肺癌三维适形和调强放射治疗

肺癌的三维适形 3DCRT 和调强放射治疗 IMRT 2006 10 21北京 常规放疗技术疗效不满意 非小细胞肺癌放疗的疗效非常差 3年生存率10 20 5年5 10 常规放疗技术能够给予的最大肿瘤放疗剂量 60 64Gy肿瘤的局部控制率 3年50 左右消灭NSCLC所需要的剂量90 100Gy 改善肺癌放疗疗效1 使用化疗 新辅助 同步化放疗 放疗后辅助化疗2 提高肿瘤放射剂量 增加局控率 放射治疗剂量 Gy 30405060 100 50 放射性脊髓炎的发生率 提高肿瘤放射肿瘤剂量的负面影响 放射并发症增加 如放射性气管炎 放射性肺炎 放射性食管炎 立体适形放疗 3DCRT 发展历史1950末麻省理工学院Proimos 不对称铅挡装置 3DCRT雏形1965日本高桥提出 原体放疗 设计了和MLC类似装置 用机械方法在机架旋转时使放射野形态适合放射靶区形状1965英国RoyalNorthern医院Green等创制了放疗计划设计合适系统 60Co照射跟踪系统 通过电子 机械系统自动控制治疗床和机架运动 以跟踪肿瘤的走向1970哈佛医学院Bjarngard使用计算机进行3DCRT 萌芽了现代3DCRT和IMRT的基本方法1980现代MLC的发明和控制放疗机计算机系统问世3DCRT到IMRT过程中 动态楔形滤片技术 计算机控制准直器铅门移动1994美国贝勒Methodist医院首先使用NOMOS的Peacock放疗头颈部肿瘤 适形放疗技术基于计算机技术的高度发展计算机影象技术计算机放疗计划设计系统计算机控制的照射技术计算机监督放疗全过程三精 精确定位 精确计划 精确放疗 计划验证 计划实施 3个病房医生办公室 4个门诊医生办公室 网络传输 计划设计 复旦肿瘤放疗科计算机网络 X刀 10个IMRT计划系统4个3DCRT计划系统 适形放疗技术 立体适形放疗 3DCRT 束流调强立体适形放疗 IMRT 生物适形放疗 BCRT 图像引导下的放疗 IGRT 剂量引导下的放疗 DGRT 1 3DCRT的临床放疗经验局部晚期NSCLC的3DCRTI期NSCLC的3DCRTI期NSCLC的立体定向放疗2 IMRT的临床放疗经验3 3DCRT和IMRT的新技术 1 3DCRT的临床放疗经验局部晚期NSCLC的3DCRTI期NSCLC的3DCRTI期NSCLC的立体定向放疗2 IMRT的临床放疗经验3 3DCRT和IMRT的新技术 1 1局部晚期NSCLC3DCRT 复旦大学肿瘤医院3CDRT 化疗治疗局部晚期NSCLC的结果1999年5月 2001年1月50例病人进入本研究WuKL IntJRadiatOncolBiolPhys2003 57 5 1336 44 肺癌的立体适形放疗多个放射野聚焦式照射 50例病人的一般临床资料男性43女性7年龄65岁 42 75 IIa2IIb2IIIa31 92 III期 IIIb15鳞癌30腺癌10未分化4其他6KPS 7050 化疗 DDP为基础中位化疗数 3个 2 5个 后程加速超分割放疗 急性放射反应RTOGI II III食管56 28 50 10 5 50 肺36 18 50 2 1 50 骨髓58 29 50 8 4 50 皮肤4 2 50 0 后期放射反应中位随访 2年 1 3 2 6 肺纤维化 31 15 49 RTOGI II 1年生存率71 2年44 1年局控率79 2年60 RTOG9311 I II期前瞻性剂量递增试验目的 通过对急性和后期放射反应的评价 得到用3DCRT技术NSCLC病人MTD197个病人参加试验2 15Gy 次1组 V2036 严重毒副作用提前结束 RenganR IntJRadiatOncolBiolPhys2004 60 3 741 7 RTOG9311 I II期前瞻性剂量递增试验急性毒副反应体重减轻 恶心 血液学毒性 食道炎和肺的毒副作用18个月时3级以上的损伤发生率1组 70 9Gy8 77 4Gy0 83 8Gy4 90 3Gy6 2例放射相关死亡 2组 70 9Gy0 77 4Gy5 RTOG9311 I II期前瞻性剂量递增试验疗效1组和2组各剂量组的局控率和总生存率相似 局部控率达到50 78 31个病人发生了区域淋巴结复发 15个在未照射的淋巴区内 14个在照射区域内的淋巴结复发 2个病人既有未照又有照射区淋巴结复发 没有预防照射淋巴结转移率 10 RTOG9311 I II期前瞻性剂量递增试验结论MTD 1组83 8Gy 2组77 4Gy 选择性淋巴结的预防照射不是必需的 韩国Kim前瞻性研究 同步化放疗 目的 评价3DCRT联合紫杉醇 顺铂同步放化疗的有效性和毒副作用135名IIIb期病人总剂量为70 2Gy 1 8Gy 次 5次 周 连续8周 常规放疗41 4Gy后3DCRT 同步化疗 每周紫杉醇40mg m2加顺铂20mg m2 连续8周KimYS IntJRadiatOncolBiolPhys2005 62 1 76 81 韩国Kim前瞻性研究结果总缓解率 75 2例CR失败主要原因 局部复发和远处转移2年的总生存率和无进展生存率分别是37 和18 中位生存期 17月 无进展生存期 9个月血液系统毒性大于2级19 严重的非血液毒性少见 密西根大学Kong目的 用3DCRT给高放射剂量是否可以改善NSCLC局控率和生存率106个新发或复发I III期病人照射剂量 63 102Gy 2 1Gy 次加新辅助化疗 19 中位生存期 19个月 5年生存率 13 5年生存率 63 69Gy4 74 84Gy22 92 103Gy28 5年局部控制率分别是12 35 49 多因素分析 体重下降 p 0 011 和放疗剂量 p 0 0006 与生存率显著相关 KongFM IntJRadiatOncolBiolPhys2005 63 2 324 33 局部晚期NSCLC3DCRT治疗的效果 1990 表1 局部晚期NSCLC3DCRT治疗的效果 局部晚期NSCLC3DCRT治疗的效果 2000 表1 局部晚期NSCLC3DCRT治疗的效果 3DCRT放疗局部晚期NSCLC的结果多数患者是III期病人肿瘤放疗剂量大约增加到了 70Gy分割剂量略比常规分割提高 2 1 2 15Gy 次 或后程加速放疗加化疗病人能耐受 主要毒副作用是食道和肺的急性损伤中位生存期 15个月2年的总生存率 40 左右常规分割放疗 总剂量 60 62Gy10个月左右 2年的总生存率约为20 1 23DCRT治疗I期NSCLC的结果因为心脏 肺 或其他重要脏器功能不好 不能耐受肺叶切除 或麻醉 拒绝手术 LaqerwaadFJ113例I期NSCLC3DCRT 只照肿瘤 不做选择性淋巴结照射总剂量 60Gy 每次2 3Gy 每天1次30 的病人死于局部疾病进展 22 的病人死于远处转移 6 2 的病人发生了2 3级的急性放射性肺炎中位生存期 20个月1 3 5年的生存率 71 25 12 局部无进展中位生存时间 27月1 3年局部无进展生存率 85 43 多因素分析 T分期与远处转移相关 p 0 005 LagerwaardFJ RadiotherOncol2002 63 2 151 7 华盛顿大学Bradley56例不能手术的I期NSCLC3DCRT放疗 70Gy 每日剂量1 8 2Gy22病人行区域淋巴结照射 45 50Gy 33个病人只照射原发病灶结果1 2 3年局控率 88 69 63 1 2 3年疾病特异生存率 82 67 51 1 2 3年总生存率 73 51 34 1 2 3年无转移生存率 90 85 81 BradleyJD IntJRadiatOncolBiolPhys003 56 2 342 7 华盛顿大学Bradley放射剂量与总生存率相关 是否接受选择行淋巴照射在生存率和疾病特异性生存率的差异没有统计学意义 33例未做选择性淋巴照射的有2例发生淋巴结转移 许多病人死于其他原因 因此 不进行区域淋巴照射并不影响最后结果 I期NSCLC病人3DCRT治疗的结果 1 3立体定向放疗I期NSCLC 大分割照射 每次分割剂量增加 5 20Gy 分割次数减少 3 10次 基于 1 较少的照射次数易被接受 2 大剂量分割有更好的杀灭肿瘤的效应 X刀治疗示意图 全身伽马刀 日本Uematsu50病理证实I期NSCLC病人50 60Gy 5 10次 1 2周局部无进展率是94 47 50 3年总生存率是66 29例可手术病人3年总生存率86 3年疾病特异性生存率是88 无治疗相关的副反应 2例不严重的骨折 6例胸痛 UematsuM IntJRadiatOncolBiolPhys2001Nov1 51 3 666 70 美国印第安那大学Timmerman目的 大分割放疗时的MTD两周内给予3次分割照射8Gy 次逐步提高到20Gy 次 总剂量60Gy 结果37例I期NSCLC中位年龄75岁 中位KPS80分放疗有效率为87 完全缓解为27 19例T1 4个复发 28例T2 6个复发9个复发均分割剂量16Gy只有1例复发3级放射性肺炎2例没有观察到心肺功能的下降TimmermanR Chest2003 124 5 1946 55 美国印第安那大学Timmerman2005年更新报告T1期病人没能获得MTD 60Gy T2期肿瘤大于5cm病人 MTD72Gy剂量限制性毒性 支气管炎 心包积液 组织缺氧和放射性肺炎结论 大剂量分割 照射3次 病人可以耐受 局控率好 立体定向放疗 日本的经验MasahiroHiraoka241例I期NSCLC 13家日本医院 胸腔肿瘤局部复发率 BED100Gy6 5 3年总生存率 BED100Gy46 能手术病人91 不能手术病人50 I期NSCLC病人立体定向放疗的结果 I期NSCL放疗小结 对于I期NSCLC不能耐受手术和拒绝手术的病人 放疗是一种可选择的治疗 3年生存率25 85 大剂量分割更易被老年或伴有严重合并症的病人接受常规分割和大剂量分割都得到了很好的结果 最佳分割方式需进一步探讨放疗范围 只照射CT显示的原发病灶和转移淋巴结 不必作预防性淋巴结照射 放疗的主要并发症 放射性肺炎 LineClaude RadiotherapyandOncology71 2004 175 181 有关发生放射性肺炎的临床因素 单因素分析 有关发生放射性肺炎的剂量学因素 单因素分析 有关发生放射性肺炎的剂量学因素 单因素分析 有关发生放射性肺炎的临床和剂量学因素 多因素分析 1 3DCRT的临床放疗经验局部晚期NSCLC的3DCRTI期NSCLC的3DCRTI期NSCLC的立体定向放疗2 IMRT的临床放疗经验3 3DCRT和IMRT的新技术 IMRT在NSCLC的临床研究 到目前为止只有少数临床试验的研究发表IMRT没能应用到NSCLC病人日常放疗中的原因 1 脏器移动的问题没有得到完全解决 肺癌在头尾方向的移动范围为1 5 3 0cm IMRT的调强谱和剂量不能得到准确执行 2 3DCRT已经满足了大多数NSCLC病人的需要 IMRT的设计 实施和验证需要花费更多的时间和精力 3 晚期NSCLC治疗失败的主要原因是远处转移 从价效比度讲 IMRT并不值得 三种不同放疗计划放射靶区 PTV 剂量 cGy 的比较 4野3D CRT6 8野3D CRTIMRTX 1SDX 1SDP值X 1SDP值Dmin4377 5 108 24570 5 71 3 0 054594 92 78 8 0 05Dmax5664 9 137 75162 3 56 1 0 055329 8 151 7 0 05Dmean4970 0 51 74980 9 45 5 0 054999 0 12 8 0 05CI0 30 0 040 42 0 04 0 050 43 0 03 0 056 8野3DCRT和IMRT提高了放射靶区的适形指数 常规放疗技术和3DCRT以及IMRT对肺癌手术后放疗的剂量学研究复旦大学附属肿瘤医院 三种不同计划双肺剂量 cGy 比较 4野3D CRT6 8野3D CRTIMRTX 1SDX 1SDP值X 1SDP值Dmin23 0 8 217 2 6 4 0 0515 2 6 5 0 05Dmax5647 2 178 75126 8 80 5 0 055362 1 234 0 05Dmean1903 1 135 61376 6 146 4 0 051179 1 103 2 0 05V2023 68 4 223 4 3 6 0 0519 2 2 1 0 05 复旦大学附属肿瘤医院 常规放疗技术和3DCRT以及IMRT手术后放疗的剂量学研究 IMRT比3DCRT更降低了正常肺最大剂量 平均剂量 V20 三种不同计划心脏剂量 cGy 比较 简单野3D CRT复杂野3D CRTIMRTX 1SDX 1SDP值X 1SDP值Dmin56 1 17 341 7 13 7 0 0537 4 13 9 0 05Dmax5174 7 351 64968 9 80 3 0 054842 4 62 1 0 05Dmean1178 4 664 61004 76 588 9 0 05988 8 634 0 0 05 复旦大学附属肿瘤医院 常规放疗技术和3DCRT以及IMRT手术后放疗的剂量学研究 IMRT降低了对心脏的最低剂量 StrahlentherOnkol2002 178 651 8 IMRT比3DCRT对正常肺的放疗剂量更低 IJROBP200458 4 1258 1267 IMRT比3DCRT对肺 心脏 食管和脊髓的照射剂量更低 IJROBP200357 3 875 890 IMRT比3DCRT对正常肺的放疗并发症发生率更低 IMRT放疗NSCLC的剂量学比较结果 IMRT照射技术和3DCRT相比较提高了适形指数减少了对肺 心脏的放射剂量 IMRT放疗NSCLC前瞻性临床报道 Holloway临床 期剂量递增试验 旨在获得MTD应用PET CT扫描及呼吸门控技术5例病人均接受了84Gy 35次 7周 2 4Gy 次 有1例患者出现放射性肺炎导致的死亡此剂量是不可耐受HollowayCL RadiotherOncol 2004 73 285 7 MDAnderson肿瘤中心Yom回顾2002年8月到2004年11月IMRT治疗59例NSCLC III期64 放疗后复发12 应用IMRT原因 肿瘤立体分布的跨度太大 49 肿瘤靠近关键器官 34 过去曾进行过放疗 14 肺功能较差不能耐受常规放疗技术 3 17 病人接受诱导化疗及61 的患者同期化放疗中位剂量 63Gy 14 4 70 YomS LungCancer49 Suppl2 2005 S52 O 152 结果 84 病人完成治疗毒副反应 肺炎41 3级肺炎10 1例死亡 食管炎 3 4级 27 6月总生存率和局部控制率 82 和47 结论 对难治的NSCLC IMRT是个不错的选择IMRT治疗非小细胞肺癌的前瞻性临床试验正在进行YomS LungCancer49 Suppl2 2005 S52 O 152 复旦大学肿瘤医院的经验 2004年10月 2006年4月20例NSCLC 男性15例 女性5例中位年龄54岁 36 77 A期3例 15 B期15例 75 期2例 10 对侧上颈部淋巴结转移 接受IMRT的原因 肿瘤靶区跨度过大或者与重要器官过于邻近从而应用3DCRT的方法难以达到可接受的剂量 复旦大学肿瘤医院的经验 对于锁骨上淋巴结的照射 采用单独射野或者与胸部病灶一起勾入PTV进行调强放射治疗 肿瘤PTV的中位体积为629cm3 259 1204 2Gy 次常规分割 中位剂量 61Gy 40 64 2 6疗程的序贯化疗 复旦大学肿瘤医院的经验 结果 所有患者耐受治疗 中位随访时间 9月 4 20 中位生存时间 11月 放疗结束后2月 CR 2例 10 PR 7例 35 SD 4例 20 PD 4例 20 不能评价3例 15 RTOG毒副反应急性放射性肺炎1 2级4例 20 无3级后期放射肺损伤1 2级7例 35 3级2例 10 1例死于放射性肺炎 急性放射性食管炎1 2级8例 40 3级1例 5 未发现有后期放射性食管损伤的患者 复旦大学肿瘤医院的经验 结论对于因肿瘤跨度过大或者与重要器官邻近 而应用3DCRT技术难达到可接受剂量的NSCLC患者 可以考虑应用IMRT 本研究的毒副反应和疗效情况是可以接受的 1 3DCRT的临床放疗经验局部晚期NSCLC的3DCRTI期NSCLC的3DCRTI期NSCLC的立体定向放疗2 IMRT的临床放疗经验3 3DCRT和IMRT的新技术 3 1改善3DCRT和IMRT放疗的准确性 临床靶区的确定 GTV 3DCRT和IMRT成功与否的关键一步融合CT PET MRI等影像学的资料 PET CT扫描的应用 鉴别阻塞性肺炎和肿瘤 鉴别阻塞性肺炎和肿瘤 18F FDGhPET hybridPET 显像对非小细胞肺癌临床治疗的影响hPET和CT对伴肺不张的原发肿瘤范围的显示差异21例伴肺不张的病人4例VhPET大于VCT 17例VhPET小于VCT VhPET平均比VCT小46 01cm3 平均缩小18 P 0 002 18F FDGhPET hybridPET 显像淋巴结的肿瘤转移 MRI CT 提高对GTV确定的正确性MRI和CT扫描图像的融合 3 2解决呼吸导致的靶区移动问题肺部病灶随呼吸运动 可预测的 PlanningonthethreeCTsets CTatInspiration CTatExpiration CTduringFreeBreathing CombinedtoformITVs 解决呼吸运动的方法 扩大放射野 4维CT取得图像 融合 ITVMarginsatMDACC Conventional ITV GTV CTV GTV 8mm PTV CTV 15mm7mmsetup 8mmmotion GTV1 CTV1 GTV1 8mm PTV ITV 10mm7mmsetup 3mmmotion GTV2 ITV CTV1 CTV2 解决呼吸运动对肺癌放疗的影响方法 降低呼吸运动 限制病人 主动呼吸控制系统 病人处于深吸气后屏气相时照射呼吸跟踪治疗 限制机器 病人自主控制呼吸 主动呼吸控制系统 ABC ABC 自由呼吸状态下照射 ABC控制伸吸气状态下照射 IntJROBP48 2 435 4422000 日本 呼吸跟踪技术 日本 问题 胸腔内肿瘤的运动是否与胸廓运动一致 呼吸门控系统 Respiratorygatingsystem 3 33DCRT和IMRT的发展新方向图像引导的放疗Imagingguidedradiotherapy IGRT 剂量引导的放疗 Doseguidedradiotherapy DGRT 检查病人放疗体位是否正确的方法直线加速器放射治疗野电子实时成像系统 EPID 射野电子实时成像系统显示放射野和周围正常结构 实际放疗的放射野和周围的正常结构 BasicPrinciplesofMVCBCT 1sliceperrotation Entirevolumein1rotation FanbeamCT Cone beamCT Lostintheweb 肿瘤靶区的验证在线CT KV 瑞典医科达公司的Precise数字化加速器 iViewGT ConeBeamCT FlatPanelImagerandkV Source FlatPanelImagerandkV Source IntegratedConeBeamCTimaging 高能射线在线CT MVCBCT 的原理和优点 MVCBCT用高能X线 6MV 取得病人3维图像CBCT和放疗用同一个等中心 减少了机械误差 对带有金属假体的病人 不会产生CT的伪影 能进行DGRT MVCBCT PatientSetupandProstateAlignment 3Dview MVCBCT Postprocessing Diffusionfilterreducesnoiseandmaintainsedges 2Dvs3DSetupMethods 3 PatientSetup Lung AlignedaccordingtoEPI AlignedwithMVCBCT DosePlan CT DoseDelivery Patientalignment WorkflowofIGRTwithMVCBCT DGRTWithMVCBCT Todaydose DesignRTfornextdayAccordingtothegoaldose 质子调强放疗 光子的IMRT 质子的IMRT 光子的IMRT 质子的IMRT 光子的IMRT 质子的IMRT 光子的IMRT 质子的IMRT 肺癌DVH Photonsvs Protons Protons Photons Lung 光子肺癌调强放疗 质子肺癌调强放疗 光子 质子 I期非小细胞癌的质子放疗 LomaLinda 病人 期因医学原因不能手术或拒绝手术方法 51CGE 10fx 2wks 22例 60CGE 10fx 2wks 46例 仅照射原发灶结果 67例中位随访30月没有产生有症状放射性肺病或后期食管 心脏并发症3年局控率74 T187 T249 3年生存率72 预后好 PS高 女性 肿瘤小BushDA Chest2004 126 4 198 203 非小细胞癌质子和质子 光子放疗中血清细胞介素的变化 LomaLinda 目的 比较细胞介素的变化 肺放射损伤的指标 病人 12例因心肺功能差不能手术病人接受质子放疗 51CGE 10fx 或质子 光子治疗 45Gy 28 8CGE 肺受照射的体积在前者明显少 方法 在放疗开始后15 30 45 60 90 120 150 180 210天检测CT评价放射性肺炎和肺纤维化血清 bFGF 6FGF TNF IL 1 IL 6 IL 10 P P 前胶原 肽 结果 质子照射与质子 光子照射相比肺损伤记分更小 P 0 039 bFGF THF IL 6低 P 0 05 P P更低 P 0 001 提示质子放疗对肺损伤更小GridleyDS IntJRadiatOncolBiolPhys2004 60 3 759 66 非小细胞肺癌的质子放疗 日本筑波大学 方法1983 200051例NSCLC I期28 II期9 III期8 IV期1 复发5 中位分割剂量3Gy 2 6 总剂量76Gy 49 93 结果5年总生存率29 IA 70 IB 16 毒副作用 RTOG 0 192 47例 26 3例 32 1例 ShioyamaY IntJRadiatOncolBiolPhys2003 56 1 7 13 非小细胞肺癌质子放疗和质子 光子放疗中的肺功能改变 病人10例FEV1 1 0L 质子放疗 51CGE 10fx 15例FEV1 1 0L 光子 质子治疗 45Gy 28 8CGE 方法肺功能检查放疗后1 3 6 12月结果质子放疗 没有明显的肺功能改变光子 质子 肺弥散功能 CO 从61 45 P 0 05 全肺capacity从114 95 P 0 05 残气量从160 132 P 0 05 气道阻力从3 85 2cmH2O L SVitalcapacity FEV1 PaO无明显改变BonnetRBChest2001 120 6 1803 10 期非小细胞肺癌光子和质子治疗结果比较 I期非小细胞肺癌的碳离子放疗MiyamotoT日本千叶国立放射科学研究所RadiotherapyandOncology2003 66 127 140 1994年10月到1999年2月81例I期NSCLC 72岁 47 85 临床I期试验 获得最大耐受量 碳离子290 350and400MeV nucleon由HIMAC同步加速器产生 RBE 3 0 centeroftheSOBP GyE MiyamotoT MiyamotoT 早期皮肤和肺的放射反应 MiyamotoT MiyamotoT 后期皮肤和肺的放射并发症 MiyamotoT Survival Localcontrol 5年总生存率43 5年CSS生存率 剔除老死 60