全身γ刀自主创新点及临床效果
全身γ刀是由我国多学科先进技术集成创新的、具有完全自主知识产权的立体定向放射治疗设备,可用于全身实质器官肿瘤的治疗。从1998年10月首台全身γ刀开始应用于临床至今,已研发生产了各种不同类型的设备,其中有的已应用于临床多年,有的还处于临床验证阶段。据初步统计,我国现已有近100台不同类型的全身γ刀应用于临床,治疗各种癌症患者10万余例,已成为我国重要的立体定向放疗手段之一。空军总医院在应用OUR-QGD型全身γ刀的临床研究中,治疗患者4000多例,提出了独特的剂量分布特点和剂量分割模式,制定了临床应用及操作规范,在肿瘤治疗上获得了局控率高、副作用小的较好结果,并与设备研发单位共同荣获2005年度国家科技进步二等奖。
1.主要技术内容与自主创新点
全身γ刀研发以提高放疗疗效、降低放射损伤和拥有自主知识产权为目的,立足技术和系统集成创新,通过多学科密切合作和交叉协同攻关,研制具有我国特色的γ射线立体定向全身放射治疗设备(简称全身γ刀),并通过广泛深入的临床应用研究,使之能安全有效地治疗各种肿瘤。
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全身γ刀通过多源动态旋转聚焦技术使γ射线高度聚焦于局部区域,其剂量分布特征为:
1.类似于质子线Bragg峰,表现为剂量高度集中,焦点处剂量最大,可形成高剂量平台,周边剂量下降陡峭。
2. 类似于放射性粒子置入,通过多源动态旋转聚焦形成的高剂量焦点类似一粒放射性粒子,在肿瘤内将多个焦点填充叠加形成高剂量区,周边高剂量范围较小,中心剂量层层递增,类似于放射性粒子置入的剂量分布特征,可治疗1~10 cm左右的肿瘤。
3. 呈同心圆状层层递增的剂量分布,适宜采用高分次剂量治疗模式。以50%剂量线5 Gy/次×10次(总剂量50 Gy)为例,将剂量换算成生物等效剂量(BED)[BED=nd(1+d/α/β),α/β值取10],其剂量分布为:计划靶区(PTV)的BED=75 Gy(相当于常规放疗的62 Gy),临床靶区(CTV)与大体肿瘤靶区(GTV)间的BED=100 Gy(相当于常规放疗的84 Gy),GTV内的BED为119~131.3 Gy(相当于常规放疗的100~110 Gy)。这样的剂量分布既满足了GTV的高剂量要求,又保证了PTV外的正常组织在可耐受剂量以下。
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4. 比三维适形放疗(3D-CRT)有更好的剂量聚焦优势。γ刀利用多源多线束旋转聚焦,线束数量多达几百束以上,剂量分布高度集中,30%~50%剂量线的范围较小,可用50%剂量线作为处方剂量线。3D-CRT通过多个野的射线在肿瘤内叠加形成高剂量区,但照射野数量有限,剂量聚焦性不如γ刀,30%~50%剂量线的范围较大,多用90%以上剂量线作为处方剂量线。
5. 适形度差和剂量分布不均匀,这是全身γ刀与3D-CRT和调强放疗的明显区别之一,因此,它的适应证应严格限制在实质器官肿瘤。
2.临床应用
适应证 全身γ刀的适应证为实质器官肿瘤。在临床上主要用于肺癌、肺转移癌、肝癌、肝转移癌、胰腺癌、腹腔淋巴结转移、直肠癌术后复发、胆管癌、腹膜后肿瘤及盆腔肿瘤等实质器官肿瘤的治疗。我院全身γ刀治疗病例按比例高低依次为周围型肺癌、肺转移癌、肝癌、肝转移癌、胰腺癌和腹腹后淋巴结转移等。
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禁忌证 在以下一些情况时应尽量避免采用全身γ刀治疗:①肿瘤位于腔道器官或邻近腔道器官,如食道癌、胃癌、贲门癌、结肠癌等(直肠癌术后局部复发除外);腹腔内肿瘤与肠管有粘连等,这些部位的肿瘤采用高分次剂量治疗易造成正常腔道器官的放射损伤,如穿孔、狭窄和出血等;②肿瘤巨大且伴有广泛转移,全身衰竭;③伴有大量胸水或腹水。
治疗方法 用真空成形袋将患者仰卧位或俯卧位固定,CT扫描确定靶区范围和邻近器官的关系,通过网络直接传送CT图像,按不同部位要求分别勾画GTV、CTV和PTV,根据病灶大小采用单靶点或多靶点照射。病灶<3 cm采用孔径适当的单靶点照射,病灶>3~10 cm采用孔径不同的多靶点组合照射。处方剂量根据靶区大小和治疗目的决定。
根治性治疗:治疗肺、肝等实质器官肿瘤时:小靶区(肿瘤<3 cm),50%剂量线处5~10 Gy/次,40~50 Gy/4~10次;中靶区(肿瘤3~5 cm),50%剂量线处4~8 Gy/次,48~56 Gy/6~14次;大靶区(肿瘤6~10 cm),40%~50%剂量线处3~4 Gy/次,40 Gy后缩野追加剂量10~20 Gy/次;肿瘤位于实质器官,但与放射敏感器官较近时(如胰腺癌和腹膜后肿瘤等),应适当降低分次剂量或总剂量。
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姑息性治疗:根据患者全身情况和治疗目的,在根治性治疗基础上适当降低分次剂量和总剂量,以减轻症状和延缓肿瘤生长。
临床分期和疗效评估 患者通过胸部CT、头部MRI和骨扫描诊断进行临床分期,PET/CT用于部分病例的检查。治疗第1年每2~3个月随访1次,以后每6个月1次。随访期为12~54个月(中位时间为27个月),随访内容包括病史、物理学检查和胸腹部CT。第1年内在治疗后1、3、6、12个月进行CT检查,以后的CT检查根据当地医生的判断进行。进一步的随访通过电话、信件或当地医院的诊断报告了解患者的复发、毒副作用和生存情况。
肿瘤局部反应以完全缓解(CR,肿瘤完全消失)、部分缓解(PR,肿瘤缩小>最大径的50%)、进展(PD,肿瘤增大>最大径的25%或出现新病灶)和稳定(SD,介于PR和PD之间)作为疗效判断标准,治疗后3~6个月通过CT进行影像学评价。放射损伤按RTOG早期和晚期放射损伤的分级评价。
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统计学方法 应用SSPS 12.0软件包,采用Kaplan-Meier法计算生存率及局部控制率。随访时间从治疗结束到最后随访时患者生存或死亡的时间,生存率和局部控制率从治疗开始日算起。
3.临床效果
非小细胞肺癌:123例不能手术的Ⅰ~Ⅲ期非小细胞肺癌,Ⅰ/Ⅱ期原发灶CR为63%,总有效率为95%,1、2、3年肿瘤局控率均为95%,总生存率Ⅰ期分别为100%、91%和91%,Ⅱ期分别为73%、64%和64%,Ⅰ/Ⅱ期分别为88%、78%和78%,肺早晚期反应较轻,Ⅲ级放射性肺炎仅有1例,占2%;Ⅲ期病例CR为37.5%,总有效率为70%,中位生存时间20个月,1、2、3年总生存率分别为61.3%、41.5%和20.7%,肺的早晚期反应较轻,未见Ⅲ级放射性肺和食管反应。
原发性肝癌:123例不能手术的Ⅰ~Ⅲ期原发性肝癌,原发灶CR为25.7%,总有效率为81.1%。Ⅰ/Ⅱ期的中位生存期为36个月,1、2、3年总生存率分别为81.2%、79.0%和49.6%;Ⅲ期病例中位生存期15个月,1、2年总生存率分别为58.7%和23.9%。Ⅰ/Ⅱ期和Ⅲ期的1、2年总生存率存在显著性差异。肝功能影响与治疗前肝功能状态有显著关系。不能手术的Ⅰ/Ⅱ期肝癌Child-Pugh A级的1、2、3年生存率分别为90.3%、85.6%和58.3%,Child-Pugh B级分别为71.3%、71.3%和35.7%,而Child-Pugh C级分别为50%、0和0。
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胰腺癌:111例不能手术的Ⅰ~Ⅲ期胰腺癌,原发灶CR为23.9%,总有效率为84.5%。Ⅰ/Ⅱ期的中位生存期为17个月,1、2、3年总生存率分别为69.9%、35.8%和30.7%;Ⅲ期的中位生存期为8个月,1、2年总生存率分别为29.6%和14.8%,Ⅰ/Ⅱ期和Ⅲ期的1、2年总生存率存在显著性差异。治疗期间胃肠道反应Ⅰ~Ⅱ级为72.9%,Ⅲ级为3.2%,经对症处理可完全缓解。
同时治疗肺转移、肝转移和纵隔及腹膜后转移癌的1年局控率达90%以上。
4.小结和展望
我国独创的全身γ刀技术有较大的剂量聚焦优势,在治疗实质器官肿瘤如肺癌、肝癌和胰腺癌等方面获得了令人鼓舞的结果,其局控率和生存率都远高于常规放疗,且放射反应相对较轻。全身γ刀技术是一种安全有效的立体定向放疗手段,值得进一步深入研究和推广应用。全身γ刀技术具有完全自主知识产权,符合我国“十一五”计划的科技自主创新的要求;与国外同类技术和设备相比,价格低廉,操作简便,治疗费用低,易于推广应用,能更好地满足目前我国多数地区经济条件相对落后的实际需要;进一步提升软件性能、完善设备,除了能节约外汇之外,还为我国放疗设备的产业化发展开拓了广阔前景;开展临床多中心协作研究和推进临床应用的规范化进程对促进放射肿瘤专业发展具有重要意义。, http://www.100md.com
1.主要技术内容与自主创新点
全身γ刀研发以提高放疗疗效、降低放射损伤和拥有自主知识产权为目的,立足技术和系统集成创新,通过多学科密切合作和交叉协同攻关,研制具有我国特色的γ射线立体定向全身放射治疗设备(简称全身γ刀),并通过广泛深入的临床应用研究,使之能安全有效地治疗各种肿瘤。
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全身γ刀通过多源动态旋转聚焦技术使γ射线高度聚焦于局部区域,其剂量分布特征为:
1.类似于质子线Bragg峰,表现为剂量高度集中,焦点处剂量最大,可形成高剂量平台,周边剂量下降陡峭。
2. 类似于放射性粒子置入,通过多源动态旋转聚焦形成的高剂量焦点类似一粒放射性粒子,在肿瘤内将多个焦点填充叠加形成高剂量区,周边高剂量范围较小,中心剂量层层递增,类似于放射性粒子置入的剂量分布特征,可治疗1~10 cm左右的肿瘤。
3. 呈同心圆状层层递增的剂量分布,适宜采用高分次剂量治疗模式。以50%剂量线5 Gy/次×10次(总剂量50 Gy)为例,将剂量换算成生物等效剂量(BED)[BED=nd(1+d/α/β),α/β值取10],其剂量分布为:计划靶区(PTV)的BED=75 Gy(相当于常规放疗的62 Gy),临床靶区(CTV)与大体肿瘤靶区(GTV)间的BED=100 Gy(相当于常规放疗的84 Gy),GTV内的BED为119~131.3 Gy(相当于常规放疗的100~110 Gy)。这样的剂量分布既满足了GTV的高剂量要求,又保证了PTV外的正常组织在可耐受剂量以下。
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4. 比三维适形放疗(3D-CRT)有更好的剂量聚焦优势。γ刀利用多源多线束旋转聚焦,线束数量多达几百束以上,剂量分布高度集中,30%~50%剂量线的范围较小,可用50%剂量线作为处方剂量线。3D-CRT通过多个野的射线在肿瘤内叠加形成高剂量区,但照射野数量有限,剂量聚焦性不如γ刀,30%~50%剂量线的范围较大,多用90%以上剂量线作为处方剂量线。
5. 适形度差和剂量分布不均匀,这是全身γ刀与3D-CRT和调强放疗的明显区别之一,因此,它的适应证应严格限制在实质器官肿瘤。
2.临床应用
适应证 全身γ刀的适应证为实质器官肿瘤。在临床上主要用于肺癌、肺转移癌、肝癌、肝转移癌、胰腺癌、腹腔淋巴结转移、直肠癌术后复发、胆管癌、腹膜后肿瘤及盆腔肿瘤等实质器官肿瘤的治疗。我院全身γ刀治疗病例按比例高低依次为周围型肺癌、肺转移癌、肝癌、肝转移癌、胰腺癌和腹腹后淋巴结转移等。
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禁忌证 在以下一些情况时应尽量避免采用全身γ刀治疗:①肿瘤位于腔道器官或邻近腔道器官,如食道癌、胃癌、贲门癌、结肠癌等(直肠癌术后局部复发除外);腹腔内肿瘤与肠管有粘连等,这些部位的肿瘤采用高分次剂量治疗易造成正常腔道器官的放射损伤,如穿孔、狭窄和出血等;②肿瘤巨大且伴有广泛转移,全身衰竭;③伴有大量胸水或腹水。
治疗方法 用真空成形袋将患者仰卧位或俯卧位固定,CT扫描确定靶区范围和邻近器官的关系,通过网络直接传送CT图像,按不同部位要求分别勾画GTV、CTV和PTV,根据病灶大小采用单靶点或多靶点照射。病灶<3 cm采用孔径适当的单靶点照射,病灶>3~10 cm采用孔径不同的多靶点组合照射。处方剂量根据靶区大小和治疗目的决定。
根治性治疗:治疗肺、肝等实质器官肿瘤时:小靶区(肿瘤<3 cm),50%剂量线处5~10 Gy/次,40~50 Gy/4~10次;中靶区(肿瘤3~5 cm),50%剂量线处4~8 Gy/次,48~56 Gy/6~14次;大靶区(肿瘤6~10 cm),40%~50%剂量线处3~4 Gy/次,40 Gy后缩野追加剂量10~20 Gy/次;肿瘤位于实质器官,但与放射敏感器官较近时(如胰腺癌和腹膜后肿瘤等),应适当降低分次剂量或总剂量。
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姑息性治疗:根据患者全身情况和治疗目的,在根治性治疗基础上适当降低分次剂量和总剂量,以减轻症状和延缓肿瘤生长。
临床分期和疗效评估 患者通过胸部CT、头部MRI和骨扫描诊断进行临床分期,PET/CT用于部分病例的检查。治疗第1年每2~3个月随访1次,以后每6个月1次。随访期为12~54个月(中位时间为27个月),随访内容包括病史、物理学检查和胸腹部CT。第1年内在治疗后1、3、6、12个月进行CT检查,以后的CT检查根据当地医生的判断进行。进一步的随访通过电话、信件或当地医院的诊断报告了解患者的复发、毒副作用和生存情况。
肿瘤局部反应以完全缓解(CR,肿瘤完全消失)、部分缓解(PR,肿瘤缩小>最大径的50%)、进展(PD,肿瘤增大>最大径的25%或出现新病灶)和稳定(SD,介于PR和PD之间)作为疗效判断标准,治疗后3~6个月通过CT进行影像学评价。放射损伤按RTOG早期和晚期放射损伤的分级评价。
, 百拇医药
统计学方法 应用SSPS 12.0软件包,采用Kaplan-Meier法计算生存率及局部控制率。随访时间从治疗结束到最后随访时患者生存或死亡的时间,生存率和局部控制率从治疗开始日算起。
3.临床效果
非小细胞肺癌:123例不能手术的Ⅰ~Ⅲ期非小细胞肺癌,Ⅰ/Ⅱ期原发灶CR为63%,总有效率为95%,1、2、3年肿瘤局控率均为95%,总生存率Ⅰ期分别为100%、91%和91%,Ⅱ期分别为73%、64%和64%,Ⅰ/Ⅱ期分别为88%、78%和78%,肺早晚期反应较轻,Ⅲ级放射性肺炎仅有1例,占2%;Ⅲ期病例CR为37.5%,总有效率为70%,中位生存时间20个月,1、2、3年总生存率分别为61.3%、41.5%和20.7%,肺的早晚期反应较轻,未见Ⅲ级放射性肺和食管反应。
原发性肝癌:123例不能手术的Ⅰ~Ⅲ期原发性肝癌,原发灶CR为25.7%,总有效率为81.1%。Ⅰ/Ⅱ期的中位生存期为36个月,1、2、3年总生存率分别为81.2%、79.0%和49.6%;Ⅲ期病例中位生存期15个月,1、2年总生存率分别为58.7%和23.9%。Ⅰ/Ⅱ期和Ⅲ期的1、2年总生存率存在显著性差异。肝功能影响与治疗前肝功能状态有显著关系。不能手术的Ⅰ/Ⅱ期肝癌Child-Pugh A级的1、2、3年生存率分别为90.3%、85.6%和58.3%,Child-Pugh B级分别为71.3%、71.3%和35.7%,而Child-Pugh C级分别为50%、0和0。
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胰腺癌:111例不能手术的Ⅰ~Ⅲ期胰腺癌,原发灶CR为23.9%,总有效率为84.5%。Ⅰ/Ⅱ期的中位生存期为17个月,1、2、3年总生存率分别为69.9%、35.8%和30.7%;Ⅲ期的中位生存期为8个月,1、2年总生存率分别为29.6%和14.8%,Ⅰ/Ⅱ期和Ⅲ期的1、2年总生存率存在显著性差异。治疗期间胃肠道反应Ⅰ~Ⅱ级为72.9%,Ⅲ级为3.2%,经对症处理可完全缓解。
同时治疗肺转移、肝转移和纵隔及腹膜后转移癌的1年局控率达90%以上。
4.小结和展望
我国独创的全身γ刀技术有较大的剂量聚焦优势,在治疗实质器官肿瘤如肺癌、肝癌和胰腺癌等方面获得了令人鼓舞的结果,其局控率和生存率都远高于常规放疗,且放射反应相对较轻。全身γ刀技术是一种安全有效的立体定向放疗手段,值得进一步深入研究和推广应用。全身γ刀技术具有完全自主知识产权,符合我国“十一五”计划的科技自主创新的要求;与国外同类技术和设备相比,价格低廉,操作简便,治疗费用低,易于推广应用,能更好地满足目前我国多数地区经济条件相对落后的实际需要;进一步提升软件性能、完善设备,除了能节约外汇之外,还为我国放疗设备的产业化发展开拓了广阔前景;开展临床多中心协作研究和推进临床应用的规范化进程对促进放射肿瘤专业发展具有重要意义。, http://www.100md.com