螺旋断层放射治疗在胸部肿瘤的应用

唐 正，邹 雪 综述，王 颖 审校

(重庆市肿瘤研究所放疗科 400030)

螺旋断层放射治疗在胸部肿瘤的应用

唐 正，邹 雪 综述，王 颖△审校

(重庆市肿瘤研究所放疗科 400030)

螺旋断层放射治疗；调强放射治疗；胸部肿瘤

放射治疗(简称放疗)在胸部肿瘤的治疗中发挥重要的作用，对于有明显外侵、侵犯重要器官、淋巴结转移及有严重并发症不能耐受手术的患者，放疗是目前主要的、有效的、安全的手段之一。随着放疗技术的不断改进，目前研究的重点是如何在提高疗效的同时，减少并发症的发生，以期提高患者生存质量。适形调强放疗的出现，改善了胸部肿瘤患者的治疗现状，与传统放疗技术相比，它能在保证靶区得到根治剂量照射的同时降低周围正常组织的受量。

螺旋断层放射治疗(HT)是一种新的适形调强放疗技术。它是将6 MV的直线加速器安装在螺旋CT滑环机架上,可以环绕机械等中心做360°连续旋转照射，同时运用“同源双束”技术，利用同一个加速管切换2.8 MeV/6 MeV输出的治疗方式。在患者治疗前，经螺旋扫描而产生MV级CT的三维图像，除了可从三维角度上校正摆位误差，确保治疗的高度精确性，更使得无论常规分割或是大分割放疗均可安全实施。HT是集调强放疗(IMRT)、影像引导调强适形放疗(IGRT)、剂量引导调强适形放疗(DGRT)于一体的目前最先进的放射治疗设备之一。与常规加速器调强放疗相比，HT具有以下优势：(1)剂量分布更为复杂，每个周期有51个弧形照射野，每个弧形照射野有64个可调节子野，每个子野有100级可调强度，单位剂量率达到850 MU/min,可完成普通加速器较难实现的极端复杂的放疗计划;(2)不受肿瘤大小、肿瘤位置、靶区形状复杂程度的限制，照射野范围达到40 cm×160 cm，可实施多病灶，形状复杂病灶，临近危及器官病灶，全中枢神经系统甚至全骨髓的IMRT；(3)每次治疗前均进行MVCT扫描，可校正摆位误差，确保治疗的高度精确性，其等中心精度可达到0.1 mm,并可在放疗过程中实现剂量验证,根据需要进行计划修改,从而实现DGRT；(4)可实现IGRT、ARTS-DGRT以及实施颅内外SRS/SBRT等。

1 物理学优势

HT采用了由64片0.625 cm宽的叶片组成的气动二元多叶光栅，每个弧形照射野拥有64个100级可调子野，能在51个射野方向上实现百倍调强[1]，并且通过360°的连续旋转照射的方式对患者进行治疗。这些独特的结构特点使得HT较传统加速器放疗而言，在尽可能降低正常组织受量的前提下实现更好的靶区适形度及剂量均匀性[2]。

1.1靶区剂量适形度 靶区剂量分布的适形度采用适形度指数(CI)作为评价标准。CI=(VT，ref/VT)×(VT，ref/Vref)，VT为PTV体积，Vref为接受处方剂量的体积，VT，ref为接受处方剂量的PTV体积，CI越接近1，靶区剂量分布的适形度就越好。研究发现，在胸上段食管癌的放疗中，HT较简化调强放疗(sIMRT)有明显优势(HT:CI=0.86，sIMRT:CI=0.77)[3]。在另一项胸上段食管癌HT、sIMRT和VMAT(容积弧形调强)的剂量学对比研究中，也显示出了HT在靶区适形度上的优势(HT:CI=0.907；sIMRT:CI=0.814；VMAT:CI=0.827)[4]。Haciislamoglu等[5]研究分析对比了乳腺癌5种常用放疗技术(3D-CRT、for-IMRT、inv-IMRT、HT、VMAT)的剂量学差异，其各自的CI分别为3D-CRT：0.56；for-IMRT：0.60；inv-IMRT：0.74；HT：0.81；VMAT：0.74。可以看出HT的靶区适形度最好，3D-CRT最差。

1.2靶区剂量均匀性 剂量均匀性同时也是放疗计划评估的重要指标，通常采用均匀性指数(HI)作为评价标准。HI=D5/D95，HI越小说明剂量分布越均匀。在2项胸上段食管癌的研究中，分别对HT与sIMRT,HT与sIMRT、VMAT进行剂量学比较，结果均证明HT的HI较小：HT/sIMRT=1.06/1.09;HT/sIMRT/VMAT=1.037/1.093/1.091[3-4]。Martin等[6]研究发现对于胸下段食管癌而言，HT仍然具有明显优势(HT=0.08，IMRT=0.19，ARC=0.17)。孟玲玲等[7]发现在中央型非小细胞肺癌(NSCLC)治疗中，HT与IMRT的靶区剂量均匀性差异无统计学意义(P>0.05)，但在周围型NSCLC中两者的靶区剂量均匀性差异有统计学意义(HT∶IMRT=1.071∶1.111，P<0.05)。乳腺癌的剂量学研究中HT较传统放疗技术在HI的对比中仍有明显优势(HT=0.06；3D-CRT=0.13；for-IMRT=0.11；inv-IMRT=0.09；VMAT=0.18)[5]。同时也有研究发现，当靶区体积越大，形状越不规则，HT的剂量均匀性优势就越明显[8]。

1.3正常组织保护 在HT的胸部肿瘤剂量学研究中可以发现，HT对于正常组织器官的保护具有明显优势，主要表现在：HT降低了脊髓Dmax[3-4,6-7]、双肺V20及V30[3,5-7]。HT计划在心脏、食管、气管受量上也低于传统放疗计划，但差异无统计学意义(P>0.05)[7]。同时HT增加了双肺V5、V10的体积[3-7]。脊髓作为典型的串联排列器官，其最大受量的降低，对患者有着积极意义。心脏、食管、气管受量无统计学差异，可能与剂量分析病例数较少有关。HT增加了双肺低剂量区的体积，但研究中也发现，发生大于等于2级放射性肺炎发生率与V30～V45有关，与V5～V25、双肺平均剂量(MLD)、计划靶区(PTV)无关[9]。

2 临床疗效

HT不仅具有物理学优势，并且可以实施高精确性的治疗，每次治疗前均进行MV级CT扫描，可校正摆位误差，其等中心精度可达到0.1 mm,并且可以计算实际剂量分布，从而使患者获得受益。

2.1局部控制率 He等[10]分析了69例Ⅲ期非小细胞肺癌(NSCLC)患者，其中34例患者使用螺旋断层放射治疗(60Gy/20f)，35例患者使用三维适形放射治疗(60Gy/30f)。研究发现HT组患者局部控制率均明显高于3D-CRT组：HT组 1年和2年的无进展生存期率为57.8%和26.3%(3D-CRT组为32.7%和11.4%)。方晶等[11]回顾性分析了40例Ⅳ期NSCLC患者，所有患者均接受HT同步化疗，其1年和2年局部控制率分别为67.5%和42.5%。Nagai等[12]对72例早期NSCLC患者通过HT系统给予立体定向放疗(IMSBRT)，分别给予48 Gy/4 f(37例)和50～60 Gy/5～8 f(35例)，平均随访19个月。2年的局部控制率为85%。Caudrelier等[13]对30例Ⅲ期乳腺癌患者给予HT术后放疗联合化疗，剂量为50 Gy/25 f,随访时间58个月，5年内未观察到局部复发情况。

肿瘤的局部控制率与放射治疗剂量有密切关系，较高的放射治疗剂量能提高肿瘤的局部控制率。HT所具有的高精确度及优秀的物理学特性，能够在患者可耐受的情况下尽可能提高肿瘤放疗剂量。Nguyen等[14]对9例局部晚期食管癌患者进行了高剂量HT治疗(中位GTV为70 Gy)，其1年局部控制率为70%。且未发生Ⅲ级及以上的放射性肺炎或心脏并发症。

2.2生存获益 Hou等[15]回顾性分析了108例局部晚期食管癌患者，其中56例接受HT治疗，52例接受IMRT治疗，研究发现接受HT与IMRT治疗的患者在总体生存率上差异无统计学意义(P>0.05)，这说明HT的疗效是值得肯定的。HT同样也能给肺癌患者带来生存获益。He等[10]的研究发现，HT同3D-CRT相比，能明显提高患者生存率。69例Ⅲ期NSCLC患者分为2组，分别给予HT和3D-CRT治疗。HT组1年和2年的总生存率为 95.0%和68.7%(3D-CRT组为85.5%和47.6%)，HT组中位生存期为31.6个月而3D-CRT组为21.4个月。方晶等[11]的回顾性分析也发现，接受HT同步放化疗治疗的Ⅳ期NSCLC患者1年生存率为50.0%。与多数文献所报道的Ⅳ期肺癌接受单一系统化疗的1年生存率30%～35%有明显优势[16]。Nguyen等[17]报道了9例接受HT治疗的局限期小细胞肺癌患者的治疗结果，其中8例接受同步标准化疗，ITV剂量60～65 Gy，其CR、PR率均达44.4%，中位生存期和2年生存率分别为15个月和28%。这初步证明了HT在小细胞肺癌治疗上的潜力。

3 不良反应

Hou等[15]对108例接受HT和IMRT治疗的局部晚期食管癌患者进行回顾性分析，发现HT在放疗不良反应的发生率和严重程度上都有明显优势(小于3级的放射性肺炎分别为HT=1，IMRT=5；大于3级的放射性肺炎分别为HT=0，IMRT=2)。在He等[10]的研究中也有同样的发现，HT较3D-CRT明显降低了不良反应的发生率：HT组患者2级、3级放射性肺炎发生率分别为32.4%和11.8%(3D-CRT组为37.1%和17.1%)；HT组患者2级、3级放射性食管炎发生率分别为20.6%和0%(3D-CRT组为40.0%和5.7%)。方晶等[11]关于HT治疗NSCLC的回顾性分析中显示，急性放射性肺炎1级和2级发生率分别为5.0%和7.5%；放射性食管炎1级发生率为5.0%，且未发生大于3级的放射性肺炎、食管炎。Joseph等[18]的一项Ⅲ期临床试验比较了HT和3D-CRT在早期乳腺癌辅助放疗中的皮肤不良反应，该试验收集了177例早期乳腺癌患者，其中90例接受3D-CRT，87例接受HT，结果显示接受HT的患者急性皮肤不良反应明显降低(皮肤红斑发生率60%vs. 39%，潮湿脱皮发生率33%vs. 11%，P<0.01)。在乳腺癌的术后放疗中也仅有4例患者(13.3%)发生3级以上皮肤反应，并且心脏及肺未观察到急性或晚期放射反应[13]。上述不良反应经对症治疗后均可耐受，无不良反应相关性死亡。

4 特殊靶区

HT采用360°连续旋转照射，同时治疗床沿等中心进床，其照射野范围达到40 cm×160 cm，可实施多病灶，形状复杂病灶，临近危及器官病灶的IMRT，更能完成传统放疗技术较难完成的极端复杂靶区放疗。

4.1转移性NSCLC 转移性NSCLC往往以化疗、靶向治疗或最佳支持治疗为主，但是疗效尚不尽如人意。据文献报道转移性NSCLC的中位总体生存率仅为10.0～13.9个月[19]。放疗有望提高转移性NSCLC患者的预后，但常规放疗由于技术原因往往不能实现。而HT在照射范围及正常器官保护方面的独特优势，这使得一次性对双肺多发转移性病灶进行放疗成为了可能。李重等[20]分析了51例接受HT治疗的转移性NSCLC患者，肺内病灶数目(含原发)为1～5个的24例;≥6个的为27例；平均放射剂量为62 Gy，随访时间为6～30 个月(平均20个月)。中位总体生存率为19.3个月，1年生存率为64.7%。总结发现，对转移性NSCLC进行多靶点放射治疗，能使患者获得生存获益。

4.2双侧乳腺癌 双侧乳腺癌是非常罕见的，在乳腺癌患者中仅占不到2%[21]。其放疗也是非常困难的，而HT的出现有望改变这个现状。Kaidar-Person等[22]对9例双侧乳腺癌患者进行HT，均接受双侧乳腺或双侧胸壁及淋巴引流区40～60 Gy放疗及5～20 Gy的电子线加量。平均随访时间为10.3个月。双肺平均V20为29%(25%～35%)，平均肺V5为66%(51%～75%),平均心脏受量为20 Gy。放疗的不良反应为吞咽困难(5/9)、放射性皮炎(9/9)、肺炎(1/6,2例患者失访、1例患者随访时间较短)。并发症发生率较高，但仅1例患者发生3级以上放射性皮炎，无大于4级放射性不良反应发生，且上述并发症经对症治疗后患者均可耐受。

4.3恶性胸膜间皮瘤 胸膜全肺切除术作为一种恶性胸膜间皮瘤的根治性手术，手术创伤较大，早期病死率较高。但姑息性的胸膜剥脱术往往会有肿瘤残留。HT能够实现C型靶区的高度适形照射及良好的心肺等危及器官保护。这使得胸膜剥脱术联合的术后放疗成为了一种可选择的治疗方式。Parisi等[23]对38例胸膜剥脱术后患者进行HT，予以大分割治疗25 Gy/5 f，靶区剂量均达到临床要求(V95>95%),正常器官保护良好(肺V5<5%、Dmean<4 Gy)，且无严重并发症发生。Minatel等[24]通过HT对20例胸膜剥脱术后患者予以放疗，PTV剂量为50 Gy/25 f,并对于FDG吸收增加及高危区同步加量至60 Gy。中位随访时间为27个月(9～45个月)，中位总体生存率为33个月。2、3年的总体生存率分别为70%和49%。中位无进展生存期为29个月,2、3年的无进展生存期分别为65%和46%。可以看出胸膜剥脱术联合HT放疗能使恶性胸膜间皮瘤患者获益，有望成为恶性胸膜间皮瘤患者治疗的首选。

综上所述，HT与目前广泛应用的常规加速器相比具有更好地剂量分布和靶区适形度，能够更好地保护临近正常组织。HT在胸部肿瘤的临床疗效也是值得肯定的，不仅如此HT更能在患者可耐受的前提下完成大范围、长靶区、多病灶的放疗。有望扩大肿瘤根治性放疗的适应证，从而将物理学优势转化为患者预后的改善及生活质量的提高，这也是HT真正的意义所在。虽然HT增加了正常组织低剂量照射体积，但就上述研究而言，并没有因此而增加放疗不良反应的发生率及严重程度。总之,HT是当前较理想的一种治疗胸部肿瘤的放疗技术，能在实现更加精确放射治疗的同时减少并发症的发生，其应用前景值得期待。

[1]Cai J,McLawhorn R,Altes TA.et al.Helical tomotherapy planning for lung cancer based on ventilation magnetic resonance imaging[J].Med Dosim，2011，36(4):389-396.

[2]Gutiérrez AN,Stathakis S,Crownover R,et al.Clinical evaluation of an immbolization system for stereotactic body radiotherapy using helical tomotherapy[J].Med Dosim，2011，36(2):126-129.

[3]蔡博宁,冯林春,徐寿平，等.胸上段食管癌简化调强技术与螺旋断层放疗剂量学的比较研究[J].实用癌症杂志,2013,28(2):171-174.

[4]孙全强.胸上段食管癌静态调强、容积旋转调强与螺旋断层调强治疗计划计量学对比[D].昆明:昆明医科大学，2015.

[5]Haciislamoglu E,Colak F,Canyilmaz E,et al.Dosimetric comparison of left-sided whole-breast irradiation with 3DCRT,forward-planned IMRT,inverse-planned IMRT,helical tomotherapy,and volumetric arc therapy[J].Phys Med，2015，31(4):360-367.

[6]Martin S,Chen JZ,Rashid Dar A,et al.Dosimetric comparison of helical tomotherapy,RapidArc,and a novel IMRT & Arc technique for esophageal carcinoma[J].Radiother Oncol，2011，101(3):431-437.

[7]孟玲玲,冯林春,王运来，等.螺旋断层调强放疗治疗非小细胞肺癌的剂量学研究[J].解放军医学院学报,2011,32(1):52-55.

[8]Boboc G,Pressello MC,Dognini1 J，et al.Loco-regional lymph nodes irradiation in left breast cancer:a dosimetric comparison between CRT and Tomotherapy[J].Stomatologiia,2015,53(4):29-31.

[9]姚波,王雅棣,刘清志,等.肺癌与食管癌螺旋断层放疗致放射性肺炎的临床观察[J].临床肿瘤学杂志，2014，19(1)：52-56.

[10]He J,Huang Y,Chen Y.et al.Feasibility and efficacy of helical intensity-modulated radiotherapy for stage Ⅲ non-small cell lung cancer in comparison with conventionally fractionated 3D-CRT[J].J Thorac Dis，2016，8(5):862-871.

[11]方晶,胡丽丽,李宏奇，等.螺旋断层调强根治性放射治疗同步化疗治疗Ⅳ期非小细胞肺癌的临床效果研究[J].中国医学装备,2016,13(7):74-77.

[12]Nagai A,Shibamoto Y,Yoshida M.et al.Safety and efficacy of intensity-modulated stereotactic body radiotherapy using helical tomotherapy for?lung cancer and lungmetastasis[J].Biomed Res Int，2014，2014(6):473173.

[13]Caudrelier JM,Meng J,Esche B.et al.IMRT sparing of normal tissues in loco-regional treatment of breast cancer[J].Radiat Onco1，2014，9(1):161.

[14]Nguyen NP,Jang S,Vock J,et al.Feasibility of intensity-modulated and image-guided radiotherapy for locally advanced esophageal cancer[J].BMC Cancer，2014，17(14):265.

[15]Hou PY,Le JW,Chen HH,et al.EP-1278CCRT with or without surgery using Helical Tomotherapy or IMRT for esophageal cancer patients[J].Radiother Oncol，2016，119:S601.

[16]Jemal A,Bray F,Center MM.et al.Global cancer statistics[J].CA Cancer J Clin,2011,61(2):69-90.

[17]Nguyen NP,Shen W,Kratz S.et al.Feasibility of tomotherapy-based image-guided radiotherapy for small cell lung cancer[J].Front Oncol，2013，26(3):289.

[18]Joseph K,Abdulkarim B.A phase Ⅲ randomized control trial comparing skin sparing helical tomotherapy to 3D-conformal radiotherapy for adjuvant radiotherapy of early stage breast cancer[J].Radiother Oncol,2016,120:S39.

[19]Cufer T,Knez L.Update on systemic therapy of advanced non-small-cell lung cancer[J].Expert Rev Anticancer Ther，2014，14(10):1189-1203.

[20]李重,黎静,李志强，等.螺旋断层放疗治疗转移性非小细胞肺癌的预后分析[J].临床肿瘤学杂志,2015，20(2):122-126.

[21]Jobsen JJ,van der Palen J,Ong F，et al.Bilateral breastcancer,synchronous and metachronous;differences and outcome[J].Breast Cancer Res Treat，2015，153(2):277-283.

[22]Kaidar-Person O,Kostich M,Zagar TM，et al.Helical tomotherapy for bilateral breast cancer:Clinical experience[J].Breast，2016，28(1):79-83.

[23]Parisi E,Romeo A,Ghigi G,et al.Tomotherapy in the treatment of malignant pleural mesothelioma[J].Intern J Radiat Oncol Biol Phys,2013,87(2):S526.

[24]Minatel E,Trovo M,Polesel J，et al.Radical pleurectomy/decortication followed by high dose of radiation therapy for malignant pleural mesothelioma.Final results with long-term follow-up[J].Lung Cancer，2014，83(1):78-82.

R730.55

A

1671-8348(2017)31-4450-03

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.31.047

唐正(1990-)，住院医师，在读硕士，研究方向为放射肿瘤学。△

，E-mail:wangying_cq@hotmail.com。

2017-03-15

2017-06-25)