高、适形度好、不良反应低，治疗次数少，但是对于较大的靶区，适形度和均匀度都下降，太大的靶区无法照射。治疗精度与时间和患者的配合有关，一般可达1 mm以下，13 h左右。若患者配合度差，精度可大于1 mm，时间明显延长。时间又与治疗剂量、计划的射束个数成正相关。

    3  结论

　　射波刀是集中了调强适形（IMRT）和放射外科“刀”的特点的4D治疗，同时因为具有创新性的实时图像引导、实时追踪功能，使得精确度极大提高，特别是在体部肿瘤的治疗中，优势明显，更好的保护正常组织，提高剂量和疗效。代表了放疗的发展方向。但对于巨大病灶不具有优势，甚至无法治疗。由于本组病例数还不够多，远期效果需要继续观察、研究和总结。（本文图片见封三）

【参考文献】
  1 Shimzu S，Shirato H，Kagei K，et al.Impact of respiratory movement on the computed tomographic images of small lung tumors in three-dimensional radiotherapy.Int J Radiat Oncol Biol Phys，2000，46（5）:127-133.

2 CosteManiere E，Olender D，Kilby W，et al.Robotic whole body stereotactic radiosurgery: clinical advantages of the CyberKnife integrated system.Int J Robotics and Computer Assisted Surg，2005，1（2）:28-39.

3 韩俊庆，盛巍，刘奇.CyberKnife在肿瘤立体定向放射治疗中的应用.国外医学·肿瘤学分册，2004，12：26-28.

4 De Neve W，Heuvel F，De Beukeleer M，et al.Routine clinical online portal imaging followed by immediate field adjustment using at ele-corrtrolled patient couch.Radiothe Oncol，1992，24：454-54.

5 Murphy MJ.An automatic six-degree-of-freedom image registration algorithm for image-guided frameless stereotaxic radiosurgery.Medical Physics，1997，24（6） :857-866.

6 Murphy MJ.Fiducial-based targeting accuracy for external-beam radiotherapy.Med Phys，2002，29（3）:334-344.

7 Hu YM，Dai JR，Hu B.The precision and accuracy analysis of target position in X-ray stereotactic radiotherapy for extracranial lesions.In:intemation symposium of stereotactic radiosurgery （SRS/SRT）.Taejon: Chungnam National University Hospital，1997.

8 Ouinn AM.CyberKnife: a robotic radiosurgery system.Clin J Oncol Nurs，2002，6（3）：149-156.

9 Schweikard A，Shiomi H，Adler J.Respiration tracking in radiosurgery.Med Phys，2004，31（10）:2738-2741.

10 戴建容，胡逸民.图像引导放疗的实现方式.中华放射肿瘤学杂志，2006，2:134-135.

作者单位：250014 山东济南，鲁台肿瘤医院射波刀中心