[摘要] 螺旋断层放射治疗（HT）是近几年发展起来的超强度无创治疗肿瘤的新技术。它使用兆伏级CT（MVCT）图像实时引导的调强放疗（IMRT），属三维适形放疗，是当前治疗肿瘤领域新技术，前景宽广。现就近年来出现的有关HT基础研究与临床应用情况作一综述。
[关键词] 螺旋断层放疗；调强放疗；图像引导；自适应放疗
[中图分类号] R815 [文献标识码]A [文章编号]1674-4721（2011）04（a）-０26－０2
螺旋断层放射治疗（Helical Tomotherapy，HT）是近几年发展起来的超强度无创治疗肿瘤的新技术，它使用兆伏级CT（Megavoltage Computed Tomography，MVCT）图像实时引导的调强放疗（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT）[1]，是一种三维适形放疗, 是本世纪放疗领域的里程碑。现就HT的基础与临床研究概况作一综述。
1 HT的基础研究
1.1 硬件设计与质量保证
2010年Langen KM等[2]美国物理治疗委员会的物理学家委托美国医学协会所属148个工作小组审查螺旋断层放疗硬件设计和质量保证后，提出相关的质量保证方法的建议。 这148个工作小组的具体目标是：①讨论质量保证技术，频率和公差；②讨论适用于本单位的剂量验证技术。这份报告总结了148个工作小组的研究结果，目的是提供临床实践与技术，建立一个独立的螺旋断层放疗设备和完善的质量保证计划。该报告的重点是描述了质量保证计划建议的理由，并提供可执行的范例。预计随着技术的不断发展，未来使用的程序对螺旋断层放疗达到较全面的质量保证。
1.2 HT潜在故障的检测
螺旋断层放疗机检测的潜在故障的方法，开始时采取从螺旋断层放疗机板上检测数据的收集和传送，并与断层放疗公司的金标准对比，结果是：这种方法不仅费时，而且临床医生或物理学家缺乏这种比较过程的资料，不宜推广。2010年Stathakis S等[3]研究开发了一种实用的方法对螺旋断层放疗机故障的检测作为每月的质量保证程序之一，跨平面轮廓被用来作为比较基准。放大EDR2膜（35×43 cm2）分别设在源轴距离（SAD）的85 cm和1.5 cm拍摄的固体水为积聚物质和散射物质固体水10 cm。当从每月质量保证的交叉面轮廓度有1°来自委托剖面差异，这表明是一次目标有所改变。认为该方法可以使临床医生和物理学家们很容易地评估螺旋断层放疗机检测的潜在故障的进度，及时排除潜在的故障，有助于螺旋断层放疗机的质量保证。
1.3 HT剂量的研究
2010年He W等[4]对50例患者的螺旋断层放疗剂量敏感性进行了研究，以证明其离轴比剖面错位对点剂量计算的影响。 离轴比例是最大劑量值的剂量分布。该研究做了三种方案：振荡二离轴剖面的波动区域、转移的概况及旋转剖面。研究结果显示：振荡沿纵向离轴比（OARy）对线性改变明显，而横向摆动离轴比（OARx）对其影响不大。对于转移，在从非移值的百分比变化的差异约为15倍OARy修改大于OARx修改。 旋转OARx为+/-给6"小于1.5% + - 0.20%的差异相比，非旋转的价值。旋转OARy为+/- 1"会改变结果超过5%+/- 2.69%。认为螺旋断层放疗剂量验证，剂量敏感度OARy型材超过OARx。2010年Di Betta E等[5]研究认为，对周边健康组织的辐射剂量经风险测算在5～20 Gy是安全的，但多数学者主张采用5 Gy的低剂量作为优化辐射防护剂量。螺旋断层放射治疗机进行MVCT成像时扇形束为3.5 mV，单次扫描的总剂量为0.5～3.0 cGy，患者做IGRT时照射剂量更低，图像不受金属伪影的影响。在治疗前和治疗中获得的MVCT图像与计划CT图像比较，校正患者的摆位误差并可以检测放疗过程中由于肿瘤、危险器官或体重减轻引起的解剖位置和结构的变化。Kupelian PA等[6]根据MVCT还可以精确计算和记录每天的照射剂量分布，这种重建的剂量分布代表了实际接受的剂量，与计划CT显示的剂量分布对比可提供剂量验证。Gayou O等[7]对MV-CBCT图像进行了研究，结果显示：2～3 cGy能够显示出骨结构而进行位置验证，8～12 cGy才能显示软组织结构进行剂量重建。Yang Y等[8]研究认为MV-CBCT的影像视野通常只有27 cm左右，剂量重建只能应用于头颈部，其他KV-CBCT的图像由于散射太大、变数太多等多种因素导致CT值不准而不能用于剂量重建计算和验证。
2 HT的临床应用
应用能对40 cm直径的横断面和160 cm长的全身范围进行图像引导下的调强治疗，其适应证几乎覆盖所有适合放射治疗的病例[9]。
2010年Jacob V等[10]将9例局部前列腺癌患者选为研究靶点，结果在10 mm宽的剂量效应叶之间2.5 mm、5 mm被证明可小目标覆盖，是断层放疗计划的小范围靶点，有较好的覆盖率，能提高最小剂量，增加疗效，保护邻近脏器。对于这2个肿瘤部位的应用，10 mm宽的剂量效应叶之间2.5 mm，5 mm，被证明是对于小目标的覆盖。断层放疗计划的目标有较好的覆盖率。给前列腺癌患者应用可更好地保护直肠、膀胱等邻近脏器不受损害，并完成Rapid Arc和dIMRT计划。头部和颈部癌症，最好的节约计划的HT在腮腺癌已经实现。
2010年Kim B等[11]采用螺旋断层放疗机多通道门控技术治疗肺部肿瘤取得满意的效果，并证明这种技术以减少肺部肿瘤运动对螺旋断层放疗过程中的不良影响，从而提高抗肺部肿瘤的效果，其前景良好。2010年Bennett BR等[12]为了比较周边剂量从一个典型的头部和颈部强度调控放射治疗（IMRT组）的直线加速器（加速器）和螺旋断层放疗治疗提供各种器官。螺旋断层放疗提供比例即上方和下方的直线加速器治疗领域更多的剂量，有利于周边剂量较高的相邻到外地。 在超过一个字段宽度（如果漏占主导地位）的距离，螺旋断层放疗剂量比直线加速器剂量低。近年来以直线加速器为基础的调强放射治疗（IMRT组），无论是作为分步拍摄（Step-and-shoot，SS）还是动态模式例程, 螺旋断层放疗（HT）技术对头部和颈部鳞状细胞癌是一个提供调强放射治疗新的平台。2010年Murthy V等[13]利用这个平台研究12例头颈部鳞癌患者，调强放射治疗前与SS，调强治疗结果是：所有HT计划显示，减少改善目标覆盖和同质性，使患者口干得到改善，并减少了正常组的并发症，平均提高疗效为14.65%，具统计学意义（P=0.02）。另外还有报道用于治疗HT非小细胞肺癌[14]、肿瘤脊髓转移[15]、腮腺肿瘤[16]、口咽部肿瘤[17]、前列腺癌[18]等，从理论推测HT可以治疗脑部多发转移瘤、头颈部肿瘤、胸腹部肿瘤、盆腔部位肿瘤、全中枢神经系统照射以及全身多部位肿瘤同时放疗等。
总之，HT是当前较理想的一种治疗恶性肿瘤的放疗技术，它不但突破了传统放疗的诸多局限，还将图像引导的调强放疗技术推到了一个很高境界，而且实现了在图像引导下的适应放疗，开辟了放疗的新纪元。
[參考文献]
[1]Mackie TR,Holmes TW,Swerdloff S,et al.Tomotherapy:A new concept for the delivery of dynamic conformal radiotherapy[J].Med Phys,1993,20(6):1709-1719.
[2]Langen KM,Papanikolaou N,Balog J,et al.QA for helical tomotherapy:report of the AAPM Task Group 148[J].Med Phys,2010,37(9):4817-4853.
[3]Stathakis S,Gutierrez A,Esquivel C,et al.A practical method to detect target failure of a helical tomotherapy unit[J].J BUON,2010,15(3):496-499.
[4]He W,Vazquez LA,Shi C,et al.Sensitivity study to evaluate the dosimetric impact of off-axis ratio profiles mis alignment on TomoTherapy second dose validation[J].Technol Cancer Res Treat,2010,9(5):515-522.
[5]Di Betta E,Fariselli L,Bergantin A,et al.Evaluation of the peripheral dose in stereotactic radiotherapy and radiosurgery treatments[J].Med Phys,2010,37(7):3587-3594.
[6]Kupelian PA,Langen KM,Zeidan OA,et al.Daily varliations in delivered doses in patients treated with radiotherapy for localized prostate cancer[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2006,66(3):876-881.
[7]Gayou O,Parda DS,JohnsonM,et al.Patient dose and image quality from mega-voltage cone beam computed tomography imaging[J].Med Phys,2007,34(2):499-405.
[8]Yang Y,Schreibmann E,Li T,et al.Evaluation of on-board kV conebeam CT (CBCT)-based dose computation[J].Phys Med Biol,2007,52(3):685-689.
[9]Gonzalez VJ,Buchholz DJ,Langen KM,et al.Evaluation of two tomotherapy-based techniques for the delivery ofwhole-breast intensity-modulated radilation therapy[J].Int J RadiatOncol Biol Phys,2006,65(1):284-285.
[10]Jacob V,Bayer W,Astner ST,et al.A planning comparison of dynamic IMRT for different collimator leaf thicknesses with helical tomotherapy and Rapid Arc for prostate and head and neck tumors[J].Strahlenther Onkol,2010,186(9):502-510.
[11]Kim B,Chen J,Kron T,et al.Feasibility study of multi-pass respiratory-gated helical tomotherapy of a moving target via binary MLC closure[J].Phys Med Biol,2010,55(22):6673-6694.
[12]Bennett BR,Lamba MA,Elson HR.Analysis of peripheral doses for base of tongue treatment by linear accelerator and helical Tomo therapy IMRT[J].J Appl Clin Med Phys,2010,11(3):3136.
[13]Murthy V,Master Z,Gupta T,et al.Helical tomotherapy for head and neck squamous cell carcinoma:dosimetric comparison with linear accelerator-based step-and-shoot IMRT[J].J Cancer Res Ther,2010,6(2):194-198.
[14]Sheng K,Molloy JA,Read PW,et al.Intensity-modulated radion therapy(IMRT) dosimetry of the head and neck:a comparison of treatment plansusing linearaccelerator-based IMRT and helical tomotherapy[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2006,65(3):917-920.
[15]Sheng K,Molloy JA,Larner JM,et al.A dosimetric comparison of nonc-oplanar IMRT versusHelicalTomotherapy fornasal cavity and paranasal sinus cancer[J].Radiother Oncol,2007,82(2):174.
[16]Mahan SL,Ramsey CR,Scaperoth DD,et al.Evalution of image-guided helical Tomotherapu for the retreatment of spinalmetastasis[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2005,63(5):1576-1580.
[17]Kron T,GrigorovG,Yu E,et al.Planning evaluation of radiotherapy for complex lung cancer cases using helical tomotherapy[J].Phys Med Biol,2004,49(36):3675-3679.
[18]Ramsey CR,Langen KM,Kupelian PA,et al.A technique for adapive image-guided helical tomotherapy for lung cancer[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2006,64(4):1237-1241.
（收稿日期：2011-01-17）