食管癌是原发于食管粘膜上皮的恶性肿瘤, 以局部侵犯为主, 我国是世界上食管癌发病率和死亡率最高的国家之一, 据估算, 全世界约53.8%的食管癌病人在我国。据1990-1992年中国肿瘤防治办公室资料显示, 食管癌的死亡率较以往有下降的趋势。然而, 其死亡占全部恶性肿瘤死亡的16.05%, 居第四位, 在世界各国中位居前列^[1]。食管癌是可治愈性疾病, 同其他癌症一样治疗方法也有很多种, 其中放射治疗就是食道癌主要治疗方法的一种。食管癌要想获得理想的治疗效果最主要的是早期发现、早期诊断及早期治疗。放射治疗是通过电离辐射作用对肿瘤进行治疗, 其目的在于对确定的肿瘤体积给予精确的辐射剂量, 同时减少对肿瘤周围的正常组织损伤程度, 在根治肿瘤的同时, 以最小的代价取得患者高质量的存活。但是, 由于食管周围正常组织耐受剂量的限制, 肿瘤靶区的剂量提高较难, 食管癌放疗失败的主要原因是局部复发和未控。怎样处理肿瘤靶区和周围肺、脊髓、心脏等的剂量关系, 使局部肿瘤能得到有效控制, 获得较好的生存率和生活质量, 是本文研究的内容。

1 食管癌常规放疗模拟定位

食管为连接咽与胃的肌性通道, 自环状软骨至喷门部平均长为25 cm, 根据1987年国际抗癌协会UICC标准, 食管分为颈段、胸段。颈段为食管入口至胸骨柄上缘水平, 胸段分为胸上段:为胸骨柄上缘至气管分叉水平, 中下段为气管分叉至喷门处, 将其以中间为界分为中断和下段^[2]。根据病人的病史、症状及体征、X射线检查、胸部CT/MRI影像资料、食管内镜超声(EUS)检查、病理学检查等, 作出食管癌的诊断。颈段食管癌为颈淋巴结和锁骨上淋巴结, 胸段食管癌为纵隔淋巴结和胃周淋巴结。食管癌的淋巴结转移率高达45%~75%。

食管癌常规模拟定位是在普通X射线模拟定位机下吞钡定位, 通过食管钡剂造影, 明确食管癌病灶的部位、长度及腔内病变情况。由定位机提供患者肿瘤靶区和周围组织的影像关系, 将患者治疗部位或病变部位的三维结构变成二维影像, 其影像是与治疗射线几何条件一致的射野方向视图, 供患者主管医生进行治疗计划定位设计。医师确定照射的肿瘤靶区、照射野周围的正常组织和危及器官, 提出治疗的要求; 物理师设计出最佳的放疗方案; 医师、物理师利用模拟定位机对治疗计划进行核对、确认; 放疗技师利用治疗机进行治疗。

患者采用仰卧位, 真空袋固定的方法。在此体位下, 按等中心摆位, 在常规模拟定位机下吞钡定位, 患者食管梗阻症状明显, 食管钡餐片表现为不规则的充盈缺损。技术员以食管管腔病变中心为参照来设定放射治疗照射野的范围, 根据食管钡餐造影来确定病变长度, 照射野的长度多为肿瘤上下端各外放3~5 cm, 根据治疗计划设定照射野的大小、数目、各野的权重, 力求肿瘤受到均匀照射, 并最大限度保护肿瘤周围的正常组织。上段食管癌, 以肿瘤的中心为照射野的中心, 多采用两前斜野等中心照射, 照射野宽度根据食管软组织阴影或借助CT扫描食管外侵程度而定, 二前野宽多为5~7 cm, 机架角50°~60°, 30°楔形板。中下段食管癌, 以肿瘤的中心为照射野的中心, 一般以三野照射为宜, 即前一垂直野, 后背两斜野避开脊髓。

2 食管癌三维适形放射治疗(3DCRT) CT精确定位

在与常规模拟定位相同的体位下, 行CT增强扫描, 扫描层厚3.75mm。将CT扫描信息通过网络传入治疗计划系统(TPS), 根据CT扫描勾画肿瘤靶区, 进行三维图像重建, 给予精确计划设计, 采用共面多野或非共面多野照射, 根据IC- RU50^[3]及ICRU62^[4]号报告, 勾画肿瘤靶区(GTV)、临床靶区(CTV)、计划靶区(PTV)。这里GTV指CT增强扫描所见的食管癌原发灶、官腔外生长的肿块等; CTV指包括原发灶及其前后左右1 cm、上下2 cm左右范围及相应节段的淋巴引流区; PTV除考虑食管癌靶区自身运动外还要考虑本中心的摆位误差^[5]。3DCRT采用一前二后斜野和两前斜野共5野等中心照射, 斜野避开脊髓。

3 食管癌常规放疗与3DCRT的剂量学比较

在常规模拟定位机下定位设野, 行食管癌常规放射治疗时, 由于颈部与胸部外轮廓变化大、组织的不均质性等因素, 使得常规模拟定位和常规放射治疗造成80%的等剂量曲线不能完全包及全部肿瘤, 并且照射的高剂量区不能完全有效地避开食管周围的重要器官如心脏、肺和脊髓等。而脊髓是限制食管癌剂量提高的关键器官, 如超过40 Gy/20次就有可能发生严重的并发症, 因而靶区剂量难以提高, 成为食管癌局部病灶未控或复发的重要原因。同时在3DCRT时, 不仅考虑到GTV, 而且还考虑了摆位和呼吸等引起的误差, 常规放射治疗时仅考虑了GTV。所以, 3DCRT以95% PTV为处方剂量意义与常规放射治疗的处方剂量是不同的。

常规模拟定位机通过常规诊断X射线机的透视和照相, 可以较清楚地确定病变的性质和范围, 但它提供的平面信息主要是便于医生作疾病的诊断。可以通过它的定位, 采用食管钡餐造影来显示病变部位的特点, 了解病变部位及长度、肿瘤的放射学类型, 评估肿瘤, 直观、简单、方便。由于本身的局限性, 不能充分显示肿瘤大小、肿瘤与食管管腔的关系、肿瘤的外侵范围及程度, 尤其不能反映纵膈淋巴结转移情况、膈下淋巴结转移情况, 不能很好地显示食管管腔以外的肿瘤情况, 包括肿瘤最大横径、最大侵润深度、侵润方向、食管旁淋巴结侵犯及邻近器官有无受侵情况。食管走向呈"S"形并随脊髓而弯曲, 常规模拟定位仅能以食管管腔病变中心为参照设定照射野范围, 均采用钡餐透视下病灶两端各放大3~4cm、射野宽5~6cm的设野方案, 可能会导致部分患者靶区遗漏。不能保证肿瘤靶区得到理想的剂量分布, 更不能确保脊髓受量处于安全范围。可能会导致部分患者靶区遗漏和/或靶区受照射剂量过高。研究认为^[6], 对于T2-3期患者, 采用常规模拟定位, 可能有32%部分病灶遗漏在照射野之外。食管癌常规放疗的疗效多年来5年生存率仅为8%~16%^[7], 局部复发和未控是失败的主要原因, 约70%~80%。

为了比较CT模拟定位和常规模拟定位对治疗靶区中心的影响, 陈志坚等^[8]选择10例胸段食管癌, 同时用CT模拟和常规模拟定位, 并设计治疗计划, 进行比较。结果认为, 两种定位方法治疗靶区等中心点位置在三维方向X、Y、Z轴上误差分别为(4.2 ± 2.6) mm、(3.4 ± 2.7) mm、(15.4 ± 10.6) mm, 其差异有统计学意义(P < 0.05)。施学辉等通过CT研究食管腔与肿瘤的关系认为, 82%以上的病人是偏心生长, 如果把食管钡餐造影显示的管腔为设野中心, 当食管照射野的宽度多数情况下为5~6 cm时, 将有部分病人的部分肿瘤漏照或处于低剂量区。以CT定位的三维适形放疗所获得的图像资料, 能很好地显示肿瘤三维方向上的外侵范围、病灶中心、淋巴结转移情况及与周围正常组织、重要器官的三维位置关系, 使我们能够在足量照射食管靶区的同时, 清楚周围危及器官的靶体积剂量, 以便能更好地保护他们。所以CT定位的三维适形放疗能弥补模拟定位常规放疗的不足, 增加靶区剂量, 减少靶区逃逸, 进一步提高食管癌放疗局部控制率, 进而提高生存率^[9-11]。因此, 最精确的方法应当是三维适形放射治疗。但如果没有该设备, 最好做到:体位固定做到体位重复性好; 胸部CT扫描并做TPS计划; 模拟机下较对位置。所以放疗前做CT扫描非常重要。

4 结论

当今食管癌的首选治疗仍以手术为主, 但某些患者由于手术指征或内科原因不适宜手术治疗, 诊断时50%以上的患者已失去手术机会而需接受放射治疗。放射治疗是通过放射线的电离辐射消灭肿瘤细胞, 其目标是给一定肿瘤体积准确的、均匀的剂量, 而肿瘤周围的正常组织剂量很小, 因此, 在肿瘤周围的正常组织的放射性损伤很小的情况下, 治疗恶性肿瘤, 这样既保证了患者的生存又保证了患者的生存质量。放射治疗经过一个世纪的发展获得了巨大的进展, 其在癌症治疗中的作用和地位日显重要。

肿瘤的生长方式和部位复杂, 放射治疗照射野应该包括全部肿瘤组织和淋巴引流区以及一定范围的外周边缘, 也称安全边缘。要达到射线体积与靶体积形状一致、同时避免对正常组织的不必要照射的要求, 绝大多数照射野的形状是不规则的, 在过去的临床放疗实践中, 一般采用低溶点铅挡块技术实施不规则照射野的放疗。由于计算机技术的进步, 放射物理学家用更先进的多叶光栅代替手工制作的铅挡块以达到对射线的塑形目的, 用计算机控制多叶光栅的塑形性, 可根据不同视角靶体积的形状, 在加速器机架旋转时变换叶片的方位调整照射野形状, 使其完全自动化。这使3DCRT真正实现了有的放矢, 从而可实施对靶区的精确打击, 其结果科学、准确, 肿瘤在射野之外的情况不会发生, 肿瘤靶区的剂量得到保证。近年来, 影像诊断图像的计算机处理使得人体内的放疗靶区和邻近的重要组织器官可以三维重建, 因而实现了临床上以三维放疗计划指导下的3DCRT, 为其正确打击目标(肿瘤靶区)和准确进行临床分期及预后判断提供了平台。ICRU50号报告对肿瘤体积、临床靶体积、计划靶体积、治疗处方的规范化作了详细说明。3DCRT的实施主要依靠如下技术:首先是多叶准直器(MLC), 它的种类有多种, 有手动、半自功和全自动。它的叶片大小数目也不尽相同。MLC系统的用途是:代替铅挡块; 简化不规则照射野的塑形过程, 从而可以增加照射野的数目以改善对正常器官结构的屏蔽; 应用多叶光栅的静止照射野和单一机架角度可用于调整线束平整度; 叶片可在机架旋转时移动以适应对不规肿瘤形状的动态调整。其次是3DCRT计划系统, 它的主要特点是在CT影像三维重建基础上的治疗显示。如线束视角显示(BEV)功能可以显示在任意射线入射角度时, 照射野形状和肿瘤形状的符合程度以及对邻近关键结构的屏蔽情况, 是实现"适形照射"的关键功能。治疗方位的显示(RV)功能, 可以显示在治疗室内任何方位所见的治疗情况, 这一功能补偿了线束视角显示BEV的不足, 尤其是设定射线等中心深度时能同时显示多个线束, 可以对治疗技术作适当的几何调整。剂量体积直方图显示(DVH)功能, 可以显示治疗计划的合理性, 等剂量曲线包括治疗体积状态以及对整个方案作出评价等。第三是计算机控制的放射治疗机, 新一代的直线加速器、部分高档的钴60治疗机和后装治疗机是由计算机控制的。第四是立体定位和验证等一系列技术和方法, 主要有用于增加重复摆位准确性的体部固定框架、头颈固定架、热可塑面膜、真空垫和限制内脏活动的装置; 照射野的证实影像和一些验证设备, 提高了体位固定重复摆位和摆位验证的精度。3DCRT的剂量分布与肿瘤靶区形状一致, 通过共面、非共面多野照射, 使肿瘤靶区受到最大剂量的照射, 而周围正常组织、器官少受或不受照射。3DCRT的优点在于能使高剂量集中在靶区而使靶区外的正常组织, 特别是一些重要的器官接受的剂量较低, 不致出现较严重的反应或并发症。但是由于多角度多野聚焦式照射, 射线经过的正常组织多, 所以肿瘤周围一部分肺、食管、心脏及脊髓等所受到的剂量较常规放疗有所增加, 但可通过治疗计划的优化可将其控制在临床要求的范围内。国内已有报道认为, 与常规放疗相比, 该技术能明显改善食管癌的局部控制率和生存率, 近期放射反应及远期放射损伤均可耐受。并有回顾性分析认为, 3DCRT技术是治疗颈段、胸上段食管癌的有效手段。3DCRT技术在食管癌综合治疗中也得到应用。

常规放射治疗是指在X射线模拟定位机下定位确定病灶的治疗范围(靶区), 通过钴-60治疗机或直线加速器在二维水平实施照射, 采用1.8~2.0 Gy/次, 5次/周, 总剂量50~70 Gy的剂量分割模式的放射治疗技术, 由于其影像诊断技术、放射治疗技术及设备落后, 导致靶区定位不准, 照射范围过大, 不能实施大剂量分割模式, 治疗多数肿瘤疗效差, 副作用大。常规放射治疗将人体剂量计算模型等效为均匀水模, 而人体组织, 如肺组织是不均匀的, 由于肺密度较低, 射线路径上衰减的剂量较少, 所以在患者体内靶区、正常组织和危及器官的实际剂量分布与常规放疗计算出的剂量分布不相符。CT图像用于放射治疗计划设计的原理是能够得到人体组织三维空间结构及组织的电子密度值。经过电子密度和组织密度的换算(事先测量并拟合的曲线), 可以得到人体的组织物理密度值, 此数值用于TPS的射线衰减计算, 进而模拟射线在人体内部产生的吸收剂量分布。随着影像技术与计算机技术的发展, 不均匀组织校正的方法已逐渐成熟^[12-13], 应进行不均匀组织校正^[14]。

综上所述, 3DCRT较好地处理了肿瘤靶区和肿瘤周围正常组织肺、脊髓、心脏等的剂量关系, 使局部肿瘤能得到有效控制, 减少了正常组织的损伤, 获得较好的生存率和生活质量。