三维适形放疗【参考】.doc

第六章 立体适形放疗 第一节 立体适形放疗的发展历史 第二节 立体适形放疗计划设计系统的发展历史 第三节 二维放疗计划的缺点 第四节 立体适形放疗应用于肿瘤放疗的理论基础 一、肿瘤局控和放疗技术的使用 二、肿瘤局控率提高和长期生存率 三、肿瘤放疗疗效的提高和治疗并发症 立体适形放疗放疗计划的设计和优化 一、立体适形放疗计划的设计过程。 二、立体适形放疗设计的步骤 立体适形放疗的实施 第七节 立体适形放疗的临床治疗结果 一、前列腺癌 二、肺癌 三、肝肿瘤 四、头颈部肿瘤和脑肿瘤 第八节 立体适形放疗存在的问题和前景 一、放疗摆位的重复性 二、肿瘤和正常器官在体腔内的运动 三、放疗过程中肿瘤解剖位置的移位 四、肿瘤边界认定的困难 五、对立体适形放疗放射生物效应认识的缺乏 六、前景 肿瘤放疗的理想境界是只照射肿瘤，而不照射肿瘤周围的正常组织。虽然这种目标至今还不能达到，然而随着近10~20年来计算机技术的迅速发展，改善了肿瘤影像学诊断，创造了肿瘤及其周围正常组织和结构上的虚拟三维结构重建技术；改进了放射物理剂量的计算方法。使肿瘤放疗朝着理想化的目标前进了一大步。最先出现的是立体适形放疗（3-dimensional conformal radiation therapy, 3DCRT），继之又发展到束流调强放疗（intensity modulated radiation therapy, IMRT）。IMRT是3DCRT的高级阶段，特别适合于肿瘤形态非常不规则，并与周围正常关键脏器互相交错的情况。目前3DCRT已逐步成熟，IMRT还处于不成熟的阶段，有待于不断完善。 3DCRT使用多野同中心照射，放射野设置在同一平面或多个平面（non-coplannar）。各个放射野的几何形态必须和肿瘤在该射野视观（beams eye view，BEV）的形状一致，在和射野线束垂直的平面上，放射的强度是均匀的。当然可附加一些射线修饰器，如楔形滤片或组织补偿片。IMRT也是采用多野同中心照射，然而在每个放射野内的各部位，射线的强度是不一样的。此种强度的不均匀，通过调节射野内不同位置的射线强度来实现，因而成为IMRT放疗。3DCRT和IMRT能够使放射高剂量区的立体分布和肿瘤的立体形态基本一致，亦就是靶区的适形性（target conformity）很好，特别是对靶区的形态中有向内凹陷区域的病例，IMRT比3DCRT有更好的适性形。本章阐述3DCRT，关于IMRT请读者参阅本书第七章，同时建议阅读本书第一章和第二章。 第一节3DCRT的发展历史 1950年代末，由美国麻省理工学院Lahey医院的Proimos, Wright 和Trump设计了一个不对称的铅挡装置，应该说这是3DCRT的雏形。比较明确的3DCRT概念于1965年由日本名古屋的高桥提出，当时称之为“原体放疗”，他们设计了和现代的多叶准直器（multileaf collimator, MLC）类似的装置，用机械的方法在机架旋转时使放射野的几何形态适合于放射靶区的形状。 另一个3DCRT的先驱是英国皇家北方医院（Royal Northern Hospital）的Green等领导的小组，在1965年创制了一个放疗计划设计合适系统，称之为60Co照射跟踪系统（tracking cobalt project）。当60Co治疗机在作旋转治疗时，通过一个复杂的电子-机械系统自动控制治疗床和机架的运动，使病人的治疗体位发生改变，以跟踪肿瘤的走向，亦即现代所谓的“适形”。这项研究后来被伦敦的皇家自由医院的Dacy和Brace继续，一直延续到1980年代。 在1970年代，美国波士顿哈佛医学院的Bjarngard及其同事们尝试使用计算机技术来进行3DCRT。当时的计算机还没有能先进到实现病人的放疗，但是却萌芽了现代3DCRT和IMRT的基本方法。 在3DCRT发展历史中最重要的一步是现代MLC的发明和控制放疗机器计算机系统的问世。过去为了使放射野的形状和照射的靶区形态保持一致性，使用了低熔点铅合金，制作了适合病人个体化肿瘤形态的铅模。MLC发明后，技术员不必每次进入机房更换铅模，在计算机控制下，MLC能自动形成适合病人靶区形状的射野，并自动转动机架，在需要时自动放置放疗床和机架角。 从3DCRT到IMRT的过程中，另一个重要的发明是动态楔形滤片（dynamic wedge）技术，该技术在放疗进程中通过动态移动直线加速器准直器中的一个铅门，控制其移动速度来调节所给予的剂量，最终形成与楔形滤片一样的等剂量分布，根据治疗的需要可形成任何角度楔型滤片所产生的等剂量分布。要准确地进行准直器铅门的移动，必须在计算机控制下才能实现。这种动态移动铅门的方法