难忘的童年-幼儿园健康检查制度

DOI:.2004.02.003
实用肿瘤杂志2004年　第19卷　第2期
·95·
三维立体定向放射治疗研究新进展
　立体定向放射治疗的物理学基础………………… ……………………………………………………张红志
　三维立体定向放射治疗中的放射生物学问题和机遇 …………………………………………………杨伟志
　鼻咽癌调强适形放疗的临床应用……………………… ……………………………………惠周光　徐国镇
　腹、盆部肿瘤的三维立体定向放射治疗………………… ………………………………………………余子豪
立体定向放射治疗的物理学基础
张红志
(中国医学科学院肿瘤医院,北京100021)
关键词:
立体定位技术;放射治疗;放射治疗 计划,计算机辅助
中图分类号:
R
454;
R
815　　文献标识码 :
A
　　文章编号:1001-1692(2004)02-0095-06
　　立体 定向放射治疗是一种照射技术,它源于20
世纪50年代初瑞典神经外科学家LarsLeksell的
设计,即利用类似神经外科立体定向定位的方法,对
欲治疗的病变准确定位,然后使用放射线。 主要是γ
射线或X射线,给以多个非共面小照射野三维集束
照射。根据照射的不同分次模式,又 可分为立体定向
放射手术(
stereotacticradiosurgery
,< br>SRS
),即早期
LarsLeksell单次大剂量照射和立体定向放射治疗
(stereotacticradiotherapy,SRT),即20世纪80年
代逐渐开展的分 次照射。目前立体定向照射的设备
主要是利用γ射线照射的Leksellγ刀装置,和利用
直 线加速器实施照射的X射线立体定向照射系统
(亦称X刀)。以下将SRS和SRT统称为立体定向放射治疗。本文将对立体定向放射治疗的实施、剂量
学特点和质量保证等内容给予简要论述。
1　立体定向放射治疗的实施
立体定向放射治疗的实施过程,是获取患者的
影像学资料、治疗 计划设计和实施治疗的一个复杂
过程。图1为示意图。首先患者应带有在诊断装置,
如CT、M RI等,可显像的Z形标记(或V形)定位
框架,行扫描获取影像学资料。将这些资料经网络
( 或磁盘、光盘等)传输给治疗计划系统。计划系统完
成治疗方案的设计,靶体积的定位等,然后在立体定
向照射装置(如
Leksellγ
刀装置或直线加速器立体
收稿日期:200 4-02-16
作者简介:张红志(1948-),男,贵州兴义人,中国医学科
学院肿瘤医院 研究员,从事肿瘤放射治疗物理学研究.
定向照射系统)实施治疗。
F定位框架;P支撑系统; Z显像标记;
C
诊断设备;
T
治疗设备
图1　立体定向照射示意图< br>从上面的分析可以看出,立体定向照射装置主
要有三部分组成,即治疗实施系统,立体定向系统和
计划系统。
Leksellγ
刀装置和直线加速器立体定向
照射系统的主要区 别是治疗实施的方式不同,而立
体定向系统和计划系统基本相同或相近。
1.1　治疗实施系统
1.1.1　Leksellγ刀装置　Leksellγ刀装置主要部
件是辐射单元,盔形准 直器系统,治疗床,液压系统
和控制部分。如图2所示,辐射单元包括有201颗
60
Co放射源,按半球形排列。中心源射线束中心轴与
水平线呈55°,其余放射源沿治疗床长轴方向±4 8°,
和沿治疗床横向±80°分布。所有放射源射线束中心

·96·
轴聚焦于一点(精度为±0.3
mm
),源到焦点的距离
为403
mm
。焦点处的剂量率可达到300～400
cGy

min。
Journalo fPracticalOncologyVol.19　No.22004
刀装置的剂量学特性,并且直 线加速器还可以实
γ
现常规分次放射治疗,相对成本也较
γ
刀装置低很
多,这是X射线立体定向照射系统更为优越之处。
:机架旋转轴;
C
:准直器旋转轴 ;
G
T
:治疗床旋转轴
图3　a:直线加速器立体定向照射系统示意图
　　b:圆形准直器系统
图2　Lekshellγ刀示意图
Leksellγ刀装置有4个 盔形次级准直器系统,
分别由201个通道对放射源准直,可在焦点处形成
4、8、14、和1 8
mm
直径的照射野。如果需要,可以对
任意通道即放射源屏蔽。在治疗时,患者戴有 定位框
架,进入盔形准直器系统,并使靶体积与焦点同位,
由液压系统驱动治疗床进入γ刀的辐 射单元,盔形
准直器与初级准直器重合,位置精度可好于±0.1
°
mm
,即 可实施治疗。由于201个放射源是沿着92
×160°一个弧形面分布,并聚焦于一点,可保证对靶< br>体积从多方向聚焦照射,并具有很高的治疗精度。这
是Leksellγ刀装置最主要的优点。< br>由我国深圳奥沃公司研发的旋转式γ刀装置,
仅使用30颗
60
Co放射源,分 组排列,源旋转轴与垂
直平面交角分别为14°～43°,空间立体角为30°×
360°,可 实施多野旋转集束照射。
1.1.2　X射线立体定向照射系统　X射线立体定
向照射系统是以 直线加速器为基础实现的。如图3
所示,在标准的直线加速器治疗头上增加第三级准
直器系统, 通常为一组圆形准直器,可在等中心处形
成5～50mm的照射野。根据临床治疗的要求,可替
换不同大小的准直器。实施治疗时,通过变换治疗床
的旋转角度,实行多弧旋转照射。也可以采用动态立
体定向照射。即治疗时,治疗床和机架按照计划设计
的要求,同时旋转,并出束照射(图4)。 按照这种方
式,可以同样实现类似γ刀装置那样的多方向小照
射野集束照射的效果。
图 5给出立体定向照射所采用的不同照射方法
和剂量分布的特点。可以看出,以直线加速器为基础
的X射线立体定向照射系统,基本可以达到Leksell
图4　动态立体定向照射示意图
1. 2　立体定向系统
立体定向系统是在实施立体定向照射过程中,
为患者建立一个三维座标系,以 保证立体定向照射
的精确。它包括有影像定位框架和治疗摆位框架。
影像定位框架和治疗摆位框 架使用时都与一基
准环相连接,基准环分为有创和无创固定型两种。有
创固定型通过局部麻醉后 ,固定在患者的头骨上,一
般在单次照射时使用。无创固定型和患者的体位固
定器相连接,一般 分次照射时使用。
影像定位框架带有可在
X
射线影像上显像的
V型(或Z型) 标记。患者戴着定位框架实施CT(或
MR)扫描,所获得的每一帧CT图像都带有标记。而
且 这些标记在不同位置的
CT
影像上有不同的几何
位置,这是立体定向照射计划系统建立 患者三维座
标系的基础。
治疗摆位框架实际是一三维定位框架。它一般
有
X< br>、
Y
和
Z
三个方向的标尺和座标指示器。当计划
系统设计的治 疗计划方案确定后,由计划系统计算
出靶中心相对患者三维座标系各个方向的座标值。

< br>实用肿瘤杂志2004年　第19卷　第2期
·97·
剂量分布计算和显示。同时在设计 时能提供野视图
(
BEV
)等工具,可直观地避开正常组织和敏感器
官。对于 最终的剂量分布,可提供剂量评估工具,如
剂量-体积直方图(DVH)等评价剂量分布的优劣。
以及靶剂量的剂量参数。在多靶点治疗和再程治疗
等计划设计时,要有能处理多计划的叠加和评估处< br>理功能。第三,能完成特定患者三维座标系的建立,
在各种治疗参数输出清单中给出靶中心的三维 座
标、照射野几何设置条件、剂量值、治疗时间(或机器
单位)等。
2　立体定向放射 治疗的剂量学特点
2.1　基本剂量学参数
立体定向放射治疗采用的是非共面小照射野集
束旋转照射,其基本剂量模式为:D=D
M
·TMR·
。式中
D
M
为参考条件的输出剂量,以6
S
C,P
·
OAR
MVX射线 为例,参考条件为最大剂量深度,即水下
1.5
cm
,10
cm
×1 0
cm
照射野;
TMR
为组织最大剂
量比;S
C,P
为照射野输出因子;OAR为照射野离轴
比。因此立体定向放射治疗的基本剂量学参数应包
括
TMR
,
S
C,P
和
OAR
。考虑到水模体中实际 测量
TMR
值较为繁杂,可利用测量百分深度剂量
(PDD),然后计算得到TMR值 。
立体定向放射治疗通常所使用的圆形照射野,
较常规放射治疗的照射野要小得多,一般直径为 几
图5　a不同立体定向照射方式示意图
　　b不同方式照射剂量分布比较
(剂量跌落 最陡和最缓处)
毫米或3～4cm之间。这样选用常规电离室进行剂
量测量会有一定困难。其原 因主要为:(1)电离室位
于照射野中心轴,测量中心轴深度剂量和输出因子,
缺乏测方向的电 子平衡,使得具有一定几何尺寸的
探头,在测量时其中心到边缘即有明显的剂量变化;
(2)测 量照射野的离轴比时,由于小照射野内剂量梯
度较大,而常规电离室的空间分辨率较差。正是基于
这些考虑,通常对于剂量梯度较大的小照射野剂量
学参数的测量,特别要注意测量探测器的尺寸。根据美国医学物理学家学会(
AAPM
)的建议,
无论是γ刀装置还是X射线立体 定向照射系统的
剂量参数的测量,要使用灵敏体积较小的探测器。具
体测量深度剂量(包括TMR
)和照射野输出因子,
建议使用电离室探测器,并其灵敏体积直径≤
3mm 。照射野的离轴比可使用胶片剂量计,半导体,
闪烁探测器或热释光(TLD)及电离室等,其灵敏体< br>积直径≤2
mm
。胶片剂量计由于其空间分辨率较
高,可作为首选。使用半导体 要注意其角度响应特性
(即入射方向)的影响。
2.2　剂量学参数的特点
在实施治疗 时,患者戴有治疗摆位框架。首先根据治
疗计划系统的计算结果,通过治疗摆位框架
X
、
Y
和
Z三个方向的标尺,确定患者靶中心在三维空间的
位置,并将治疗机的 等中心(或γ刀装置的焦点)与
之重合,即可实施治疗。
1.3　治疗计划系统
治疗计 划系统实际是一套计算机系统,它具有
的软件功能,是和特定的立体定向照射设备所匹配
的。第 一,治疗计划系统应具有很强的图像处理能
力。通过输入带有定位标记的CT等影像学资料,完
成三维图像的重建,包括矢状面和冠状面的显示等。
必要时,可根据不同来源的影像学资料,完成图像的
融合,以方便主管医生更准确地确定治疗的靶体积
形状、体积,以及与周围正常组织特别是敏感 器官的
几何关系。第二,治疗计划系统应具有很强的剂量计
算和评估功能,包括确定照射技术、 照射野入射方
向、准直器大小、剂量权重、旋转弧起始和终止角度、

·98·< br>上述立体定向放射治疗多采用小尺寸照射野。
其剂量参数与常规放射治疗所使用的较大尺寸照射< br>野的参数相比较,有着不尽相同的特点。
首先实际测量组织最大剂量比,在深度大于最
大 剂量深度
d
max
范围内,可用公式表示:
TMR
(
d)=
exp(-μ(d-d
max
))。式中μ为有效线性衰减参数,
它 依赖于射线能量和准直器的尺寸。以6MV-X射
线的一组不同尺寸准直器的TMR值为例,计算出不同照射野的有效线性衰减系数
μ
,并将此组数据
外推至零野的μ值为0.051 0～0.0505cm
-1
(如图6
所示)。利用上述公式可很好拟合所测量的数据。
JournalofPracticalOncologyVol.19　No.22004
A :横座标为离轴距离
B:横座标为离轴距离与测量点射野宽度之比
图7　20
cm准直器离轴比
表1　照射野输出因子的比较
照射野(cm)
*
CH1Mo nteCarlo
0.879
0.897
0.909
0.918
0. 922
0.925
0.927
Rice
0.853
0.885
0.903
0.912
0.920
0.924
0.927
图6　6 MV-X射线不同准直器的线性
衰减系数及零野的外推值
12.5
15.0
1 7.5
20.0
22.5
25.0
27.5
0.870
0. 892
0.908
0.919
0.924
0.930
0.933测量照射野的离轴比,同样会遇到上述小尺寸
照射野的问题。如图7所示,测量6MV-X射线≤5
cm准直器的离轴比,测量深度分别为1.5cm和10
cm
(如图7
A所示)。如果将测量曲线的横座标改写
为离轴距离与照射野在测量点宽度之比表示,两条
曲 线基本重合(图7B)。准直器在1.5cm～5.0cm
范围,离轴比曲线基本不随深度而改变。这一 特点主
要在这一范围内,有用射线束仅为中心轴2～3度范
围。
照射野输出因子的测量 ,可采用交叉校准
(cross-calibration)方法。即选择灵敏体积≤2mm
的 探测器,如半导体、热释光等,首先用经国家标准
实验室检定的标准电离室,对选择的探测器进行校准和刻度,然后再用其对立体定向照射装置的输出
因子测量。通常这一作法,可以得到令人满意的结
果。如表1显示,是采用P型半导体探头,经标准的
NE2571石墨壁电离室校准后,测量照 射野输出因
子,与蒙特卡罗方法及相关文献的比较,几组数据基
本相吻合。
　　
*
中国医学科学院肿瘤医院
3　立体定向放射治疗的质量保证
3.1　质量保证体系 的建立
今天,随着科学技术的迅速发展,特别是计算机
技术的发展,放射治疗已经进入了一个新 的令人振
奋的时代——三维放射治疗(
threedimensionalra-
di ationtherapy,3DRT)时代()。立体定向
放射治疗正是三维放射治疗的一种形式。< br>放射治疗是涉及多学科理论和实践的一门专
业,需要多学科的专门人才共同参与,并使用复杂而< br>精密的专用设备,特别是开展三维放射治疗。欲使患
者从诊断,治疗直至疗后的随诊都能安全而有 效的
实施,必须建立并执行质量保证体系才有可能。
基于国际标准化组织(internati onalorganiza-
tionforstandardization,ISO)9001的原 则,并充分
考虑医疗部门的特点,三维放射治疗的质量保证体

实用肿瘤杂志20 04年　第19卷　第2期
·99·
　　表2仅显示颅内病变的情况,而对体部病变的
立体定向放射治疗要更为复杂。首先体部定位框架
多以患者皮肤标记作依据,或采用真空垫及部分热塑材料固定,偏差及重复性要劣于头颈部的定位。其
次胸、腹部组织器官移动较大,这也是影响位置 精度
的重要因素。对于立体定向放射治疗的靶体积位置
的不确定性,放射治疗医师和物理师应有 清醒的认
识,在制定治疗计划及实施治疗时予以克服。
3.3　立体定向放射治疗的质量控制< br>立体定向放射治疗的质量保证是一系统工程,
它包括临床和物理技术等方面诸多内容。由于篇幅< br>限制,下面仅就物理技术方面的重点予以简要论述。
立体定向放射治疗的质量保证规范应在开展这
一照射技术时就予以制定,并建立日常的检测制度。
对于相关学术组织或权威机构已发表的放射 治疗质
量保证建议(
WHO
,
IAEA
)应予参照。这其中包括了治疗机、计划系统及附属设备的检测和校准。
由于立体定向放射治疗多治疗靶体积较小的病
变,和即使是分次治疗,单次剂量也较常规放射治疗
的大许多。因此靶体积的定位和照射的准确性显得
尤为重要,稍有不慎,就可酿成不可挽回的大错。正
是基于这一考虑,需要设计和制备专门的检 测装置,
和特殊的技术,对靶点精度定期校准。如图9所示,
Lutz靶点模拟器可检验不同角 度的机架和治疗床
的机械和射线束等中心的位置偏差。
系框架如图8所示。可以看出,质量保证 体系的运作
都是围绕三维放射治疗的整个过程而展开和实践
的。它包括确定质量保证的目标;完 善各类专门人员
的组成,明确其职责、教育与培训及互相业务关系;
建立各种专用设备的维护、 校准规范和管理制度;临
床治疗过程的规范和控制等。
图8　三维放射治疗质量保证体系框图< br>3.2　立体定向放射治疗的误差分析
立体定向放射治疗是一复杂的治疗过程。患者
接受 这类治疗,要经历靶体积定位,计划设计,治疗
摆位及实施治疗几个阶段,而在每个阶段都会使用
专用的设备和装置,诸如CT、MR等影像设备,和γ
刀及加速器等各类治疗机。因此立体定向放射治 疗
的准确性,取决于每一步骤所采用的技术和使用设
备自身的不确定性。如前面章节提到的,L eksellγ
刀装置的焦点位置的不确定性为0.3mm,而直线
加速器等中心的不确定性为 ±1.0
mm
。但这并不意
味着γ刀装置治疗位置精度,一定高于以直线加速
器为基础的X射线立体定向系统。实际上CT定位
的不确定性对立体定向治疗的准确性占有重要地
位。
利用CT影像确定肿瘤的靶体积,除依靠于主
管医生的临床经验外,还依赖于CT影像的 分辨率。
即像素大小和扫描影像的层距。通常像素大小为
0.7mm×0.7mm,而扫描层距 不<1.0mm,则靶
点定位的不确定性为1.5～2.0mm。综合各个环节
的位置不确定性 ,表2给出颅内病变立体定向放射
治疗靶体积位置的不确定性。
表2　立体定向放射治疗的靶体 积位置的不确定性
CT
扫描层距1.0
mmCT
扫描层距3.0
mm
图9　
Lutz
靶点模拟器示意图
准直器位置检验可采用胶片法。首先将胶片 水
平放置在等中心处,机架分别设置在0°和180°,对
穿照射;然后将胶片垂直放置在等中 心处,机架分别
设置90°和270°,对穿照射。结果如图10所示,很容
易判断准直器是否 准直,只有在结果在限值以内,方
可实施治疗。为便于建立日常的检测制度,表3给出
X射线立 体定向放射治疗检验规范,此不包括常规
治疗的检验内容。
立体定向框架
加速器等中心 (γ刀焦点)
1.0mm
1.0mm(0.3mm)
1.7
mm
1. 0
mm
0.3mm
2.4mm(2.2mm)
1.0mm
1.0mm (0.3mm)
3.2
mm
1.0
mm
0.3mm
3.7m m(3.5mm)
CT
影像分辨率
组织器官移动
血管造影
位置总不确 定性

·100·
表3　
X
射线立体定向放射治疗质量保证设备 检测规范
检测内容
1、
CT
(
MR
)线性
2、CT
影像传输
3、光子射野
　(1)点剂量(d=dmax,5,10)
　(2)照射野离轴比(d=dmax,10)
4、定位框架
　(1)CT定位框架
　 (2)MR定位框架
　(3)
DSA
定位框架
5、定位系统
　(1)
CT
定位
　(2)加速器摆位
6、计划系统
　(1)双旋转
　等剂量比
　不等剂量比
　(2)多旋转
　270°,230°,190°,10°, 50°
7、机器设置半年
半年
每季度
半年
半年
每季度
频数
每周
每季度
JournalofPracticalOncologyVol. 19　No.22004
(a)1cm准直器单次曝光,(b)和(d)为垂直对穿照射(机
架 角0°和180°),(c)和(e)为水平对穿照射(机架角90°和
270°),(
b)和(
c
)显示准直器位置精度好,(
d
)和(
e
)显 示准
直器位置偏差约1～2mm
图10　胶片法检测准直器位置精度
结束语
随 着照射技术的发展,在一定程度上也促进了
治疗模式的改变,与常规方法比较,人们在逐渐探讨
和实践:(1)增加肿瘤的总剂量和分次剂量;(2)尽量
减少正常组织特别是敏感器官的总剂量和分次 剂
量;(3)缩短总治疗时间和减少分次治疗次数(A.
Brahme
)。立体定向放 射治疗在对某些部位肿瘤治
疗中正实践着上述设想,想来这一技术会有更大的
发展。
( 上接第94页)
避免用对心脏或肝脏有毒性的药物,给VCR2mg
静注,
BLMA5
32
mg
静滴,
PRED
60
mg
每日口 服。
次日患者呼吸困难好转,颈胸部肿胀感减轻,心电监
护下发现窦性心律不齐。化疗后3日患 者突然出现
心悸、胸闷,心电图显示频发室性停搏伴房性逸搏,
异常
Q
波,< br>HR
79次分,予阿托品针0.5
mg
静注
后停搏次数明显减少,症状 减轻,继续口服阿托品片
0.5mg,每日3次,当日体检肝脏已明显缩小至右
肋下1
cm
,肝功能复查正常。此后视患者病情,间隔
1～2周化疗1次,共行6周期化疗。化疗2周 期后
患者心悸、胸闷、呼吸困难即消失,心律逐渐转齐,生
活部分自理。患者因经济困难于同年 7月27日出
院,2月后,患者终因面颈肿胀再发,心力衰竭而死
亡。
讨论　原发于睾 丸的恶性淋巴瘤临床上较少
见,约占睾丸恶性肿瘤的1%,大多表现为迅速增
大的睾丸肿块,一 般难与其他睾丸肿瘤鉴别,多在术
后确诊。但恶性淋巴瘤侵犯心脏大多由尸检发现,一
般以心包 膜最常受累,出现心包积液或心包缩窄改
变,临床上往往没有明显的症状和体征。本例睾丸恶
性 淋巴瘤经综合治疗完全缓解近5年后发生心脏侵
[1]
犯,导致SVCS和右心衰竭临床上极为 罕见,检索国
内最近10年的文献资料,未见报告,仅早年孙燕等
曾报告1例
NHL< br>在右心房内形成鸡蛋大肿物,心
脏听诊有明显杂音
[1]
。
本例末次入 院时我们仅从SVCS的常见原因去
考虑,如纵隔淋巴结肿大等,待患者出现明显右心衰
竭症状 时,才高度怀疑患者是否有原发或继发心脏
病变。但因缺乏相关经验,心脏彩超及心脏CT均误
诊,对心腔内异常回声信号未予重视,仅提示少量心
包积液和胸腔积液。然而患者的临床症状严重程度< br>与影像学检查结果极不相符,故再予心脏
MR
检
查,从而得到确诊。本例因右心 衰竭、肝脏淤血致肝
功能损害限制了化疗药物的应用,但疗效仍较满意。
通过本例诊治,我们认 为对于不明原因的
SVCS
,应
及时查找心脏方面的原因,心脏MR较心脏CT检查更能帮助临床诊断,化疗仍然是恶性淋巴瘤心脏
侵犯致SVCS有效治疗手段,不宜轻易放弃。< br>参考文献:
[1]　张天泽,徐光炜.肿瘤学[M].天津:天津科学技术出版
社,19 96.2372-2374.