鄢佳文 高靖琰
(云南省肿瘤医院放射治疗科 云南 昆明 650118)
【摘要】 调强放射治疗是指能对射线强度进行调整的一种放射治疗方法。调强技术从利用金属补偿器开始对X射线能量调节发展到利用独立准直器和MLC的调强技术，到现在广泛应用的旋转调强和断层调强以及IGRT技术。调强放疗技术的不断发展旨在更加精准的确定治疗靶区，形成更加个体化的治疗方案。
【关键词】 调强；IMRT；放射治疗；MLC
【中图分类号】R319 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2015）08-0091-03
随着计算机技术的日益成熟发展，放射治疗步入“三精”时代，精确定位，精确设计治疗计划到病人精确治疗。调强放射治疗（intensity-modulated radiotherapy ,IMRT）以其独特的优势，精确的靶区定位跟踪、剂量适形、自适应照射等特点，正逐步引领着新放疗时代。本文旨在简要概述调强放射治疗的发展进程，以及新的图像引导下的调强放射治疗的发展。
调强放射治疗（IMRT）定义为：它可以对不同方向入射的照射野强度进行调整，从而可以以非均匀射野对靶区进行照射，所有照射野的合成效果即可得到最终靶区剂量分布。通过改变剂量率的调强方式有组织补偿器、一维楔形板等，通过改变照射时间的调强方式有独立准直器，多叶准直器静态和动态调强。
1.金属补偿器
金属补偿器通过在均匀的照射野方向上放置厚度不等的金属补偿块，实现补偿器的调强功效。金属补偿形成调强照射野，射线强度分布明显，易于计算。缺点是设计工作繁琐耗时，每次使用需要搬动沉重的补偿块，制作和存储上的不便，需要更先进的电子操作而非人工操作来弥补[1][2]。
2.独立准直器调强
通过直线加速器的铅门准直器的运动实现的调强技术可以分为[3]：静态模式调强和动态模式调强。独立准直器调强的原理是基于两个铅门的相对运动来进行注量调制。
准直器动态调强是，在加速器出束过程中，一对铅门处于静止状态，另一对铅门来回运动，即完成对射束的调强。只有当铅门的运动速率够快的情况下，能实现有梯度的强度，但是在20世纪的中期，加速器的准直器还未能达到用计算机来直接控制，再加上通过准直器的运动，需要对漏射线和散射线的影响进行循环的修正，以保证出束与计划设计要求一致，这也大大的增加了临床应用的难度[4,5]。
静态调强的原理是铅门静止时出射线束，在每个停留的位置及出束时间根据剂量需要来设定。但使用准直器调强的效率只有多叶准直器（multi-leaf Collimator,MLC）调强的四分之一[6-8]。Ahunbay[9]等在研究乳腺癌的全乳照射中，对比独立准直器调强和多叶准直器调强技术发现，两者得到的靶区剂量适形度、均匀性和MLC调强没有明显差异，但是远好于三维适行放射治疗。黄劭敏[10]等在对比10例鼻咽癌应用独立准直器和多叶准直器治疗计划中发现，前者的计划适行度和执行效率略差于后者，平均子野数目分别为44和42，计划的总MU数平均值分别为474.3和419.6。执行照射的运行时间平均值分别为8.0 min与7.5min，无太大差异，可满足简单的鼻咽癌放射治疗，对没有配置多叶准直器的放疗单位作为替代有一定的临床应用价值。
3.多叶准直器（MLC）调强
多叶准直器的出现主要是替代了传统的笨重的射野外挡块，尤其在计算机技术的飞速发展的时期，可以通过计算机控制MLC的独立运动，利用MLC运动生成动态的楔形野，为发展调强技术奠定了坚实的基础。
静态MLC调强用MLC形成不同的子野，进行分步照射（stop and shot）。静态调强的特点在于，MLC的运动和出束不同时进行。
动态MLC调强是实现是依据不同动态照射野的叠加形成，区别于静态调强的是，不同叶片在运动过程中，直线加速器一直处于出束的状态。动态调强可以划分为：动态叶片调强和动态MLC扫描。
马栋辉[11]等研究鼻咽癌动态和静态调强的剂量比较，在15例鼻咽癌患者划分的四种强度水平中，PTVDmean和PTVDmin均无统计学意义（P>0.05），脊髓、脑干、腮腺等危及器官的PTVDmax差异均无统计学意义（P>0.05），仅机器MU对比有统计学差异。动态调强在剂量均匀性上有优势，但静态调强只需要更少的MU和子野数。
容积选择调强治疗（volume intensity modulated arc therapy,VMAT）是一种新型的旋转IMRT，它的生成就是为了解决一般调强中治疗效率的问题，它可以通过改变机器参数，如机架角度特别是机架的旋转速度，剂量率可调等来达到优化剂量强度的目的[12-14]。
唐正中[15]等在对比IMRT和VAMT对于鼻咽癌的同步加量的调强放射治疗中发现VMAT的靶区适行指数明显提高，更高的治疗效率，可以减少机器的跳数和治疗时间。在靶区优化上较IMRT差异不大。容积调强对患者的治疗在剂量学的优势不明显，但在治疗效率上的优势是突出的，缩短治疗时间能提供患者更多的舒适度和更小的治疗误差。
4.断层调强放疗
断层调强（tomotherapy）放疗，是依据计算机断层技术而来，断层调强放疗的MLC形成扇形束，通过围绕病人进床出床方向进行旋转照射。照射过程类似于螺旋CT扫描病人，机架头旋转的同时，病床也在同步前进。
目前市场上的Tomotherap公司HI-ART断层放疗系统是断层调强放疗的典型代表之作。
在鼻咽癌的治疗中，放射治疗作为首选的治疗手段，断层调强放疗能体现更好的剂量分布和均匀性及梯度变化[16-18]。崔迪[19]等通过研究比较鼻咽癌螺旋断层放疗与常规直线加速器静态调强治疗计划，统一确认靶区，分别用不同的调强技术，发现断层放疗可获得更好的剂量均匀性及更陡峭的剂量梯度，并可减少正常器官受量。
5.IGRT( image guide radiation therapy,IGRT)的发展及临床应用
随着调强放疗技术和影像技术的飞速发展，促进了利用影像技术为基础的IMRT的发展。CT成像，磁共振成像（MRI）以及正电子发射断层显影都能作为影像引导。
IGRT技术能很好的避免因为位移误差以及病人呼吸和器官运动引起的靶区偏移，能够通过相应技术形成靶区的跟随照射。其中4D-CT(four-dimensional computed tomography ,4D-CT)和自适应照射(image-guided adaptive radiotherapy，ART)是典型代表。王义海等[20]通过4D-CT定位扫描患者的不同呼吸时向，并制定三维和四维计划，同步IGRT治疗后并随访，结果表明，两种计划中四维计划的肺受量明显偏低，IGRT在肺癌中的临床引用能明显减少计划靶区的体积。綦向[21]通过研究宫颈癌自适应调强放射治疗中的摆位误差对靶区和器官剂量变化影响发现，纠正后摆位误差与首次系统随机摆位误差之间有明显的差异，通过图像引导技术，可以降低摆位误差，减少正常组织的剂量照射，提高治愈率。
小结
调强放射治疗是目前放射治疗的发展趋势，从二维调强发展到三维调强，从手动的物理补偿器到计算机控制的MLC调强，技术发展的不断成熟，使调强技术能达到很高的剂量适行度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相比普通三维适行放射治疗技术的靶区适行的特点，调强技术能做到剂量适行，精确的靶区治疗定位，大大降低危机器官的照射量，能完成在同一个治疗计划中不同剂量梯度的照射，降低治疗时间和风险。
对利用MLC进行调强放射治疗的技术，特别是针对头颈肿瘤鼻咽癌的治疗，基本都能满足临床治疗的剂量需求，动态调强相比静态调强有更好的适行度和剂量分布，而容积调强和旋转调强则是更加突出执行效率。目前国内很多单位临床应用还处于探索阶段，各种调强技术的发展还需要更多的完善。
调强放射治疗的面临的问题有：首先对靶区勾画的高要求。作为具有高剂量适行度的治疗技术，需要临床医师对患者定位的影像资料有充分的认识，确定肿瘤区域和非肿瘤区域的边界，做到靶区精准才能剂量精准。其次对于靶区移动度确定的高要求。对正常组织和靶区的移动度确定、各治疗科室的定位和摆位的误差以及机器的数据的偏差。如上偏差，对于高精度的治疗风险尤其高，偏差的出现可能导致靶区的剂量缺失和正常组织的高剂量。再次对机器的质控质保要求高。需要科室的工程师和物理师定时测量检测机器的各项参数及剂量验证，规范质量控制流程，减少机器偏差。
目前，随着计算机和影像技术的发展，IMRT发展为图像引导下的调强技术，4D-CT和自适应照射能够大大弥补治疗中的摆位偏差，校正靶区的移动度，精准定义靶区，能更个体化的治疗。图像的引导将在调强技术领域发挥着更加重要的作用。
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论文作者:鄢佳文,高靖琰
论文发表刊物:《医药前沿》2015年第8期供稿
论文发表时间:2015/7/1
标签：剂量论文; 放射治疗论文; 鼻咽癌论文; 技术论文; 断层论文; 静态论文; 动态论文; 《医药前沿》2015年第8期供稿论文;