王境生，袁智勇，董洋，陳華明，于旭耀，李豐彤，宋勇春

[天津醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院（國家腫瘤臨床醫(yī)學研究中心） 放療科，天津 300060]

射波刀系統(tǒng)主要由LINAC加速器系統(tǒng)（6MV的X射線）、影像系統(tǒng)、機械臂系統(tǒng)（6個機械臂關節(jié)、1200束射線方向）、同步呼吸追蹤系統(tǒng)、治療床、介面控制器及調制器控制器等組成[1-3]。射波刀實時影像追蹤方式根據(jù)追蹤部位的不同，可分為6D-skull（顱骨）追蹤、X-sight（椎體）追蹤、金標fiducial（標志點）追蹤、Sychrony同步呼吸追蹤及X-sight lung（肺）追蹤五種方式[4-6]。射波刀立體定向放療給腫瘤部位準確、均勻的劑量，周圍正常組織劑量很小，因此可在正常組織損傷很小的情況下根治惡性腫瘤，達到提高患者生活質量，延長生存期的目的[7-8]。

1 射波刀X-sight追蹤方法的原理

脊柱椎體包括頸椎（C1～C7）、胸椎（T1～T12）、腰椎（L1～L5）、骶骨及尾骨。X-sight追蹤方式主要用于追蹤脊柱椎體及周圍的腫瘤。射波刀X-sight 追蹤方式采用對比實時曝光產生的圖像和數(shù)字重建影像，生成9個×9個圖像共81個矩陣骨質密度變化點的方式產生患者六維方向上需校準的數(shù)值。通過機械臂校準這些數(shù)值，實現(xiàn)射波刀X-sight追蹤方式中總誤差≤0.95 mm[9-10]。X-sight追蹤方式因為無需植入金標、無創(chuàng)傷，被全球各地的射波刀中心廣泛采用。見圖1。

2 射波刀X-sight追蹤方法的安全性和精準性

圖1 X-sight追蹤方法在射波刀的治療中的應用

徐慧軍等[11]利用CT分別掃描裝有膠片的頭頸部、肺部和仿真人模體，將影像數(shù)據(jù)傳輸至Multi Plan治療計劃系統(tǒng)中。設計頸椎、胸椎、腰椎、尾椎及股骨追蹤的模體等中心計劃，70%劑量曲線給420 cGy。模體置于治療床上，使用X-sight追蹤方式，執(zhí)行模體計劃。掃描照射后的膠片，利用端到端測試軟件分析照射精度，結果顯示頸椎追蹤的精度為0.54和0.68 mm，胸椎為0.50和0.65 mm，腰椎、骶椎、髂骨及股骨分別為0.70、1.99、2.21和2.05 mm。對于3種靜態(tài)模體，頸椎、胸椎及腰椎的追蹤精度均達到亞毫米，骶椎、髂骨及股骨精度為（2.00±0.21）mm，射波刀X-sight追蹤脊柱的精度非常高，提供準確的圖像引導定位，且及時在線發(fā)現(xiàn)和糾正患者治療體位移動，實現(xiàn)立體定向放療領域內提倡高精度、大劑量、分割次數(shù)少及無創(chuàng)傷等優(yōu)點。

3 射波刀X-sight追蹤方法在全身腫瘤治療中的應用

在頸部腫瘤和椎體轉移瘤的臨床應用：脊柱轉移是惡性腫瘤骨轉移的常見部位，脊柱轉移患者常常伴有背部疼痛及感覺、運動障礙，其是惡性腫瘤患者生活質量下降的主要因素之一。椎體轉移腫瘤立體定向放射治療可給予靶區(qū)適形的高劑量；同時形成陡峭的劑量梯度，有利于保護周圍正常組織，特別是脊髓。與常規(guī)放射治療相比較，立體定向放射治療提高腫瘤局部控制率并有利于緩解癥狀，成為椎體轉移瘤術后輔助治療及根治性治療新的治療模式。文獻表明基于放射生物、物理及臨床方面的相關研究，多分次立體定向放射治療在臨床中具有一定的優(yōu)勢。張余飛等[12]觀察25例先前照射過的復發(fā)頭頸部鱗癌患者接受射波刀治療，體部立體定向放療（stereotactic body radiation therapy,SBRT）的處方劑量是25～36 gy/5～6 f，評估SBRT治療先前接受過放射治療的復發(fā)頭頸部鱗癌患者的有效性與安全性。評價指標包括腫瘤緩解率、局部控制率、無進展生存期、生存質量改善率、急性及晚期毒性反應。射波刀治療3個月后近期有效率[完全緩解（complete response,CR）+部分緩解（partial response,PR）]為68%，中位無病生存期為10.3個月，1年生存率為48%；治療過程中及治療后無4、5級不良反應發(fā)生。對于先前接受過放射治療的復發(fā)頭頸部鱗癌患者，射波刀治療復發(fā)頭頸部腫瘤近期療效明確，且不良反應較輕。劉志冰等[13]對2009年3月1日—2011年12月24日行射波刀立體定向放射外科治療脊柱轉移瘤患者發(fā)現(xiàn)，治療腫瘤病灶38處。其中頸椎4處，胸椎21處，腰椎9處，骶椎4處，有放療史患者9例。比較治療前后的疼痛緩解等情況，定期隨訪療效及毒副反應。在隨訪12.5個月（1～25個月）后，生存18例，90%患者疼痛治療有效，隨訪期間內未見放射性脊髓病的發(fā)生。射波刀立體定向放射外科治療脊柱轉移瘤安全有效。

3.1 早期肺癌和縱隔淋巴結轉移瘤

X-sight追蹤方法在治療早期中央型肺癌、老年早期肺癌患者、惡性腫瘤縱隔淋巴結轉移患者都有廣泛的應用。根據(jù)腫瘤位置及分期不同，給予不同的劑量分割模式，射波刀立體定向放療可較好的應用于早期中央型肺癌的治療。王寶虎等[14]回顧性分析天津市腫瘤醫(yī)院射波刀中心2006年11月—2010年12月 17例分期為T1/T2N0M0的中央型非小細胞肺癌患者，其中6例患者采用X-sight追蹤方法，11例患者采用呼吸同步金標追蹤技術。根據(jù)腫瘤位置及分期，給予不同的分割劑量，中位處方劑量56 gy（48～60 gy），中位分割次數(shù)5次（3～10次），中位治療體積46.2 ml（13.8～92.2 ml）。治療后3個月療效評價：9例病變完全緩解，7例部分緩解，1例穩(wěn)定，治療反應率94.1%；中位隨訪期19.5個月（4～64個月），中位生存時間43個月，1和2年的局控率、無進展生存及總生存分別為100%、87.5%、80.8%，以及67.3%、82.4%、68.4%。隨訪期內未見呼吸困難、疲勞、肺不張等不良反應，其中3級不良反應1例，未見4～5級不良反應。宋勇春等[15]回顧性分析天津醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院放療科2006年11月—2010年9月34例 不能手術的老年早期肺癌患者（T1N0M020例，T2N0M014例），中位年齡78歲（70～88歲）。16例患者采用X-Sight椎體追蹤技術，18例患者采用腫瘤內植入1、2枚金標的呼吸同步追蹤技術。處方劑量45～60 gy，中位劑量60 gy，分3～6次給予。結果：25例病變CR（73.5%），9例PR（26.5%）。中位隨訪期29個月（11～59個月），原發(fā)腫瘤局部控制率為97.1%，1、2、3年無進展生存率分別為85.3%、81.6%和70.0%，總生存率分別為97.1%、86.6%和80.0%。31例患者（91.1%）出現(xiàn)治療后的輕度乏力，15例患者（44.1%）發(fā)生Ⅰ、Ⅱ級放射性肺炎，未發(fā)現(xiàn)≥Ⅲ級的不良反應。1例患者（2.9%）在經胸腔穿刺植入金標后發(fā)生嚴重氣胸，經胸腔閉式引流后緩解。射波刀立體定向放射治療技術療效確切、不良反應輕，其是無法手術的老年早期肺癌患者的較好選擇。WANG等[16]評估在2006年10月—2015年5月在天津市腫瘤醫(yī)院射波刀中心接受射波刀X-sight追蹤方法治療的85例縱隔淋巴結轉移患者。主要觀察是縱隔淋巴結的腫瘤局部控制率（tumor control probability,TCP）。次要觀察是癥狀緩解時間，SBRT后總體存活期（overall survival,OS）和常見不良反應事件評價標 準（cancer institute common terminology criteria for adverse events v4.0,CTCAE v4.0）的毒性副反應。1年和5年的局部控制率分別為97%和77%。在53例有癥狀患者中，癥狀緩解47例（89%），中位數(shù)為5 d（3～30 d）。所有患者中位OS為27.2個月。單因素和多因素分析顯示，原發(fā)腫瘤與射波刀的較短診斷間隔以及較大的縱隔淋巴結體積與OS相關。CTCAE v4.0≥3級毒副反應6例（7%），5級毒副反應3例（均具有縱隔淋巴結7站放療史）。SBRT是一種安全有效的治療方式，適用于來自不同腫瘤的縱膈淋巴結轉移的患者，但接受縱膈淋巴結第7站放療的患者除外。王娟等[17]分析射波刀治療39例惡性腫瘤縱隔淋巴結轉移患者的臨床資料，其中31例患者采用X-sight追蹤方法，8例患者采用呼吸同步追蹤技術。病灶共計49個，直徑1.5～4.3 cm。治療劑量12～60 gy，分割1～10次。治療后隨訪3～67個月（中位數(shù)20個月），胸悶、氣短等癥狀緩解率83.3%。49個病灶CR、PR、疾病穩(wěn)定分別為29、15和5個，有效率為90%。1、2年局控率為100%和91%，1、2年生存率分別為84.6%和68.3%。急性期無反應者25例，1、2級和3、4級放療反應分別為11和3例。既往行胸部放療、隆突下及氣管食管溝病灶、放療前后1個月行化療者放療不良反應發(fā)生率較高（P＜0.05），反應組食管5 ml平均照射劑量30.62 gy高于無反應組15.5 gy。射波刀為縱隔淋巴結轉移者提供安全有效的治療手段。

3.2 腹部腫瘤

X-sight追蹤方法在治療治療腹膜后腫瘤、腎上腺轉移癌、局部晚期無進展期胰腺癌及肝門區(qū)肝癌的都有廣泛的應用。射波刀是腹膜后腫瘤安全有效的局部治療手段之一。莊洪卿等[18]對28例腹膜后腫瘤患者行射波刀治療，70%～84%（中位數(shù)78%）等劑量線覆蓋計劃靶體積，照射劑量2 000～6 000 cGy（中位數(shù)4 500 cGy），生物等效劑量3 750～10 080 cGy（中位7 680 cGy，α/β=10），分割次數(shù)2～10次（中位數(shù)5次）。3例患者為調強或適形放療加量，1例為再程放療，其余為單純射波刀治療。27例患者采用X-sight追蹤方法，1例患者采用呼吸同步追蹤技術。KaplanMeier法計算生存率并進行Log-rank檢驗。CR、PR、穩(wěn)定和進展率分別為43%、36%、18%和4%，有效率為96%。隨訪時間滿1、2、3年者分別為17、9和7例。1、2、3年局部控制率分別為92%、86%和86%，總生存率分別為60%、49%和49%。局部無進展生存和總生存相似（中位9.5和12.0個月）。腹膜后單發(fā)病灶且療效評價緩解者局部無進展生存與全身無進展生存期也相似（中位17和11個月）≥2級急性反應中乏力、厭食、惡心、嘔吐和腸炎分別為9、9、7、2和2例，遠期反應僅1例出現(xiàn)1級腸狹窄。陸軍等[19]對2012年11月—2017年6月96例射波刀治療的晚期胰腺癌患者，采用PET/CT或增強CT定位，X-sight脊柱追蹤照射，有梗阻性黃疸患者先行膽汁引流，緩解膽道梗阻有效后再行射波刀治療。利用統(tǒng)計軟件SPSS 13.0采用Cox Regression分析性別、年齡、KPS卡氏評分、腫瘤分期、糖類抗原CA199、放療劑量、是否化療及合并其他治療等因素對生存期的影響；采用Kaplan-Meier法進行生存率分析，并對遠期并發(fā)癥情況進行分析。結果顯示，87.5%的患者癥狀改善，平均生存時間為10.5個月、中位生存時間為8個月。腫瘤分期、糖類抗原CA199陽性是影響患者生存的主要因素。性別、年齡、KPS評分、放療劑量、是否化療及合并其他治療等因素無差異。射波刀是晚期胰腺癌有效的姑息治療手段，可緩解局部癥狀，但對患者的生存期延長有限，遠期并發(fā)癥可危及生命。趙憲芝等[20]分析2006～2013年42例射波刀治療腎上腺轉移癌患者，以治療后后1個月復查觀察近期療效。采用世界健康組織實體腫瘤的療效評價標準 RECIST 1.1標準進行評價，采用后期放射損傷分級標準RTOG或EORTC評價不良反應，采用Kaplan-Meier法計算局部控制率TCP、生存率OS和無進展生存率（progression free survival,PFS）。20例患者采用X-sight追蹤方法，22例患者采用呼吸同步追蹤技術。結果42例47個靶點納入研究，其中14個病灶達CR，13個病灶達PR，總有效率為57%。1、2年樣本數(shù)分別為25和19個靶點，1和2年TCP、OS、PFS率分別為87%和60%、53%，以及41%、17%、8%。腫瘤靶區(qū)＜2.5 cm3、生物有效劑量＞80 gy、年齡＞60歲均有助于提高局部PFS期。治療后乏力、納差、惡心、嘔吐等胃腸道反應和骨髓抑制主要為1、2級反應，只有1例出現(xiàn)3級胃腸道反應。SBRT技術治療腎上腺轉移癌不良反應輕且局部控制效果好。邱鳴寒等[21]分析36例2009～2015年天津醫(yī)科大學腫瘤醫(yī)院收治的接受射波刀SBRT的肝門區(qū)肝癌患者，其中16例患者（16個病灶）采用椎體追蹤技術，20例患者（21個病灶）采用金標呼吸同步追蹤技術。36例患者（37個病灶）的腫瘤直徑為15～55 mm（中位數(shù)30 mm），通過增強CT和/或MRI評價腫瘤進展，Kaplan-Meier法計算TCP、OS并Logrank檢驗和單因素分析。中位隨訪時間為12.7個月，術后1、2年TCP率分別為90%和76%，術后1年OS、PFS分別為63%和39%，中位OS、PFS時間分別為15.2和10.0個月。3級不良反應為11%。

3.3 盆腔腫瘤

射波刀X-sight追蹤方法是髂血管旁淋巴結轉移性病變安全、有效的局部治療手段之一，能夠誘導癥狀迅速緩解，而不良反應極低。WANG等[22]分析2010年5月—2016年5月接受射波刀治療的22例（27個靶點）髂血管旁淋巴結轉移性病變患者腫瘤體積為0.88～125.66 cm3（中位數(shù)18.87 cm3），處方劑量為21～51 gy（中位數(shù)39 gy），分割次數(shù)為3～8次（中位數(shù)5次），生物等效劑量為35.7～100 gy（中位數(shù)72.6 gy），64%～82%（中位72%）等劑量線覆蓋計劃靶區(qū)。其中18例采用椎體追蹤技術，3例患者采用金標呼吸同步追蹤技術，1例行同步呼吸運動追蹤。采用CT為基礎評價有無進展，Kaplan-Meier法計算生存率并進行Log-rank χ2檢驗。隨訪時間為8～97個月（中位33個月）。CR、PR、穩(wěn)定、疾病進展率分別為37%、48%、7.5%和7.5%，有效率為92.5%。局部無進展生存時間為4～68個月（中位21個月）。1、2、3年局部控制率均為90.6%，總生存率分別為78.8%、60.6%和43.4%。治療不良反應主要為惡心、嘔吐、乏力等胃腸道反應。射波刀治療前接受過化療有助于提高生存。所有伴有腰痛或下肢水腫的患者在治療后均能使癥狀得到迅速緩解。

射波刀可給予靶區(qū)適形的高劑量，同時形成陡峭的劑量梯度，有利于保護周圍正常組織，特別是脊 髓[23-26]。與常規(guī)放射治療相比較，能提高腫瘤局部控制率并有利于緩解癥狀，成為輔助治療及根治性治療新的治療模式[27-28]。射波刀X-sight追蹤方法在頭頸部腫瘤、胸部腫瘤、腹部腫瘤、盆腔腫瘤都具有廣泛應用，其是安全、有效的局部治療手段之一。射波刀所具有的圖像追蹤方法，特別X-sight椎體追蹤技術的應用是成為保證射波刀的高精度、大劑量準確照射到腫瘤靶區(qū)部位成為關鍵步驟和關鍵技術所在[29-32]。但是也存在腫瘤大小、曝光條件、距離椎體距離、椎體感興趣區(qū)（region of interest,ROI）大小、X-sight追蹤方法CT中心的選擇等方面的差異[33-35]。ROI大小和影像對比度系數(shù)的改變對脊柱追蹤平移誤差無影響，但對脊柱追蹤旋轉誤差有影響。除追蹤范圍的改變不會影響脊柱追蹤的定位誤差外，ROI大小和影像對比度系數(shù)的改變均會導致脊柱追蹤的定位誤差不同程度的變化，在射波刀治療中應引起足夠重視。另外，研究都是回顧性分析，將來可進行前瞻性研究，進一步完善研究結果。