螺旋斷層放射治療技術(shù)在頭頸部腫瘤中的應(yīng)用

劉萬陽 許青 復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科，復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系 （上海 200032）

內(nèi)容提要：螺旋斷層放射治療技術(shù)是近年來逐漸發(fā)展起來的一種調(diào)強(qiáng)適形放療技術(shù)，目前已經(jīng)初步應(yīng)用于口咽癌、鼻咽癌等多種頭頸部腫瘤治療中。與傳統(tǒng)的調(diào)強(qiáng)放療比，螺旋斷層放射治療技術(shù)具有劑量更準(zhǔn)確、分布更均勻、更好保護(hù)重要器官以及降低放療后不良反應(yīng)發(fā)生率等優(yōu)點(diǎn)。該文就國內(nèi)外螺旋斷層放射治療技術(shù)在頭頸部腫瘤中的應(yīng)用予以綜述。

螺旋斷層放射治療（Tomotherapy，TOMO）是目前世界較為先進(jìn)的調(diào)強(qiáng)適形放療技術(shù)，其集調(diào)強(qiáng)放療、劑量引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)適形放療與影像引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)適形放療于一體，順應(yīng)了放射腫瘤學(xué)的發(fā)展方向，為放射治療領(lǐng)域帶來了革命性的變化[1]。頭頸部腫瘤是常見的惡性腫瘤，特別是鼻咽癌是我國尤其是華南地區(qū)最常見的惡性腫瘤之一，因具有腫瘤細(xì)胞對放射線敏感、解剖部位復(fù)雜、易周圍浸潤等特點(diǎn)，決定了放射治療成為根治鼻咽癌的主要手段。頭頸部腫瘤具有較高的發(fā)病率，是臨床中非常常見的惡性腫瘤，放射治療在頭頸部腫瘤的治療中具有十分重要的地位，但會給患者帶來一些嚴(yán)重的后遺癥或并發(fā)癥，嚴(yán)重影響患者的身心健康以及生活質(zhì)量[2]。與傳統(tǒng)放療比，調(diào)強(qiáng)放療在保證根治劑量照射靶區(qū)的同時，能降低靶區(qū)周圍正常組織組織器官的劑量[3,4]。TOMO放療雖然近十年才發(fā)展起來，但已經(jīng)應(yīng)用于頭頸部腫瘤的研究之中，本文對國內(nèi)外螺旋斷層放射治療技術(shù)在頭頸部腫瘤中的應(yīng)用予以綜述。

1.TOMO的發(fā)展及特點(diǎn)

1985年倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，并對第一位癌癥患者進(jìn)行了放射治療。此后，放射治療進(jìn)入了癌癥治療領(lǐng)域。隨著影像技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，適形放療也逐漸發(fā)展為調(diào)強(qiáng)放療[5]。1988年，Mackie等[6]提出了螺旋斷層放射的概念，設(shè)想在CT的滑環(huán)機(jī)架結(jié)構(gòu)上安裝劑量探測系統(tǒng)，就能同時進(jìn)行放療和CT掃描。1994年Thomas SD等[7]發(fā)現(xiàn)了單光子發(fā)射計算機(jī)斷層成像術(shù)的重建原理，為TOMO技術(shù)的發(fā)展提供了方向。2002年，經(jīng)過美國食品和藥物管理局標(biāo)志認(rèn)證，TOMO放射治療系統(tǒng)正式應(yīng)用于臨床治療。2007年中國人民解放軍總醫(yī)院在國內(nèi)首次運(yùn)用TOMO技術(shù)治療頭頸部腫瘤患者。2015年湖南省腫瘤醫(yī)院引進(jìn)了TOMO放療設(shè)備，治療了超過1300例的癌癥患者。目前，全國約有40多臺TOMO放療設(shè)備。

TOMO放射治療系統(tǒng)由螺旋斷層主機(jī)、治療計劃系統(tǒng)工作站以及治療控制臺三部分組成，其將CT滑環(huán)機(jī)架里安裝一個單能6 MV小型直線加速器。TOMO放射治療系統(tǒng)的設(shè)計打破了諸多傳統(tǒng)加速器的限制，使得螺旋CT與直線加速器完美結(jié)合起來，在惡性腫瘤的治療上更加精確。傳統(tǒng)的加速器相比，TOMO放射治療系統(tǒng)能夠圍繞患者做360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)照射，處方劑量的分布更加理想。此外，TOMO放射治療系統(tǒng)采用是傳統(tǒng)MLC葉片速度125倍的氣動MLC，其射線調(diào)制能力也是傳統(tǒng)MLC的100倍以上，真正實現(xiàn)了意義上的調(diào)強(qiáng)[8]。另外，在治療方式上，TOMO放射治療系統(tǒng)比傳統(tǒng)加速器系統(tǒng)更具優(yōu)勢，其除了能實現(xiàn)對全身的精確放療外，還能夠一次性完成多個放射、全骨髓照射以及全中樞照射同時治療多個病灶，完成全身不限腫瘤位置的全身調(diào)強(qiáng)治療。TOMO系統(tǒng)能夠在放療時觀察到患者正常組織以及腫瘤的情況，進(jìn)而可以盡快調(diào)整治療方案，實現(xiàn)自適應(yīng)放療。并且，TOMO放射治療系統(tǒng)的MVCT圖像功能能夠于治療前實行低劑量的CT掃描，驗證患者的擺位精度以及校正擺位誤差，從而能夠?qū)δ[瘤方案進(jìn)行及時的調(diào)整以防對正常器官造成損害[9]。這些優(yōu)點(diǎn)使得TOMO放射治療系統(tǒng)能夠更好地用于頭頸部腫瘤治療之中。

2.TOMO治療頭頸部腫瘤的臨床研究

頭頸部附近分布有許多重要的器官，且靶區(qū)形狀較為復(fù)雜，普通的放射治療需要大劑量照射，難以兼顧靶區(qū)適形和保護(hù)器官，各種發(fā)癥，嚴(yán)重影響到患者的長期生活質(zhì)量[10]。目前，TOMO放射治療系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于口咽癌、鼻咽癌等多個頭頸部腫瘤領(lǐng)域。相比于傳統(tǒng)的調(diào)強(qiáng)放療，TOMO能夠更好保護(hù)頭頸部周圍的重要器官，并且在放療靶區(qū)的劑量覆蓋上更具顯著優(yōu)勢。

Du等[11]總結(jié)了6年該院收治的190例經(jīng)過TOMO放療的鼻咽癌患者，其中接受單純TOMO放療的患者有31例，接受同步EGFR單抗聯(lián)合放療患者20例，其余患者皆接受以鉑類為基礎(chǔ)的化療聯(lián)合放療，pGTVnd以及pGTVnd的處方劑量為70～74 Gy/33F，未有3級以上的不良反應(yīng)，不良反應(yīng)均為1級或2級。32個月的中位隨訪時間，接受TOMO放療的患者3年無區(qū)域復(fù)發(fā)生存率（NRFS）為98.2%，無局部復(fù)發(fā)生存率（LRFS）為96.1%，無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移生存率（DMFS）為92.0%，總生存率（OS）為86.3%，該研究結(jié)果表示TOMO放療的毒性反應(yīng)十分低，具有令人滿意的治療效果。另外，Du等對132例鼻咽癌患者的二期臨床研究，pGTVnd和pGTVnd處方劑量為67.5 Gy（2.25 Gy/F），PTV1處方劑量60 Gy（2.0Gy/F）以及PTV2處方劑量54 Gy（1.8 Gy/F），23.7個月的中位隨訪時間。結(jié)果表明，2年LRFS為96.7%，無區(qū)域復(fù)發(fā)生存率（NRFS）為95.5%，無局部區(qū)域復(fù)發(fā)生存率（LNRFS）為92.2%，無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移生存率（DMFS）為92.7%，以及OS為93.2%。Chen等[12]對28例均接受TOMO放療的鼻腔鼻竇鱗癌患者進(jìn)行了研究，3年局部控制率為80.2%，OS為59.2%，視力保護(hù)率77.8%。

湖南省腫瘤醫(yī)院分析了85例接受TOMO放療的局部晚期鼻咽癌患者，中位隨訪時間27個月，2年無局部復(fù)發(fā)生存率（LRFS）為96.3%，NRFS為98.8%，DMFS為96.3%，OS為96.3%，4例患者出現(xiàn)4級白細(xì)胞減少癥，5例患者出現(xiàn)口干癥，4例患者出現(xiàn)3級聽力損失。該研究結(jié)果表明TOMO放療在治療局部晚期鼻咽癌患者中具有很好的總體生存率和疾病控制率[13]。Jones等[14]對24例給予TOMO照射的頭頸部腫瘤患者進(jìn)行了分析，處方平均劑量為60 Gy，2年局部控制率為41%，無瘤生存率為20%，OS為25%。

Hsieh等[15]對53例接受TOMO治療的術(shù)后高中?？谇击[癌患者進(jìn)行了分析，4年局部控制率為76.4%，區(qū)域控制率為94.3%，局部區(qū)域控制率為66.0%，舌癌4年局部區(qū)域控制率為88.3%，頰黏膜癌為37.1%，3級皮膚炎發(fā)生率為11.0%，黏膜炎為34.0%，吞咽困難為13.0%，治療完成兩年后2級口干發(fā)生率降為0，有令人滿意的臨床治療效果。

劉慧等[16]回顧性分析了100例鼻咽癌放療患者，其中50例接受TOMO治療，另外50例接受IMRT治療，結(jié)果顯示，TOMO治療危及器官的劑量比IMRT治療低，且TOMO治療后皮膚2級的不良反應(yīng)發(fā)生率為18%，口腔黏膜2級為36%，唾液腺2級為26%，食管/下咽2級為28%，分別低于IMRT治療后皮膚2級的48%，口腔黏膜2級的42%，唾液腺2級的72%，食管/下咽2級的60%，該臨床結(jié)果表明TOMO放療能夠保護(hù)危及器官，減少急性不良反應(yīng)的程度。

以上臨床研究表明，TOMO放射治療系統(tǒng)對于頭頸部腫瘤患者具有較好的治療效果，并且能夠?qū)︻^頸部腫瘤周圍的重要器官進(jìn)行較好的保護(hù)，顯著減少放射治療后不良反應(yīng)的發(fā)生。

3.TOMO治療頭頸部腫瘤的誤差分析及劑量優(yōu)勢

倪千喜等[17]研究了TOMO放射治療系統(tǒng)兆伏級CT成像（TOMO-MVCT）在治療鼻咽癌患者時直接計算劑量的可行性，研究結(jié)果顯示相比于常規(guī)的千伏級CT，TOMO-MVCT直接用于計量計算，左腮腺的D50相對誤差為（0.26±0.86）%，右腮腺為（6.47±1.42）%，表明TOMO-MVCT具有劑量準(zhǔn)確，可直接在放射治療中計算劑量的優(yōu)勢。Saha等[18]對100例TOMO治療頭頸部腫瘤患者擺位誤差進(jìn)分析，未校正前的頭腳方向（LNG）、左右方向（LAT）和腹背方向（VRT）系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差均＜2mm，未校正治療前三個方向誤差＞5mm概率低于3%，相比常規(guī)加速器誤差更小。

Lee等[19]比較了TOMO、IMRT、VMAT分別治療10例晚期鼻咽癌患者中的計量學(xué)差異，研究結(jié)果顯示TOMO放療除了能實現(xiàn)對靶區(qū)更好的劑量適形性外，還能夠顯著降低放療時下頜骨的劑量，表明TOMO的劑量均勻性較好，且對器官的照射劑量更低。Liu等[20]分析了8例采用IMRT、容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（VMAT）、TOMO和三維適形放療治療的鼻腔T細(xì)胞淋巴瘤的患者，并分析了其劑量差異，結(jié)果表明TOMO放療在PTV、D98、冷點(diǎn)劑量的均勻指數(shù)最佳。程婷婷等[21]對比了10例晚期鼻咽癌患者接受TOMO放療和VMAT的劑量差異，結(jié)果表明TOMO放療靶區(qū)PGTVnd的Dmax、腦干Dmax、兩側(cè)顳葉Dmax的劑量比VMAT治療均有所降低。浙江省腫瘤醫(yī)院比較了TOMO、VMAT、IMRT三項計劃中的劑量，結(jié)果顯示TOMO與強(qiáng)調(diào)靶區(qū)的劑量沒有顯著差別，但耳蝸、甲狀腺、視神經(jīng)、脊髓等正常組織的劑量下降1.7%～55.1%，明顯優(yōu)于調(diào)強(qiáng)放療。以上研究表明TOMO放療能夠更有效地保護(hù)周圍器官。

閆靜[22]對鼻咽癌螺旋斷層放療與靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放療的劑量學(xué)優(yōu)勢進(jìn)行了全面的比較，結(jié)果顯示在TOMO治療計劃中，TOMO改善了放療計劃的適形度指數(shù)及靶區(qū)均勻性指數(shù)，顯著改善了劑量分布，同時滿足了劑量限制的需求，具有顯著的劑量學(xué)優(yōu)越性，明顯好于靜態(tài)調(diào)強(qiáng)，無論是7野IMRT還

參考文獻(xiàn)是9野IMRT，為提高腫瘤治療療效提供保，在危及器官保護(hù)方面，TOMO對腦干、脊髓、內(nèi)耳、晶體、頌下腺等的保護(hù)均優(yōu)于固定野調(diào)強(qiáng)，與既往研究結(jié)果類似。

以上臨床經(jīng)驗表明，TOMO技術(shù)治療頭頸部腫瘤具有靶區(qū)位置更加精確、劑量更準(zhǔn)確且分布更均勻的優(yōu)點(diǎn)，在滿足靶區(qū)劑量的要求下能夠更好地保護(hù)周圍重要器官。

4.小結(jié)

頭頸部腫瘤常見的腫瘤類型有喉頭癌、鼻腔癌、甲狀腺癌、口腔癌、頸部食道癌等，其發(fā)病原因與酒精、煙草等有關(guān)，并且具有極高的發(fā)病率和病死率。放射治療器械以及技術(shù)的改進(jìn)使得頭頸部腫瘤治療療效得到了提高，與此同時，腫瘤治療后的生存率以及生活品質(zhì)也逐漸引起了人們的重視。TOMO放療相比于傳統(tǒng)的調(diào)強(qiáng)放療具有更精確的靶區(qū)位置，更好的靶區(qū)適形性以及更均勻的劑量分布，并且還能夠減少對腫瘤周圍重要器官的損害，減少頭頸部腫瘤患者放療的不良反應(yīng)。目前，在國內(nèi)TOMO治療普及率不高，國內(nèi)外臨床研究數(shù)據(jù)相對較少，并且對于低劑量照射正常組織是否會引起新的問題、改善靶區(qū)劑量的分布能否提高腫瘤的控制率等一系列問題尚不明確，有待進(jìn)一步研究?？傮w來講，TOMO技術(shù)是一種安全高效的治療方式，是現(xiàn)代腫瘤精密放療的首選技術(shù)之一，未來會被更廣泛地應(yīng)用于腫瘤的放射治療中。