2015年6月7日
立体定向消融体部放射治疗(SBRT)涉及将高剂量辐射精确递送至癌症肿瘤靶区。一种新型SBRT平台配备首创的万向节辐射加速器,安装于可旋转的O型环机架内,能够实现动态图像引导下的肿瘤追踪。本文介绍针对肺部靶区的动态肿瘤追踪技术。
本操作的总体目标是在立体定向消融性体部放疗过程中,通过动态追踪技术治疗肺部肿瘤。首先与患者讨论治疗方案,包括在向肺部肿瘤递送治疗性放射线时采用动态追踪技术。随后,通过植入永久性金涂层标记物对肺部肿瘤靶区进行标记,以明确其位置。
然后进行CT引导下的模拟定位、医生勾画靶区及放射剂量计划设计。最后一步是建立呼吸相关模型,并启动动态追踪放射治疗。最终实现动态追踪。
在立体定向消融体部放射治疗中,采用治疗剂量的放射线对移动的肺部肿瘤进行治疗,同时实现最小的毒性。与传统的三维放射治疗等现有方法相比,这种立体定向体部放射治疗技术的主要优势在于,能够精准地递送高剂量放射线,同时将放射毒性降至最低。该方法有助于解答放射肿瘤学领域的一些关键问题,例如新一代放射治疗设备是否能够在开始治疗前精确命中移动的肺部靶区。
向患者介绍新的肺部SBRT治疗方案,并讨论经皮CT引导或支气管镜下将单个镀金标记物植入肿瘤靶区质心位置的相关治疗风险。请放射科医师对患者胸部进行连续的3至5毫米层厚的轴向断层成像。确定一个安全的穿刺针入路,尽量减少穿过的肺组织量,并避开肺大疱和肺裂。
接下来,注射局部皮下麻醉剂,例如1%利多卡因。然后使用17或18号同轴针放置单个短标记物或单个长标记物。或者,请肺科医生进行胸部断层成像,以进行支气管内定位成像。
然后将支气管镜楔入疑似支气管节段。操纵支气管镜传感器探头至目标病灶,并使用经支气管针放置一个标记物。在放置标记物后4至7天内进行CT引导下的模拟定位,随后嘱患者仰卧位,头先进,躺在治疗设备上。
将患者置于平卧位,双臂上举过头,由上臂和腕部固定器或真空固定袋支撑,确保胸腹部未被固定。可选择使用双针定位膝部海绵进行定位。在胸部放置至少四个红外追踪体表标记点,用于定位并显示一致的垂直呼吸运动。
根据文本方案,在完成无对比剂连续螺旋轴向CT扫描后,让患者采取头先进体位,并请医师开具18F-FDG PET CT扫描申请,以更清晰地捕捉肺部肿瘤的运动情况。随后在平静呼吸状态下,从眶内侧缘至大腿上部进行连续螺旋CT扫描,基于四维CT数据集(优先选择呼气相)手动勾画出肺部原发肿瘤的大体靶区体积或多个体积。接着,同样基于四维CT数据集(优先选择呼气相),手动勾画邻近的正常组织结构。
在计划软件中单击动态追踪按钮,以启动云台的水平和俯仰追踪功能。按照文本方案中所述,为 PTV 规定辐射剂量,以建立平静呼吸相关模型。在仰卧头先进体位完成对齐后,将四个红外体表标记物放置在与 CT 模拟定位时确定的相同标记位置上。
在治疗控制台处,通过红外摄像机和显示屏验证体表标记物的位置准确性和患者体位的对准情况。获取正交平面的双通道诊断级千伏X射线图像或锥形束CT图像,利用与新型SBRT平台工作流程相关联的计算机软件检测植入标记物,以确定内部位置的准确性;同时将体表标记物的运动作为呼吸运动的替代指标,与内部植入标记物的运动进行关联,建立肺部肿瘤运动的相关性模型,从而推导出加速器采用万向节摆动和倾斜方式追踪肿瘤运动的路径;在开始放射治疗前,需对肺部肿瘤运动相关性模型进行视觉评估。在治疗计划执行前,需评估由于机架旋转、O型环、支点以及万向节摆动和倾斜动作可能引起的设备与患者之间的碰撞风险,如图所示。
目前在新平台上实施的SBRT涉及多个静态辐射束汇聚于单个或多个紧密关联的临床辐射靶区。一个典型的优质计划可实现消融性辐射,对癌变区域的覆盖率高达95%,并确保靶区体积和肿瘤靶剂量的高度适形。该图显示了用于治疗代表鳞状细胞癌的单个PTV的五个共面束和四个非共面束。
右肺的PTV照射野边界为1毫米,处方剂量为95%等剂量线,可实现95%的PTV覆盖,适形指数为1.48。处方剂量为50戈瑞,分5次隔日给予。每次10戈瑞。图中所示结构包括计划靶区体积(PTV)、内靶区体积(ITV)、脊髓和食管,等剂量线如图所示。
观看本视频后,您应充分了解如何在肺部肿瘤发生发展后,通过动态追踪技术实施放射治疗。该立体定向体部放疗技术为放射肿瘤学领域的研究人员探索可安全递送至运动肺部肿瘤的精确高剂量放射治疗奠定了基础。
本文讨论了在针对肺部肿瘤的立体定向消融体部放疗(SBRT)过程中进行动态肿瘤追踪的创新方法。该技术旨在精准递送高剂量辐射,同时最大限度地减少毒性。
在立体定向消融体部放疗(SBRT)中,动态肿瘤追踪技术解决了肿瘤学领域的一个关键挑战:在保护周围健康组织的同时,向肺部肿瘤等运动靶区递送消融剂量的辐射。该技术通过降低与呼吸和心脏运动相关的不确定性,提高了靶区定位的预测可信度,并支持基于机制的风险评估,从而在辐射治疗干预的临床前及早期临床开发中,为是否推进决策提供依据。通过实现亚毫米级的靶向精度,该方法提升了治疗指数。
该方法可整合到肿瘤学研究流程中,从靶点验证到临床前疗效测试,尤其适用于因运动干扰治疗精度的胸部恶性肿瘤研究。