空间分割放疗是一种精确治疗癌症的新一代科技。它在三维空间上高度不均匀的剂量分布,在大体积原发性或转移性恶性肿瘤中显示出高的临床反应率和最小的毒性。
背景资料
传统放疗通过均匀照射整个肿瘤区域,容易造成正常组织的辐射损伤,限制了临床效果。空间分割放疗是将治疗体积划分为部分子体积,将高剂量和低剂量在子体积之间交替。矩阵放射治疗技术是融合了放射外科/格栅放疗等技术优势,实现生物/物理精准,解决临床巨块难治性肿瘤的放疗新技术。
基于肿瘤生物特性和线束剂量在肿瘤病灶三维空间分布上具有差异性和多样性的放疗技术,在临床上SFRT实施方式:格栅(Grid)、晶格(Lattice)两种方式。
二维的Grid物理实现方式主要包括Grid collimator-based Grid和多叶光栅(multi-leaf collimator,MLC)-based Grid。在 2 D-GRID 放疗中,治疗区域被划分为规则的网格状结构。网格的大小和形状可以根据患者的解剖结构和治疗目标进行调整。在治疗开始之前,医生会在患者身上放置一系列的参考标记,用于定位和对齐治疗区域。放射治疗设备会根据事先规划好的网格结构,通过图像引导技术来定位放射束的位置和方向。放射束会按照预定的剂量分配方案,沿着网格中的每个点进行照射。
2 D-GRID 扩展到三维上,在肿瘤体积内创建高剂量区域的阵列, 这种高剂量区域相隔一定距离,形成峰谷剂量分布,这种技术方法被称为晶格(Lattice)放射治疗。基于放射外科和格栅(Grid)放疗理念,射线直接照射到的区域形成了高剂量区,而其他没有直接照射到的区域则是接受了散射线的照射,从而形成了低剂量区。因此,靶区内外剂量梯度大,直接照射区和非直接照射区剂量差形成明显的峰谷效应,由峰谷剂量比值 (Peak-Valley Dose Ratio,PVDR)定量表示,峰谷比值越高则越有利于正常组织的修复,不同于常规放疗均匀剂量全靶区照射的剂量学原则。为了改善巨大体积肿瘤临床治疗困境,改善放疗和免疫治疗的协调效应,提升患者临床治疗获益,开展空间分割放射治疗。
适应证
所有大体积实体瘤(>5cm),包括头颈部鳞癌、软组织肉瘤、宫颈癌、肺癌、食道癌、神经系统肿瘤、乳腺癌、前列腺癌、肝癌、胰腺癌、结直肠癌、胃癌、黑色素瘤等。
禁忌症 1.有出血、穿孔倾向的空腔脏器肿瘤。2.神志不清、生活不能自理的患者。3.预计生存期低于3个月的患者。
技术流程
1、模拟定位和图像采集:患者在放疗定位装置下用热塑模固定体位,行 CT 扫描,必要时行 MRI、PET/CT 扫描
2、治疗计划设计:医生根据患者的具体情况制定个体化的治疗方案。这包括确定治疗剂量、分割肿瘤区域以及保护周围正常组织。
2.1 确定 Lattice 的布局。在肿瘤的总体积(GTV)内创建每个直径约为 0.5 至 1.5 cm 的球体,作为高剂量区域。球体之间互相间隔 2.0 至 5.0cm。
高剂量球形的对称性、大小或形状没有严格的要求。高剂量的顶点数量取决于肿瘤体积的大小和形状,位置要避开肿瘤内的血管和神经。
为了避免周围正常组织的超过耐受剂量,在 Lattice 周围向内边界,使高剂量的顶点与肿瘤边界保持一定的距离。
LATTICE 体积: GTV 减去总顶点体积,得到顶点间的剩余体积。确定 lattice 布局时主要考虑 GTV。
接受规定峰值剂量的顶点的总体积在 GTV 体积的1%至10%之间,最常见的值约为 2%。
在控制外周剂量及其他联合放射治疗的时,综合考虑 CTV、ITV、PTV。
图一LRT的高剂量区域分布及与GTV位置关系
2.2 处方剂量:峰值剂量:覆盖 95%的高剂量顶点体积的剂量谷值剂量:Lattice 体积内的最小剂量肿瘤周围剂量:肿瘤边缘周围的最大允许剂量,主要用于毒性控制,一般小于 3 Gy。一般来说,峰剂量和谷剂量之间的差值尽可能大。谷剂量仅需保证正常组织的毒性控制即可。为了诱导肿瘤的免疫,峰剂量为 15-25 Gy之间,谷剂量低于 5 Gy。
3、治疗实施: LRT 的技术要求等同于 SRS/SBRT 的技术要点,建议采取立体定向设置,治疗时需要图像引导和呼吸运动的管理,保证患者设置和固定体位的重复性。
4、LRT 计划的 QA:按照基于 IMRT/VMAT 的 SRS/SBRT QA 流程实施
5、LRT 计划报告:计划报告应包括以下参数:治疗目标,综合治疗方式,GTV、CTV/ITV、PTV,高剂量顶点直径大小,顶点间隔距离,顶点的数目,顶点/GTV 体积比,峰剂量,谷剂量,及这些体积的 DVH 数值。表一处方:顶点(峰)Dp 95(95%的顶点处方剂量):谷(VL) D 最小 V 5 GTV 边缘剂量 PTV 边缘剂量
LRT 剂量-体积数据报告
顶点数量 |
顶点直径 |
顶点体积(cc) |
顶点中心间距(cm) |
最大剂量(Gy) |
V (Dp)% |
顶点与 GTV 体积比 |
V (Dp)/ GTV |
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6、定期随访:在治疗结束后,医生将进行定期随访,评估治疗效果并监测患者的健康状况。
临床效果
SFRT在大体积头颈部肿瘤、软组织肉瘤、肺癌及宫颈癌中显示较好的局部控制率,对中晚期大肿瘤的总体局控率高达80%~90%。我科对大体积肿瘤进行 SFRT 联合常规放疗的实例:
患者一,上颌窦鳞癌术后放化疗后复发
患者二,上颌窦鳞癌 (T 4 N 1 M 0),SFRT 联合同步放化疗及 SFRT 剂量曲线
患者三,乳腺癌脑、肺转移,颅内转移灶最大截面5X4.5 cm。治疗前后对比:
患者四,下咽癌 (T 1 N 3 M 0), 右侧颈部巨大淋巴结,SFRT 联合同步放化疗,治疗前后对比
临床意义
在院领导的带领下,科室主任强化肿瘤治疗的基本公共服务,解决好人民群众急难愁盼医疗问题,始终把医疗高质量发展作为工作的第一要务,开展空间分割放射治疗大体积难治性肿瘤,取得不错的临床效果,解决了人民群众关心的医疗难题。在日常工作中,科室领导要求大家始终站在新的时代,肩负新的使命,工作贵在行动、重在见效,始终要求医护人员提高自身综合素质和服务水平,担当医疗技术创新的重任,因地制宜发展医疗“新质生产力”,积极参与区域肿瘤中心建设,提升四川及周边的肿瘤治疗辐射带动力,把优质医疗资源下沉落到实处。强化基本公共服务,兜牢民生底线,解决好人民群众急难愁盼问题,让现代化建设成果更多更公平惠及全体人民,在推进全体人民共同富裕上不断取得更为明显的实质性进展。
科室简介
头颈放疗一病区(头颈-口腔及咽部肿瘤)于2008年建立,历任主任为郎锦义主任医师、王卫东主任医师、冯梅主任医师。现任党支部书记、病区主任为王卫东主任医师,护士长为彭姗姗主管护师。病区设A、B、C三个医疗组,A组医疗组长为王卫东主任医师,B组医疗组长为李昉主任医师,C组医疗组长为李志琳主任医师。病区共有医护人员23人,其中医生8人,护士15人;包括省政府学术技术带头人1人,博士生导师1人,博士研究生2人,在读博士2人,硕士研究生4人,其中高级职称4人,中级职称7人。多年来病区始终以“以患者为中心,以质量为核心、以特色求发展”为宗旨,医疗、教学、科研协同发展。
病区主任王卫东主任医师为四川省政府学术和技术带头人、中国抗癌协会鼻咽癌专委会常委、四川省抗癌协会鼻咽癌专委会主任委员、二级教授、博士生导师;李昉主任医师为四川省抗癌协会肿瘤靶向专委会委员、四川省抗癌协会淋巴瘤专委会委员、四川省放射卫生技术评审专家;李志琳主任医师为四川省抗癌协会会员。
病区现有床位45张,年门诊病人6千余人次,年出院病人3.8千余人次,年收治头颈部肿瘤患者1000余例,年门诊放疗2.0万余人次。诊疗范围包括:鼻咽癌、下咽癌、口咽癌、口腔癌、腮腺癌、喉癌、鼻窦癌、脑胶质瘤等头颈部肿瘤的综合治疗。重点方向:(1)头颈部肿瘤的精准放射治疗;(2)以放化疗、放射免疫治疗、放射靶向治疗为主的Radio-plus综合治疗。(3)中西协同的鼻咽癌治疗新模式;(4)晚期恶性肿瘤的姑息治疗。本病区开展多项先进技术,包括:(1)基于多模态图像引导、先进算法的高端放疗技术:Unity、TOMO、Cyberknife、VMAT、Rapidarc、Infinity、Axess等,实现基于生物靶区的在线自适应放疗,鼻咽癌、喉癌、下咽癌、上颌窦癌等肿瘤诊疗达到国际先进水平。(2)高精度近距离治疗技术:①基于内外融合的三维后装治疗;②基于Mobetron的术中放疗技术;③基于三维打印的精准插植治疗。(3)基于非靶效应(远隔效应、旁观者效应等)的线束优化治疗模式,包括空间分割放疗(SFRT)、微束放疗(Microbeam RT)等。(4)粒子治疗技术(质子治疗)预计2024年投入临床。本病区临床疗效:鼻咽癌5年生存率82.1%、10年生存率73.5%,达国际先进水平。其他头颈肿瘤疗效均达到或超过国际平均水平。疑难危重病例占80%以上,CMI指数1.3以上。
近5年,本病区获得国家自然科学基金面上项目1项,国家科技部重点研发专项1项,四川省精准医学重大专项1项,四川省自然科学基金重点项目1项及四川省内多个科研项目,经费总额达到1100万元。主持多项临床多中心临床试验,包括四川省肿瘤医院临床科学家计划1项。共发表SCI文章60余篇,获得四川省科技进步二等奖2项,中华医学科技奖三等奖1项。获得发明专利授权5项,软件著作权2项。学术论文连续多年在ASTRO、ASCO会议上以壁报或口头报告等形式交流。
在教学方面,参编国家卫生健康委员会住院医师规范化培训规划教材《肿瘤放射治疗学》1部,连续多年参加电子科技大学、成都医学院肿瘤班本科生、研究生教学工作,完成国内及省内进修学员的带教工作;目前在读硕士生20余名、博士生5名,规培生30余名。与国际国内放射肿瘤中心有着广泛的合作和深度的交流,病区5名医生先后赴美国、法国等国进行中、长期访问学习。
本病区始终坚持“党建引领,科技赋能,服务临床”的理念,遵循高质量发展的原则,始终坚持“医疗服务第一,科研原创第一,人才教育第一”的宗旨,在头颈部肿瘤治疗领域中全面创建一流的平台、技术、服务。专家团队
郎锦义教授
一级主任医师/二级教授 博士研究生导师、博士后导师
国家肿瘤学临床重点专科学科带头人
四川省放射治疗中心指导主任、首席专家
电子科技大学肿瘤医工研究院/成都中医药大学肿瘤中西医结合研究院 院长
四川省人民政府参事
四川省第二届杰出人才贡献奖
中华医学会放射肿瘤治疗学分会第八届 主任委员
中国抗癌协会鼻咽癌专委会 前任主任委员
中国抗癌协会放射肿瘤专委会 副主任委员
西部放射治疗协会/四川省抗癌协会 理事长
全国卫生计生系统先进工作者、国家卫生计生突出贡献中青年专家、国务院特殊津贴 专家
全国优秀科技工作者、天府名医、四川省杰出人才十三五国家重点研发计划《基于“互联网+”的肿瘤放疗新型服务模式——“精准云放疗”系统开发及应用研究》首席专家
王 卫 东教授
教授/主任医师 博士生导师
电子科技大学附属四川省肿瘤医院放疗中心 副主任
四川省政府学术技术带头人
天府 QC 计划“天府名医”
中华医学会放射生物学组 副组长
中国抗癌协会鼻咽癌专委会 常委
中国抗癌协会肿瘤科普专委会 委员
中国医药生物技术协会基因检测协会 委员
中国医师协会肿瘤放疗分会放射免疫专委会 委员
中华医学会放疗专委会放射免疫及鼻咽癌学组 委员
中国临床肿瘤协会鼻咽癌专家委员会 委员
中国生物物理学会辐射和环境专委会 委员
四川省鼻咽癌专委会 主任委员
四川省抗癌协会肿瘤标志物专委会 副主任委员
四川省医学会肿瘤专委会 常委
四川省放疗专委会 委员
四川省转化医学专委会 委员