癌症护理贴士

放射治疗的机器与技术的进展

放射技术,可分二维 ( 2D ),三维适形 ( 3D-Conformal )及调强适形 (IMRT)等。上世纪八十年代前,放射治疗以二维技术为主,电疗剂量以人手计算,最多只容许四个同一平面的放射光束,而且照射野以方形为主,未能对应肿瘤的形状作出优化,以至放射范围太宽松,未能减低辐射线对正常组织的伤害。而医生作电疗规划时,多数以平面X光片为主,即使有CT或MRI影像,也只能作为参考,未能将三维数据作实际电疗设计之用。


1. 三维适形放射(3D-Conformal)技术及调强适形放射治疗
(Intensity-Modulated Radiotherapy IMRT)


以电脑科技协助医生设计放射治疗

直至上世纪九十年代,随着电脑技术的发展,剂量计算可以倚赖电脑进行。另一方面,电子机械技术的进步,三维断层电脑扫瞄 ( CT Scanning ) 流行,促成新的放射治疗机器与技术的进展。

三维适形放射治疗能将较大剂量的辐射准确地射向肿瘤,同时对附近正常组织的破坏减到最少。治疗前,病人需要接受电疗设计专用的电脑扫描,其数据会汇入特定的剂量运算电脑,让临床肿瘤科专科医生以三维空间影像审视肿瘤位置,将肿瘤和附近最可能受影响的淋巴组织,及邻近重要的器官准确定位。随后,医生、放射治疗师或医学物理学家利用电脑协助,用不同放射束的入射角度及剂量比例,以设计最佳的电疗方案。

至于调强适形治疗,是在三维适形放射治疗基础上演进而来。在每个放射束(照射野)内分为许多子野,子野的放射强度是不一样的(故称为调强)。过程中剂量的计算,采用逆向设计治疗计画,全部由电脑负责,使肿瘤剂量适形性更好,特别对于不规则形肿瘤或肿瘤附近有重要组织器官需要保护的病例,调强适形放射治疗比三维适形放疗有更好的优势。

以上为鼻咽癌治疗的剂量分布图为例,二维和三维适形治疗的高剂量区未能很好地覆盖目标肿瘤区堿(红色部份),而二维治疗中,腮腺受到很高的剂量,而调强适形治疗既能将高剂量准确地投放在目标肿瘤区堿,也能减少腮腺的剂量。

调强适形放疗主要适合于前列腺癌、鼻咽癌、头颈癌、甲状腺癌、脑癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌等。应用调强适形放射治疗能够进一步提高肿瘤内剂量,降低附近正常组织的剂量,提高疗效,减少副作用和后遗症,提升病人治疗后的生活质素。如调强适性放射治疗前列腺癌,可使病灶剂量由68Gy提高到81Gy,3年控制率由48%提高到94%,直肠副作用由57%降为2%;调强适形治疗鼻咽癌可保护腮腺避免口乾,对于接近眼睛或视神经的鼻咽瘤,则能避免辐射线对视力的影响。



影像导引放射治疗仪器

2. 影像导引放射治疗 (Image-Guided Radiotherapy IGRT)

是利用两个附属于直线加速器上的机器手臂,于放射治疗前即时扫描,取得电脑扫描影像进而了解实际肿瘤位置。再经由电脑软体的融合影像比对,矫正误差,之后再施行治疗。




3. 螺旋刀(Tomotherapy)


螺旋刀剂量分布

以360度螺旋式方法,及同步治疗床移动,使放射线在人体内犹如螺旋般前进,就如同会转弯的子弹,可避开正常组织并攻击癌细胞,再加上断层回旋式的强度调控放射治疗技术(IMRT),结合3D电脑反算式优化治疗处理计画系统、影像导引(Image Guided Radiotherapy-IGRT)、精确的病患位置定位系统、品质确认(QA System)系统及治疗系统,使得螺旋刀可以准确地区分病者需要接受放射治疗的范围、计算最佳的射束分布和剂量、追踪癌肿形状和位置的转变,将射束集中在癌肿的位置,并尽量减低对周围组织的损害和副作用。


传统IMRT剂量分布

传统直线加速器,进行治疗时,治疗床必须固定,其治疗范围最多长25cm,对于大范围的照射,如医治神经管胚细胞瘤(Medulloblastoma),又或于全身有多处的肿瘤病灶,必须分段,分部位个别治疗,费时费力又较不精准;而螺旋刀治疗床边治疗边移动的特性,令治疗范围多至 160cm,能一体化完成多处肿瘤病灶,或大范围的治疗,一气呵成,而且准确度非常高。

此外,由于螺旋刀无须使用等中心(ISO-Centric)的概念,以及360度全方位调强的特性,剂量均匀分布,比传统IMRT更加优胜,对重要器官影响也更少。以下图的乳房治疗为例,螺旋刀能造出更好的弧形剂量分布,以适合胸部 / 乳房的形状,而肺部,心脏的剂量更少,以减低后遗症。

除乳癌外,螺旋刀亦适合肺癌、肺膜肿瘤、前列腺癌、鼻咽癌、食道癌等。对于复杂外形肿瘤,多病灶转移,脑及脊髓神经系统电疗,或肿瘤复发需要作二次电疗,尤为适合。


4. 数码导航刀 (CyberKnife)


数码导航刀:安装于天花的一对
「定位X光机」及「呼吸同步系统」

数码导航刀,也有称电脑刀, 其实是一种无框架式机械人电疗系统。它利用高速电脑控制目标定位系统,以三维(3D)立体方式导航,侦测及追踪体内肿瘤的位置。当系统锁定肿瘤所在后,便会将辐射从多角度射向肿瘤,不会因病人身体移动而偏离目标,从而大大减低对正常组织的破坏。数码导航刀可从数以千计的角度选择发放出X光射线,集中射向肿瘤,将之摧毁。由于数码导航刀的准确度极高,误差少于1毫米,可安全地将大剂量辐射投射到患处,其杀伤力如同一张锋利的手术刀,一些过往难以透过传统外科手术或其他放射治疗处理的复杂个案,现在都可考虑以此崭新技术治理。

数码导航刀的其中两项重要配件,是安装于天花的「定位X光机」及「呼吸同步系统」。「定位X光机」是在治疗现场,协助即时追踪及锁定目标肿瘤位置,令治疗准确度极高;亦正因如此,治疗脑部肿瘤时,不须如其他放射手术平台般,以头钉固定病人头颅,大大减低了对患者的伤害。部分肿瘤,如肺癌、肝癌等,会随人体呼吸而移动,传统的治疗,须要增大电疗范围,对正常组织造成不必要的伤害。而「呼吸同步系统」能侦测并锁定随着呼吸移动的肿瘤,机械臂会即时因应改变,带动直线加速器移向指定坐标,向肿瘤投射,达成实时的呼吸追踪放射治疗。



其他项目

  1. 甚么是放射治疗?
  2. 放射治疗小知识
  3. 放射治疗的机器与技术的进展
  4. 放射治疗于医治癌症的角色
  5. 放射治疗前的注意事项
  6. 放射治疗期间的日常生活照顾
  7. 放射治疗期间的皮肤护理
  8. 放射治疗期间的饮食营养
  9. 放射治疗之副作用及其护理 (头颈部,鼻咽癌的放射治疗)
  10. 放射治疗之副作用及其护理 (乳房放射治疗)
  11. 放射治疗之副作用及其护理 (肺部,食道放射治疗)
  12. 放射治疗之副作用及其护理 (盆腔放射治疗)
  13. 放射治疗之副作用及其护理 (脊椎放射治疗)
  14. 放射治疗之副作用及其护理 (长骨放射治疗)
  15. 放射治疗之副作用及其护理 (脑部电疗)