生物适形放射治疗技术

传统放疗观念中，外照射计划中照射野应完整覆盖解剖学影像，如：CT、MRI所标示的肿瘤靶区，并尽可能给予均匀剂量照射。由于肿瘤细胞异质性，不同区域癌细胞的放射敏感性差异很大，如果给整个靶区以均匀剂量照射，部分癌细胞可能会因剂量不足而仍然存活，成为复发和转移的根源，如果给予靶区剂量过高，则会导致周围组织发生严重损伤。一系列肿瘤生物学因素决定了治疗靶区内放射敏感性的不同。这些生物学因素包括：癌基因和抑癌基因改变、乏氧及血供、增殖与凋亡、以及肿瘤浸润及转移等。这些因素包括肿瘤和正常组织的敏感性差异，生物靶区可通过先进的影像学技术显示，为生物适形放疗奠定了基础。

影像技术是放疗定位、计划制定、照射实施和随访评价等必不可少的工具。解剖影像可提供空间信息、依靠密度、组织形态、血管分布、脂肪及水含量等，有助于鉴别肿瘤和正常组织。放射肿瘤学中常用的解剖影像技术有X线拍片、CT扫描和MRI检查等。解剖影像在三维适形和调强放疗技术中，精确勾画肿瘤区，要求既不漏掉肿瘤组织，又最大限度地保护正常组织。但是，当组织或肿瘤的密度及形态变化不明显时，解剖影像的作用就会受限。事实上，如果仅用解剖影像，可能会有部分肿瘤组织漏照，而部分正常组织接受了不必要的照射。解剖影像可用于早期疗效评价，但当存在组织纤维化、水肿或坏死时，鉴别其解剖影像与肿瘤残留或复发比较困难。由于治疗导致正常解剖结构和毗邻关系的改变及疤痕组织形成，除非有很明显的解剖体积变化，否则解剖影像常难以确定手术和放化疗后的肿瘤复发，部分病例直到肿瘤明显增大时才能诊断。

功能影像可以显示肿瘤细胞的生理代谢、分子基因型及分子表型特征。目前的功能显像技术包括：正电子发射体层摄影（PET）、单光子发射体层摄影（SPECT）、磁共振波谱（MRS）及光学成像等。近年来，随着正电子发射断层等技术的发展，功能影像已逐渐应用于靶区勾画，并参与制订放疗计划，因而随之产生了生物靶区和生物调强放疗（biological IMRT，BIMRT）的概念。“生物靶区”是由一系列肿瘤生物学因素决定的治疗靶区内放射敏感性不同的区域，包括：乏氧状态、血供、增殖、凋亡、浸润及转移等，同时考虑了肿瘤区内的敏感性不同以及正常组织的敏感性差异，并且这些因素的作用均可通过分子影像学技术显示。PET可以提供组织和细胞的生物代谢活动，能全面地了解肿瘤和正常组织的功能状态，属于生物功能影像范畴。

随着功能影像的发展，肿瘤特异性的生理活动可用于放疗计划，精确地确定大体肿瘤区（GTV）和临床靶区（CTV），提高照射剂量的准确性。功能影像应用于放射肿瘤学的很多方面，包括：治疗前肿瘤诊断、放疗计划、评价疗效及检测复发等。与解剖影像相比，功能影像具有如下优势。

◎ 功能影像可无创性地完整显示肿瘤的生物学行为特征，提高诊断、分期和分型的正确性。大量的前瞻性研究显示，FDG-PET能较常规影像方法更准确地评价纵隔淋巴结转移和远处转移情况。肿瘤的分子和生物学特征显像，可作为预后因子预测临床结果或用于特定肿瘤靶向治疗人群的筛选。

◎ 有助于放疗计划设计。功能影像可使我们更加精确地勾画放疗靶区和危及器官，例如：肿瘤乏氧显像可以提示是否需要乏氧靶向治疗或通过调强放疗技术实施高剂量照射来克服乏氧区放疗抵抗，其可行性正在论证。但是，分次放疗过程中肿瘤乏氧区则会发生变化。功能影像可以发现CT和MRI未检测到的病变，可能检测到CT和MRI检测到的病变区域以外的病变，并可进行疗效评价和检测复发。

因此，功能影像可以与解剖影像互补，提供早期信息。另外，功能影像鉴别复发可尽早增加补救治疗的机会。利用FDG-PET反映组织的代谢情况，以标准摄取值（SUV）图像>2.5定为靶区边界，通过乏氧显像剂如氟硝基咪唑对肿瘤乏氧进行体外检测，通过11C-蛋氨酸可检测肿瘤蛋白质代谢，通过¹⁸F-胸腺嘧啶核苷可检测肿瘤核酸代谢等。研究表明，PET-CT的应用可改变30％肿瘤的放疗计划方案。

功能性核磁共振〔fMRI〕技术可显示脑功能，反映氧供和血管生成状态，从而为脑手术和脑放疗提供信息，最大程度地保护脑重要功能区。利用特殊脉冲回波动态成像技术，可以扫描组织血液灌注、血脑屏障渗透性，不但可区分肿瘤和正常组织，还可评估肿瘤的类型和分级，预测疗效。例如，Mutic等利用FDG PET结合CT指导宫颈癌盆腔放射治疗，利用IMRT技术可将腹主动脉旁淋巴结的剂量从传统放射治疗的45Gy提高到59.4Gy，从而可能进一步提高局部控制率。Erdi等利用FDG-PET与CT融合图像，制定非小细胞肺癌的适形放疗计划，7／11患者PTV增大，4／11患者PTV减小，其中2例排除了肺不张。近年来，研究人员采用质子核磁光谱成像，用于前列腺癌放疗计划和治疗评估。在肿癌区胆碱的相对浓度较高，而正常前列腺组织和良性增生区的柠檬酸浓度较高。基于这一研究成果，他们试图利用IMRT计划对高胆碱／柠檬酸区域给予更高剂量的照射，这为患者选择合适的治疗策略、制定个体化的治疗方案提供了帮助，这是生物适形调强放疗的一种治疗模式。

（本页责编：王占荣，MMS）