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【摘要】 目的 分析T2000-ROT食管癌精确定位系统的临床应用情况及食管癌放疗后的影像学改变。方法 采用带有N形标记柱的体部框架，内加真空负压垫。对病人身体进行固定和重复固定，服稀钡或泛影葡胺造影后，以3 mm或5 mm层厚进行CT断层扫描，将病人图像数据传输到3DTPS，通过CT图像信息以及标记点，计算出肿瘤的三维坐标。根据现有的长方形旋转照射野剂量模型，计算某一照射方案下体模中任意一点的剂量值及横断面上的等剂量分布。利用直线加速器对病人实施治疗。结果 利用该系统治疗160例经CR或CT确诊并经病理证实为食管癌病人，有效研究病例114例，治疗后1年和3年局部控制率为96.5%和86.8%；经CT或CR检查病变消失食管恢复正常者分别为75%和75.4%，管壁显示僵硬蠕动减弱者为22.5%和11.4%；局部复发为2.5%和13.2%。结论 T2000-ROT食管癌精确放疗系统，定位精确，能够使高剂量区均匀准确分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能，有效提高局部控制率。
【关键词】 食管癌；精确定位；剂量模型；影像学改变；局部控制率
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发展，立体定向放射治疗技术在临床上得到了广泛的应用并取得了令人满意的效果。该技术可以使高剂量区剂量分布的形状在三维方向上与靶区的实际形状相一致，给肿瘤以致死剂量，保护肿瘤周围的正常组织，从而大大提高了放射治疗增益比。为适应食管癌的精确放疗，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刀定位框架的基础上共同研制了T2000-ROT食管癌精确定位系统。现将研究内容，临床使用后的影像学变化报告如下。
1 材料与方法
1.1 本项目主要内容
1.1.1 体模固定 主要采用带有N形标记柱的体部定位框架，内加真空负压垫。这样可以对病人身位进行固定和重复固定。
1.1.2 影像扫描及图像采集 病人躺在体部框架中，进行CT断层扫描，并通过网络或光盘，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 通过CT图像信息以及标记点，计算出肿瘤中心的三维坐标，并通过体部定位框架和直线加速器激光定位系统，对病灶靶心进行摆位。
1.1.4 剂量计算 在3DTPS下，根据现有的长方形野旋转照射剂量模型：任意一点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为照射深度，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
根据上述公式，计算在给定的某一照射方案下的剂量体模中任意一点的剂量值及横断面上的等剂量分布。本项内容还包括三维剂量分布体剂量 VolumeDose、表面剂量Surface Dose的计算及剂量体积直方图DVH的计算，以便提供多种手段供医生对治疗方案做出评价［1］。
1.1.5 图像重建与三维显示 根据CT图像信息，通过三维重建与显示技术，显示病人体部的三维信息，从而为医生提供更直观的观察手段。
1.2 临床资料 1999年1月至2004年1月，我们采用该精确放疗技术，治疗200例食管癌病人，其中病理证实160例，男102例，女58例，年龄39~86岁，平均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）。照射野（靶区面积）计划面积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个照射弧，照射总弧度180~270。
1.3 治疗方法 我们利用T2000-ROT定位系统，常规进行体模固定，在体模固定前首先在模拟定位机下吞服钡剂确定病灶的大体范围，利用体模内聚苯乙烯颗粒松散流动的特点，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，使照射野能够围绕纵轴等中心旋转。体模固定后，做好皮肤标记，用于重复定位。在CT扫描前仍需吞服适量的稀钡或泛影葡胺造影剂，以利于勾画病灶的范围和确定食管的位置，以3或5 mm层厚CT扫描，将影像学信息输入计算机工作站进行三维重建，勾画出病灶及重要功能器官（脊髓、心脏等）的轮廓。根据病灶向周围浸润的范围及亚临床灶区域确定靶区照射面积，计算出肿瘤中心的三维空间坐标，利用BPV和CPV根据病灶与关键组织的空间位置。在0°床角分段选择最佳照射弧，避免脊髓心脏等重要器官的超剂量照射。优化治疗计划。治疗前经计算机和手工验证，并进行激光模拟试验。以等中心旋转照射实施治疗。
2 结果
160例病人获得36~72个月的随访。结果，从治疗后的第1天算起，160例生存期均超过6个月。12个月后随访复查，139例生存期超过1年，5例因局部复发死亡，14例死于其他原因（远处转移或其他疾病），有效研究病例146例。如果去除其他原因死亡病例，局部控制率为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例因局部复发，2例因食管气管瘘并发肺脓肿死亡，2例因局部狭窄餐后梗阻并发大出血而死亡，24例因远处转移合并脏器衰竭死亡，22例死于其他原因，有效研究病例114例，扣除远处转移和其他原因死亡病例局部控制率为86.8%。治疗后，所有病例均取得了明显疗效，在114例中有99例临床症状消失或明显减轻；CT显示：89例病灶周围浸润肿块消失，管壁恢复正常，10例管壁轻度增厚。CR显示76管腔狭窄、食管黏膜破坏消失，管壁恢复正常，13例显示僵硬，但管径宽度恢复正常，钡剂通过顺利。
3 讨论
等中心旋转照射，是固定等中心照射的延伸，是以照射野的旋转运动代替固定等中心给角照射。也就是照射野从各个方向集中于病人体内某一点，该点为旋转中心，这样可以提高旋转中心的剂量，并大大降低了表面剂量，同时也降低所经过的正常组织和重要器官的照射剂量［2］。但传统的等中心旋转照射是在模拟机下定位，制订治疗计划只是根据定位时的升床高度及各弧段到等中心的大体深度进行计算。不能通过计算机精确进行治疗计划设计。不能直观地显示病灶与重要器官的三维空间位置。必须加入三维立体适形，否则难得到剂量分布的形状与靶区的形状相一致，给肿瘤以致死剂量，保护肿瘤周围的正常组织，从而大大提高了放射治疗增益比。其实现立体定向放射治疗的方法有三种：（1）20世纪60年代出现的刀系统，该系统主要适合头部肿瘤，逐步向治疗体部肿瘤发展；（2）20世纪80年代出现的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适合一般的长条形的食管癌。如果采用多靶心照射（一般需4个靶点以上），虽然可以使得高剂量区剂量分布与病灶形状相一致，但必然造成靶区内高剂量的不均匀，增加计划设计与执行的复杂性。（3）20世纪70年代提出，20世纪90年代才发展起来的多叶光栅适形放疗，该系统采用非圆形射野，使射野形状与病灶在该方向上的投影相一致，从而更好地保护正常组织，但也存在着使用的复杂，不可能用于更多的病人。T2000-ROT食管癌精确定位系统采用了立体定向放射治疗的原理和技术，利用加速器中的二级准置器，对食管癌进行精确放射治疗，并免去了操作使用中的复杂性。其放疗计划设计以最先进的医学图像技术CT为引导，对病人人体图像进行网络或光盘传输和三维重建等处理，协助医生进行器官轮廓的识别与勾画、靶心三维坐标的计算、治疗计划的设计与修改、放射剂量的计算与三维显示、治疗的质量保证等。照射方式选择长方形野等中心旋转照射。该照射方式比较适合长条形的食管癌，通过对靶心进行精确定位，使高剂量区均匀准确分布于病灶区及其周围，并较好的分散高剂量在正常组织上的剂量分布，从而保护关键组织，提高治疗增益比。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］。因此脊髓、心脏受照剂量多控制在40 Gy以内，以避免损伤。在该计划系统下，优化治疗计划，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，不会引起脊髓、心脏损伤的严重后果。提高食管癌患者的生存质量和生存率。从治疗结果看，扣除其他因素死亡的病例，1年局部控制率为96.5%，远高于本院1997年常规放疗组年局部控制率为67%的随访统计。3年局部控制率为86.5%，局部控制率除病理学确诊外，评价以CT或CR影像学改变为主要评价指标。局部复发的原因多为食管下段及贲门区肿瘤，肿瘤治疗剂量低于65 Gy。该治疗方法的优点：（1）能够提高肿瘤受照剂量，使局部控制率提高；（2）减少重要器官及周围正常组织的受照剂量。（3）能够通过三维剂量分布体剂量 Volume Dose、表面剂量Surface Dose的计算及剂量体积直方图DVH的计算，提供对治疗方案做出评价。（4）该治疗方法，也适合于宫颈癌和直肠癌等病变（位于体部中心轴附近的病变）的等中心旋转照射。（5）该疗法操作简便，能适用于大部分食管癌病人。但该治疗方法也有一定的局限性，在旋转照射时仅限于0床角分弧段照射，因此，它并不适合于所有的食管癌病人，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（无法确定等中心旋转轴）；（2）合并纵隔转移；（3）病灶横径5 cm；（4）纵径10 cm者。这类病人适用于立体定向适形放疗，多角度固定野照射，在三维显示下选择一定的角度，勾画出病灶的轮廓，制定照射野的形状和大小，利用挡铅或多叶光栅技术屏蔽周围正常组织和重要器官，使高剂量区分布与病灶形状相一致，从而提高治疗剂量，以达到提高局部控制率和治愈率的目的。
【参考文献】
1 郝传国，马金波.T2000-ROT食管癌精确定位系统临床应.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、中国协和医科大学联合出版社，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.
作者单位：1 271126 山东，莱钢医院影像科 山东，莱芜市人民医院放疗科 山东，泰安市中心医院放疗科（△影像中心）