癌症护理贴士

放射治疔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,放射治疔以二维技术为主,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,未能对应肿瘤的型状作出优化,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影象,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疔
(Intensity-Modulated Radiotherapy IMRT)

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,三维断层电脑扫描 ( CT Scanning ) 流行,促成新的放射治疔机器与技术的进展。

三维适形放射治疔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。治疔前,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象审视肿瘤位置,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、放射治疔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。

至於调强适形治疔,是在三维适形放射治疔基础上演进而来。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,采用逆向设计治疔计画,全部由电脑负责,使肿瘤剂量适形性更好,特别对于不槼则形肿瘤或肿瘤附近有重要组织器官需要保护的病例,调强适形放射治疔比三维适形放疗有更好的优势。

以上为鼻咽癌治疔的剂量分布图为例,二维和三维适形治疔的高剂量区未能很好地复盖目标肿瘤区碱(红色部份),而二维治疔中,腮腺受到很高的剂量,而调强适形治疔既能将高剂量准确地投放在目标肿瘤区碱,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疔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,提升病人治疔後的生活质素。如调强适性放射治疔前列腺癌,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%;调强适形治疔鼻咽癌可保护腮腺避免口干,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。


以电脑科技协助医生设计放射治疔

2. 影象导引放射治疔 (Image-Guided Radiotherapy IGRT)

是利用两个附属於直线加速器上的机器手臂,於放射治疔前即时扫描,取得电脑扫描影象进而了解实际肿瘤位置。再经由电脑软件的融合影象比对,矫正误差,之后再施行治疔。




影象导引放射治疔仪器

3. 螺旋刀(Tomotherapy)

以360度螺旋式方法,及同步治疔床移动,使放射线在人体内尤如螺旋般前进,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疔技术(IMRT),结合3D电脑反算式优化治疔处理计画系统、影象导引(Image Guided Radiotherapy-IGRT)、精确的病患位置定位系统、品质确认(QA System)系统及治疔系统,使得螺旋刀可以准确地区分病者需要接受放射治疔的范围、计算最佳的射束分布和剂量、追踪癌肿型状和位置的转变,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。

传统直线加速器,进行治疔时,治疔床必须固定,其治疔范围最多长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,分部位个别治疔,费时费力又较不精准;而螺旋刀治疔床边治疔边移动的特性,令治疔范围多至 160cm,能一体化完成多处肿瘤病灶,或大范围的治疔,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。以下图的乳房治疔为例,螺旋刀能造出更好的弧形剂量分布,以适合胸部 / 乳房的型状,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。




螺旋刀剂量分布
传统IMRT剂量分布

4. 数码导航刀 (CyberKnife)

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疔处理的复杂个案,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,是安装於天花的“定位X光机”及“呼吸同步系统”。“定位X光机”是在治疔现场,协助即时追踪及锁定目标肿瘤位置,令治疔准确度极高;亦正因如此,治疔脑部肿瘤时,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,传统的治疔,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疔。


数码导航刀:安装於天花的一对
“定位X光机”及“呼吸同步系统”