宫颈癌外照射技术的进展

王陶，蔡亚磊，杨健

（1.承德医学院，河北 承德 067000；2.沧州市人民医院，河北 沧州 061000）

0 引言

宫颈癌是最常见的女性生殖道恶性肿瘤，目前放疗、手术及综合治疗是其主要的治疗手段。放疗在宫颈癌的治疗中起着关键作用，约70%的宫颈癌患者需行放疗[1-2]。2019NCCN宫颈癌临床指南推荐，宫颈癌患者术后有高危因素（淋巴结、宫旁浸润及切缘阳性）或符合“Sedlis 标准”需术后补充放疗，此外ⅠB2 和ⅡA2 期、ⅡB～ⅣA 期患者首选放疗[3]。由此可见，放疗贯穿于宫颈癌治疗的始终。于是更新放疗技术成了我们提高放疗疗效的努力方向，为了得到更高的局部肿瘤控制率同时尽可能减少周围组织和器官的受照剂量，我们一步步从传统放疗时代进步到三维适形放疗时代再进步到当前的调强放疗时代，放疗技术越来越精准，放疗疗效和不良反应都得到了较好的改善。下面，我们将对宫颈癌目前应用的各种外照射放疗技术及其进展进行概述。

1 传统外照射

传统的宫颈癌外照射多采用二维前后野或盆腔四野箱式照射，运用不同的铅挡块形成不同的照射野。虽然剂量分布均匀，不会出现漏照，但会使正常组织接受大剂量的照射，导致毒副反应增加[4]。Samper-Ternent 等[5]报道放疗后晚期胃肠道及泌尿系统毒性的发生率较未接受放疗组分别增加7.7%和3.9%。此方式现已被更精准的放疗技术取代。

2 三维适形放疗

三维适形放疗（3-dimensional Conformal Radiotherapy, 3D-CRT）是最早被应用的精准放疗技术，可以使照射野与肿瘤靶区在三维空间上一致[6]，由物理师根据靶区边缘需被90%等剂量线包绕的要求来调整射线的入射方向和形状、剂量的分布，使整个肿瘤组织的照射较均匀，可比常规射野减少危及器官的受量[7]。但是，3D-CRT 仅是照射野与肿瘤靶区在三维空间上一致, 但并不能保证靶区表面与内部每一处的剂量都相等[6]。

3 调强适形放射治疗

调强适形放射治疗（Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT），在适形的基础上可以调节靶区内部的剂量。其根据勾画靶区及危及器官的剂量要求，通过调整射线的输出剂量率，使照射野与靶区在三维空间上保持一致，并保证靶区表面与内部每一处的剂量都相等，最大程度地提高肿瘤靶区的剂量，减少周围正常器官的受量。IMRT 与3D-CRT 相比，不仅使照射野与靶区在三维空间保持上一致，而且在剂量分布上也有优势，还能通过调整射野权重，完成同步推量[8]。IMRT是目前被广泛应用的放疗技术之一。从剂量学来看，IMRT可提高肿瘤控制率，降低副反应。

3.1 调强放疗技术分类

3.1.1 静态与动态调强

静态调强在照射过程中多叶光栅（multi-leave collimators, MLC）静止不动，易形成剂量冷点和热点。动态调强则是利用多叶光栅不断运动形成一个可以不断改变形状的窗口，当射线通过窗口时，其形状不断变化满足强度分布的要求，不易形成剂量冷点和热点[9]。谭剑锋等[10]通过比较静态与动态调强治疗宫颈癌得出，动态调强的照射剂量更准确，靶区剂量均匀性更好，能更好地保护危及器官，且大大缩短了治疗的时间。

3.1.2 容积旋转调强

容积旋转调强技术（Volume Modulated Arc Therapy，VMAT）是目前调强放疗中先进的技术之一，在治疗过程中加速器机架的旋转是非匀速的，使其治疗剂量率可发生动态变化，同时其多叶光栅不断运动，是动态调强与机架旋转的联合，可发挥最大的治疗效能[11]。邓海军等[12]研究对比IMRT和VMAT 两种治疗计划，靶区的剂量分布无差别，但VMAT计划能更好的保护特定危及器官，靶区适形度和均匀性更佳，且MU 值和治疗时间明显下降。

3.2 调强放疗与图像引导技术的结合

随着影像设备的发展，影像设备与放疗设备逐渐结合，形成图像引导调强放射治疗（image-guided radiation therapy，IGRT）。IGRT 技术可以在患者放疗前、中、后获取图像，然后利用获取的图像和定位CT 图像或数字重建图像（DRR）进行图像配准和融合，根据两者的偏差，移动、旋转治疗床，尽可能减少摆位误差，提高放射治疗的精度，减少周围正常组织器官的剂量[13]。

3.2.1 图像引导设备。

3.2.1.1 电子射野影像装置（electronic portal image device, EPID）

EPID 通过在治疗前、中、后摄片，与模拟定位片或治疗计划系统产生的数字重建影像进行对比，可测量其误差，验证患者摆位时照射野的几何精度[14]。但EPID 也存在如下问题：验证片是二维平面的显像、不能立体观察，而且结构重叠，尤其是看不清软组织，对等中心位置无法准确判断，也不能准确得知肿瘤在治疗中是增大还是减退[15]。现已被锥形束CT 和滑轨CT 取代。

3.2.1.2 锥形束CT（Cone Beam CT，CBCT）

CBCT 利用X 射线源绕患者旋转一周重建3D 图像。李平等[16]通过锥形束CT（CBCT）分析宫颈癌调强放射治疗中的摆位误差发现每日行CBCT 校正可明显减少摆位误差，提高放疗精准性。Yao 等[17]发现宫颈癌和子宫内膜癌术后患者每日行CBCT 可纠正误差，显着降低了小肠，膀胱和股骨头的最大剂量，具有统计学意义。但是CBCT 同时也存在一些问题，如无法测量放疗过程中肿瘤及周围正常组织动态变化的全过程、操作复杂、耗时较多、价格昂贵、存在图像配准误差等。

3.2.1.3 滑轨CT（CT-on-rail）

滑轨CT 将扫描CT 安装在加速器的对侧，由轨道连接两者，两者共同使用一张治疗床，保证患者在获取扫描图像时的体位与治疗时的体位一致[18]。李莹莹等[19]发现CT-on-rail所测摆位误差明显小于EPID 组，使放疗靶区更精准。

3.2.1.4 磁共振引导的放疗（Magnetic Resonance-guided radiotherapy, MRgRT）

与CBCT 相比，MR 引导的图像引导技术可以提供更好的解剖学清晰度，同时减少辐射暴露[20]。MRgRT 在后装治疗的疗效已经确定，并推荐为首选方式，但在外照射方面研究较少。Boldrini 等[21]对一例晚期宫颈癌行MRgRT 提示MRgRT对于宫颈癌似乎是可行的，并且可以提高治疗质量。

3.2.2 图像引导的自适应放疗

影像设备在放射治疗中的作用愈发重要，随着IGRT 不断提高和发展，提出了自适应放疗（Adaptive Radiation Therapy，ART）[22]。简单来说，在每次分次治疗前利用影像设备获得患者的图像，根据图像测量出摆位误差，连续测量数次，根据测量结果预测整个治疗过程的摆位误差，调整CTV 到PTV 的外扩范围，指导后续治疗[23,24]。van de Schoot AJAJ 等[25]对比自适应性与非自适应性放疗，结果显示，非自适应放疗每日CTV覆盖率不足每日部分的17%，自适应性放疗可将CTV 覆盖率提高至98%，并显著降低直肠的受量。

3.2.3 图像引导的四维放疗与实时跟踪治疗技术

由于肿瘤靶区及危及器官会随着时间变化，考虑到时间的影响，图像引导技术由三维走向四维。四维图像引导技术在图像采集、计划设计和治疗实施的全过程中考虑到靶区及危及器官的体积和空间位置跟随时间的变化，可以较好的保证靶区接受到足够的处方剂量[26]。但是人的每次呼吸并不是完全重复的，每个呼吸周期之间都有一定的差别，会引起靶区及危及器官运动的不一致；而且在治疗时，患者可能会发生不自主的运动，这些都会导致治疗时的靶区以及周围危及器官的运动与影像定位时产生差异，较难保证靶区剂量。实时跟踪治疗技术较好解决了这一问题，可以实时地测量、跟踪这些不能提前预测的运动[27]。Lee 等[28]对肝癌和肺癌患者进行呼吸引导4DRT 与自由呼吸状态下的三维放疗对比，4DRT 中正常肝体积及肺组织接受的照射剂量明显低于三维放疗，差异具有显著统计学意义。可见，四维放疗可明确减少正常组织的剂量。

4 螺旋断层放疗

螺旋断层放疗（Helical Therapy,HT）将直线加速器与CT相融合，实现360°聚焦，可以同时治疗多个及任意部位、大小、形态的肿瘤[29]。螺旋CT 比锥形束CT 的成像质量更高，成像精度高达±0.1mm，远高于常规加速器。每次治疗时，放疗医师可通过CT 扫描获得的兆伏级图像观察到肿瘤剂量分布和肿瘤变化，并可及时调整治疗计划，从而使治疗计划、患者摆位和治疗过程融为一体。Chitapanarux 等[30]在20 例ⅡB～ⅢB 的宫颈癌患者中对比静态调强放疗计划和HT 计划，比较二者的计划靶区（PTV）参数、临床靶区（CTV）参数及危及器官（OARs）剂量，发现HT 的CTV 中98%靶体积接受的剂量（D98）、平均剂量（Dmean）更接近于处方剂量，HT的PTV 参数（D5、D50、D95）均明显优于静态调强放疗计划，HT 计划中OARs 如膀胱、直肠的D2 和D50 剂量显著低于静态调强放疗计划，P＜0.001。刘娟等[31]研究发现HT 计划的平均剂量，均匀指数，危机器官的受照量均明显优于IMRT 计划，差异具有统计学意义。

5 重离子放疗

随着对不同射线认识的提高，人们发现重离子与一般光子相比，拥有独特优势。重离子在进入人体后，由于其初始能量很大，可以很快地穿过组织器官，能量损失较少，同时在离子的高速运动区会形成一个能量相对较低的区域；随着离子的径迹增大，运动速度逐渐减慢，在接近零时，能量大量释放，会形成一个陡峭的剂量高峰，即布拉格峰（肿瘤靶区的剂量急剧升高，其周围正常组织剂量很低）。重离子对肿瘤细胞的杀伤作用不依赖细胞周期和氧浓度，与一般的光子相比，重离子照射对DNA 造成的损伤更难修复，同时，对一般光子放射不敏感的肿瘤细胞也对其较为敏感[32]。但是重离子治疗设备的运行、维护费用高昂，未能在临床大面积开展。

6 总结

从普通放疗到精准放疗，我们的目标始终是提高肿瘤靶区剂量和肿瘤控制率，降低正常组织、器官的受照剂量及体积，减少放疗副反应或并发症，这使得放疗技术得到了极大地提升。目前放疗技术和与其配套的影像设备发展很快，新技术、新设备层出不穷，包括PET-CT/MRI 等。但目前各种放疗技术与影像设备之间没有很好的结合，病人的生存率并没有得到明显提高。所以如何将各种先进技术真正结合起来，实现优势互补，让放疗技术更加精准化，成为我们努力的方向。