γ（X）-线立体定向放射治疗临床应用规范

和治疗进展

夏廷毅

转载自《中国癌症杂志》2006年第16卷第6期454～458页

摘要

γ（X）-线立体定向放射治疗技术是放疗诸多技术中的一类，有较好的剂量聚集特性，在提高靶区剂量和降低正常组织损伤方面有较大优势，特别是我国独创的全身γ－刀所具有的独特剂量聚焦和剂量分布特点，在治疗实质器官肿瘤如肺、肝、胰腺等局限性肿瘤获得了高疗效、低损伤的效果，引起了国内外同道的高度关注，开创了中国模式的γ（X）－线立体定向放疗技术新局面。本文就γ（X）－线立体定向放疗技术的临床应用规范、治疗进展以及存在问题和展望作一介绍。

γ（X）-线立体定向放射治疗临床应用规范和治疗进展

放射治疗技术在20世纪末出现了质的飞跃，主要体现在立体定向放射外科（stereotactic radiosurgery, SRS）、立体定向放射治疗（stereotactic radiotherapy,SRT）、三维适形放射治疗（3－Dcomformal radiation therapy,3-DCRT）和调强放射治疗（intensity modulation radiation therapy,IMRT）技术的临床应用，使在近一个世纪中一直处于肿瘤治疗辅助地位的放疗手段在肿瘤治疗中的作用和地位发生了根本转变。我国在引进瑞典头部γ－刀和欧美X－刀以及三维适形放射治疗技术的临床应用过程中，开创了中国模式的头、体γ（X）－刀的新局面。这一技术的临床应用较为广泛，取得了较好的效果，受到了国内外同道的高度关注。在此，就我国γ（X）－刀的临床应用规范、治疗进展及存在问题等作一介绍，供同道参考。

1  γ（X）－刀的基本概况

1.1  SRS/SRT的概念  SRS是神经外科和放疗科之间跨学科的治疗技术，基于⁶⁰Co放射源的SRS，用于颅内疾病治疗，俗称头部γ－刀。SRT源于SRS，并采用SRS技术，将一次大剂量照射变为分次照射，治疗范围从颅内病灶扩展到全身肿瘤的治疗，基于电子直线加速器的SRT，称为X－刀，基于⁶⁰Co放射源的SRT，称为全身γ－刀或体部γ－刀。简而言之，头部γ（X）－刀是采用立体定向技术、用有创刚性框架固定体位，主要治疗颅内疾病，多为一次大剂量照射或少分次照射。全身γ（X）－刀（SRT）也是采用立体定向技术，用无创框架固定体位，主要治疗全身实质器官肿瘤，采用多分次照射。

1.2  γ（X）－刀与三维适形放疗的区别  三维适形放疗（3-DCRT）也是采用立体定向技术和无创体位固定，通过特制模块或多叶光栏等实施不规则野照射，用于全身各部位肿瘤的治疗，其技术和效果类似于γ（X）－刀。因此，γ（X）－刀是3-DCRT中的一种特例，称γ（X）－刀为3-DCRT是可以的。但是，将广义的3-DCRT称为SRT是不对的。虽然它们都采用了类似的立体定向放疗技术，但相互间存在一定区别，不能在治疗中混为一谈。它们的区别主要体现在以下几个方面：①临床适应范围：SRT主要用于位于实质器官原发肿瘤或转移灶的治疗或放疗后缩野追量以及残余病灶的追量照射，要求肿瘤大小适中、形状较为规整，肿瘤周围或内部少有放射敏感组织，治疗的分次剂量较大、次数较少和疗程短。3-DCRT主要用于全身体积较大、形状不规整及腔道器官肿瘤的治疗，多采用常规分次剂量或比之稍高，疗程较长。②定位要求和靶区范围：γ（X）－刀治疗肿瘤体积小，要求定位精度高，必需进行严格体位固定，最好采用体位验证或呼吸控制等技术，靶区确定在大体肿瘤区（gross tumor volume,GTV）基础上扩野，各个照野形状多为圆形或椭圆形。3-DCRT治疗的肿瘤体积较大、形状不规则，体位固定的精度要求不如γ（X）－刀高，靶区确定在GTV+临床靶区（clinical target volume，CTV）CTV基础上扩野，各个照野形状不规则。

1.3  技术特点及剂量分布特征

1.3.1  X－刀  X－刀是通过在直线加速器上采用三级准直系统或特殊限束装置或专用小型高能X－线机，通过非共面或共面弧形照射或多野集束产生高度聚焦的剂量分布区，以达到高剂量集中在靶区，剂量分布集中，靶区外剂量递减陡峭，靶区周边正常组织剂量小的效果。

1.3.2  全身γ－刀  全身γ－刀通过多源的多束射线聚焦（锥形旋转聚焦或扇形旋转聚焦）后，形成一个围绕焦点的高峰剂量区，其剂量强度从焦点中心向边缘逐步衰减，剂量分布高剂量集中在靶区，靶外剂量递减十分陡峭，有利于靶外正常组织的保护。值得注意的是剂量均匀度和适形度相对较差。目前国内已有多种类型全身γ－刀，其共同特征是采用多源、通过旋转聚焦方式使病灶受到持续性的高剂量照射，而周围正常组织受到瞬时的低剂量照射。但不同机型源的多少不一，源强不一，剂量率不同，旋转方式有别，因此，剂量的聚焦性和剂量分布是有差别的，必需分别对待。全身γ－刀开创性地采用γ－线多源动态旋转聚焦技术，使聚焦后的高强度辐射区的剂量分布类似质子线的Bragg峰而多靶点填充叠加后的剂量分布类似于放射性粒子植入。与X－刀相比，由于多源旋转聚焦，使正常组织吸收的幅照剂量更分散、更少，靶区吸收的剂量更集中，靶区周边的剂量梯度变化更大，治疗增益比更高，是一种可对全身各部位肿瘤实施立体定向放射质量、具有适形功能的放疗设备。

1.4  分次剂量大小与疗效评估  γ（X）－刀大多采用50％～80％等剂量线作为处方剂量参考点，计划要求50％～80％等剂量线覆盖靶区，采用高分次剂量，短疗程治疗模式，具体更具靶区大小和周围正常组织剂量耐受性而定。γ（X）－刀如果采用常规分次放疗、即每周5次，每次1.8～2Gy的治疗模式，虽对正常组织较为安全，但提高局控率方面，不值采用。γ（X）－刀能使高剂量集中于靶区，较好的保护正常组织。因此，目前多数都采用了提高分次剂量，缩短总疗程的加速分割或低分割方案。但就不同分次剂量的等效生物剂量（biological effective dose, BED）的换算方法尚不统一。目前多数临床结果支持用线性二次模型换算的BED{BED=nd[1+d/(α/β),α/β为10)}来比较不同时间、剂量分割模式的治疗结果。日本报道了245例采用X－刀放疗I期NSCLC的结果，总的3年局部复发率为13.5％，BED≥100 Gy的局部复发率仅为8.1％，而＜100Gy的局部复发率高达26.4％，两者差异有显著性。这一结果充分反映了提高分次剂量（BED≥100 Gy对提高局控率的重要意义。更具Martel等对非小细胞肺癌（NSCLC）临床放疗剂量的递增研究结果推算，如果采用1.8～2Gy，5次/周的放疗模式，要获得30个月无肿瘤局部进展生存率为50％的剂量是84.5Gy，60％是90Gy，70为100Gy，84％可能需要110Gy/11周。这一推算有2个重要的结论值得重视：①NSCLC对放射治疗相对抗拒，60～70Gy的常规放疗剂量对肿瘤的局控率不过15％～25％，还有75％～85％的肿瘤不能控制而继续生长或远处转移，这可能也适用于其他放射不敏感肿瘤。因此，高剂量放疗是需要的。②通过延长总的治疗时间来提高总剂量有碍局控率和生存率的提高。因此放射治疗超过30d以后，随着时间的延长，局控率和生存率均以相应比例下降。因此，采用常规分次剂量，通过延长总时间来提高总剂量的方式是不明智的做法。通过采用高分次剂量模式治疗肿瘤，可将常规放疗6～7周甚至更长的时间缩短到2周或几天，不仅为患者提供了方便，更主要的是在短期内完成治疗，不存在肿瘤细胞的加速再增殖，也不会产生因时间的延长而导致的局控率的耗损。因此，更有利于局控率的提高。γ（X）－刀等技术的问世为局部剂量的提升提供了前提条件，大量文献报道采用使BED＞99～173Gy的高分次剂量治疗I期NSCLC的局部复发率仅为0～6％。而Cheung等采用4Gy/次，48 Gy/12次的分割模式，出现了与常规放疗相同的45％的局部复发率，其原因仍与BED（67.2Gy）偏低有关。但是，提高分次剂量将会提高晚反应损伤的发生率，而且分次剂量越高晚反应损伤越重。因此，采用高分次剂量治疗肿瘤时，必需具备相应的条件：①必要有立体定位或三维适形放疗的设备和条件；②必须进行严格的体位固定和相应的体位验证；③必须是小靶区，一般认为原发病灶≤5cm，患者没有严重的相应器官功能障碍；④病灶与脊髓、食道或胃肠道有一定间距，可避开高剂量。

2  临床应用规范

2.1  操作规范  要提高γ（X）－刀的精度必须贯穿三精原则（precise localization,precise planning & precise treatmeng ,3P）于治疗全过程。①精确定位：采用有效的体位固定，高清晰CT或CT/MRI图像融合或PET/CT定位，图像必需通过网络直接传送到计划系统。②精确计划：准确确定GTV、CTV和危及器官（organs at risk），在确定PTV时还要充分考虑脏器移动、摆位和机器误差因素。在X－刀治疗时，照射野设计要多采用非共面立体照射方案，利用不同视窗审视2D和3D剂量分布，利用DVH评价计划优劣和可行性。在γ－刀治疗时，在靶区大小而规则时可布置单靶点，在肿瘤较大或形状不规则时需布置多个靶点。多靶点计划复杂，剂量分布不均匀，易出现靶中心低剂量区，适形度差，边缘剂量衰减相对缓慢，高剂量区涉及正常组织范围大。因此，在有空腔器官邻近的部位分次量不宜过高。γ（X）－刀治疗计划的原则是以GTV为主，同时考虑内靶区范围，以完全覆盖靶区的剂量线为处方剂量。X－刀多以80％左右剂量线为处方剂量线，而γ－刀多以50％剂量线为处方剂量线。③精确治疗：实施治疗是落实高精度放疗的最后关键环节。为了保证治疗精度，首次治疗时医师和物理师必须参与摆位，及时解决治疗计划中出现的问题和指导技术员准确操作。要注意观察升床高度避免患者与机头的碰撞，在照射过程中严密观察患者有无体位变化和不适反应等。

2.2  观察和随访  γ（X）－刀通常采用的分次量相对较高，治疗疗程相对较短。因此，在治疗期间要严密观察患者的各种反应和体位的重复精度。当出现较重的放疗反应时要即时调整分次剂量或治疗时间，并进行对症处理。当治疗中患者出现消瘦使体位变化较大时必须重新定位。对所治疗患者应严格登记、认真作记录和进行数据库管理，治疗结束后要定期随访，了解治疗效果和放疗反应，以便总结经验，拟定安全、有效的治疗方案。

2.3  适应证和禁忌症

2.3.1  适应证：主要适用于实质器官肿瘤的治疗，如肺癌、肺转移癌、胸腺癌、纵隔肿瘤及淋巴结转移、肝癌、肝转移癌、胰腺癌、胆管癌、肾上腺肿瘤、肾癌、腹膜后肿瘤和淋巴结转移、直肠癌术后复发及盆腔内转移等。

2.3.2  禁忌症：大量胸水、腹水、恶液质、并发严重感染，估计治疗不会给患者带来明显好处的；胃癌、贲门癌、结直肠癌（直肠癌术后复发除外）、食管癌、腹腔内肿瘤与肠管有粘连等，这些肿瘤若采用高分次剂量的立体定向放射治疗，容易造成正常腔道器官的放射损伤，如溃疡、出血、狭窄、穿孔等；脊髓及其周围的肿瘤治疗应慎重，治疗时应更具LQ公式充分考虑正常脊髓的耐受剂量。

2.3.3  要严格掌握适应证  γ（X）－刀虽可治疗以上各类肿瘤，但在适应证选择上和其他治疗手段一样有一定的原则，不能乱治。不适当的治疗患者有时给患者造成严重的放射损伤，有时给患者增加痛苦和经济负担，甚者会加速患者死亡。因此，采用γ（X）－刀治疗肿瘤时必须严格掌握适应证，不能完全以盈利为目的。据目前统计：γ（X）－刀治疗的肿瘤患者中，肺癌和肺转移癌约占45％、肝癌和肝转移癌约占20％、头颈肿瘤约占10％、胰腺癌约占5％、其他占20％左右。

2.4  治疗原则和方案  γ（X）－刀治疗的选择应根据肿瘤大小、所在部位、肿瘤病理类型和患者全身状况等因素而定。治疗包括根治性治疗、常规放疗后追加放疗、姑息性放疗和放疗后复发的再程放疗。肝、肺的早期局限性肿瘤采用γ（X）－刀治疗可获得根治效果，可作为不能耐受手术治疗的首选手段。当肿瘤较大或有区域淋巴结转移时应考虑与其他放疗手段结合治疗，并根据情况配合化疗。γ（X）－刀的照射剂量和分次方法据肿瘤大小和部位而异，目前尚无统一标准，但分次量较常规放疗大，有的采用隔日照射，有的采用连续照射。γ（X）－刀主要治疗可见肿瘤（GTV）和GTV周围的侵润病灶（CTV），引流区域淋巴结的预防照射以辅助常规放疗或化疗为主。γ（X）－刀根据靶区大小和治疗目的决定分次剂量和总剂量。①根治性治疗：在肺、肝等实质器官肿瘤的治疗时：小靶区（肿瘤＜3cm，50％～80％剂量线处6～10Gy/次，40～54Gy/4～9次；中靶区（肿瘤3～5cm），50％～80％剂量线处5～7Gy，49～60Gy/6～12次；大靶区（肿瘤＞5cm），50％～80％剂量线处3～4Gy，40Gy缩野追加剂量10～20Gy。肿瘤位于实质器官，但与放射敏感器官较近时应据情况降低分次剂量或总剂量。②姑息性治疗：根据患者的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为目的。

3  治疗结果  据初步不完全统计截止2004年底，在全身γ－刀治疗的各种肿瘤近5万例中，患者年龄最小12岁，最大年龄91岁。近期总有效率为80.0％～97.6％，中位为90.8％，完全缓解率（CR）为13.3％～62.8％，中位为36.8％；部分缓解率（PR）28.5％～66.6％，中位为50.6％。其中非小细胞肺癌的总有效率为92.7％，肝癌为88.7％；胰腺癌为82.5％。作者采用全身γ－刀治疗34例I/II期非小细胞肺癌的完全缓解率（CR）为57.8％，总有效率100％；1年、3年的肿瘤局控率分别为95.3％和90.7％；1年、3年总生存率分别为87.6％和77.8％；其中I期非小细胞肺癌的1年、3年总生存率分别为100％和90.9％。放射损伤较轻。Onishi等报道了日本13家医院采用X－线立体定向放疗245例I期NSCLC的结果，局部复发率为13.5％，3年、5年总生存率分别为56％和47％。这些结果远优于常规放疗。因此，采用这一技术治疗不能手术的早期非小细胞肺癌有广阔前景。γ（X）－刀治疗肺转移癌有较高的局部根治效果，单侧肺内3个病灶以内，没有肺功能障碍者采用γ（X）－刀治疗是安全的有效。对3cm以下的转移灶一般采用8～10Gy/次，4～5次，肿瘤1年局控率高达＞90％，而且副作用小，对肺功能影响少。但原则上不主张治疗肺内过多的转移灶，以避免造成肺的严重放射损伤。γ（X）－刀治疗不能手术的局部中、晚期肝癌或肝转移癌取得较高的局控率，和介入治疗联合应用获得了91.5％的总有效率，3年生存率达40％左右，高于常规放疗的10％和单纯介入治疗的20％，而且，对肝功能影响较小，副作用较轻，多数患者可耐受。γ（X）－刀治疗局部进展期胰腺癌没有肝转移病例有较多的报道，于金明等报道采用立体定向放射治疗不能手术的胰头癌13例，1、2年生存率分别为92.3％和70.0％，蔡晶等采用X－线立体定向放射治疗胰腺癌18例的1、2年生存率分别为55.6％和27.8％，周桂霞等报道1年、2年生存率为81.2％和26.0％。作者采用全身γ－刀治疗52例II～IV期胰腺癌的1年、2年总生存率分别为56.5％和23.1％，不能手术的局部晚期23例的1年、2年生存率分别为76.9％和46.7％，2年生存率比一般报道的20％～30％高，提示γ－刀治疗胰腺癌在提高局控率和生存率上可能存在剂量优势[中华肝胆外科杂志，2006，12（52）：（待发表）]。

4  问题和展望  X－刀90年代后期在我国应用较为普及，治疗病例较多，但缺少大宗病例的长期临床结果报道，2000年后随着三维适形放疗、调强放疗等技术的出现，特别是我国全身γ－刀的问世，使这一技术在我国的临床应用和发展受到影响，使用的医院和治疗的病例逐渐减少。但是，不容置疑X－线立体定向放疗技术作为一种独特的剂量聚焦方法，可获得高度集中的剂量分布，在实质器官局限小肿瘤的治疗上可取得较高的局控率和较低的放射损伤。而且，赛博刀等新型X－刀技术的出现将会在肿瘤治疗中发挥重要作用。我国研发的全身γ－刀存在的问题是机型多、软硬件开发和资源整合不足、使每一种机型都未能尽善尽美，特别是在剂量评估和剂量验证方面有待进一步晚上。而且，在临床应用的规范化方面存在严重不足，使这一技术的全面、健康发展受到极大影响。尽管如此，全身γ－刀所独具的剂量聚焦优势已被大量的临床结果证明，因此，加强这一技术的临床规范化应用，开展多中心协作和经验积累以及进一步完善设备，对推动我国放疗设备产业和放射肿瘤专业发展具有重要意义。

[参考文献]：略

作者介绍

夏廷毅，男，主任医师，教授，医学博士，中国人民解放军空军级专家，中国医科大学硕士研究生导师。现任中国人民解放军空军总医院放射治疗科主任，中华医学会北京放射肿瘤专业委员会主任委员、中国生物医学工程学会肿瘤靶向治疗技术分会副主任委员、全军放射肿瘤专业委员会副主任委员、中国抗癌协会放射肿瘤专业委员会常委、中华医学会放射肿瘤专业委员会青年委员中华医学会北京分会科技开发咨询工作委员会专家组成员、全军肿瘤专业委员会委员、中国抗癌协会肿瘤临床协作专业委员会（CSCO）委员、空军肿瘤专业委员会主任委员、《中华放射肿瘤学杂志》编委、《中国神经肿瘤学杂志》编委、《中国微创外科学杂志》编委。夏廷毅教授1982年毕业于贵阳医学院，1983－1984年在贵阳医学院病理科学习，1984－1987年在中国医科大学攻读放射肿瘤学硕士学位，1991－1995年先后在日本京都大学和日本大学医学部放射科研究学习，在日本大学获得博士学位。回国后在医院建立了肿瘤放疗中心，长期从事肿瘤放射治疗和化学治疗的医疗、科研和教学工作。1998年再次赴日本京都大学医学部放射肿瘤科参与立体定向放疗的共同研究。多年来积累了立体定向放射治疗的丰富经验，确立了立体定向放疗的研究方向。1999年初在国内率先开展三维CT模拟定位新技术。2000年6月着手对我国独创的、有自主知识产权的全身伽马刀进行深入细致的临床应用研究，提出了伽马刀的人造布拉格峰和无创性粒子植入的剂量学特征，并制定了临床应用范围。先后在国内重要刊物发表论文50多篇，国外发表论文10余篇，其参与研究的项目“OUR-QGD型立体定向伽马射线全身治疗系统（全身伽马刀）”荣获2005年度国家科技进步二等奖。