二零零九年十月十二日

超声IGRT -寻求改善前列腺癌和乳腺癌的治疗
贝丝·w·奥伦斯坦著
郑重声明
第二十一卷第十九卷，第24页

Marc Posner医学博士是芝加哥森林湖医院的放射肿瘤学家，他对3D超声对前列腺癌患者放疗准确性的提高感到惊讶。

“坦率地说，我对系统的治疗方面没有太多期望，”他谈到共振医疗清晰度系统时说，该系统使用3D超声波提供图像引导放射治疗(IGRT)。“我并没有期待准确性的提高，而是对我已经做过的事情的验证。事实并非如此。事实是，当我开始治疗这些人，观察他们的前列腺在日常生活中的移动方式时，我发现它们并没有按照我预期的方向移动。”

随后，波斯纳质疑价值30万美元的Clarity系统是否提供了准确的信息。“你总是首先关注新事物，”他说。

总部位于加拿大魁北克省蒙特利尔的共振医疗公司(resonance Medical)派出工程师前往森林湖，以确保该系统的准确性，以及放射肿瘤学工作人员的正确使用。“果然，他们证实了我们所看到的是真实的，”波斯纳说。“这改变了我的治疗方式，因为现在我可以看到前列腺的位置，而不是依赖于没有被证明像我希望的那样准确的测量。”

波斯纳补充说，在他使用Clarity系统之前，他治疗过的患者都表现得非常好。他说:“这只是意味着随着这项新技术的发展，我未来的病人将得到更好的治疗。”

自2005年初以来，Clarity前列腺超声系统已经可用。共振公司已经为乳房开发了类似的产品，该产品已经上市一年左右。就像前列腺一样，女性切除乳房肿瘤后形成的空洞会在手术后的几天或几周内改变形状和位置。乳房肿瘤切除腔是癌症最容易复发的部位。放射治疗通常包括5周的全乳放射和额外的1 1 / 2周聚焦于乳房肿瘤切除腔。

统计平均值
前列腺癌的放射治疗在很大程度上是根据统计平均值来计划的。传统上，医生根据最初的CT检查和几十年前的前列腺运动研究结果制定前列腺肿瘤的治疗方案，以确定腺体可能如何移动。

波斯纳说:“以前的研究是这样做的，他们每天对一系列男性进行CT扫描，然后用放射治疗，然后计算前列腺每天从中心移动的距离，并得出平均值。”“你认为你研究了足够多的病人，然后得出一个平均水平，这就是全部。有些男性会超出平均水平，但你必须假设大多数男性在大多数日子里会在平均水平之内，所以他们接受了大部分剂量。而且，我们给了很多剂量的辐射，所以你认为这对治疗来说是足够的。”

对于乳腺癌患者，医生通常使用乳房表面的乳房肿瘤切除疤痕作为定位肿瘤腔的替代。然而，几项研究表明，当肿瘤腔的位置仅基于乳房肿瘤切除疤痕时，超过一半的时间，放射治疗至少错过了部分腔。

Joseph Imperato，医学博士，FACR, Lake Forest放射肿瘤学医学主任，回忆起“过去的日子”，他会“站在那里，触摸乳房肿瘤切除疤痕周围的区域，并试图根据乳房x光片确定我的感受。”当CT扫描成为标准时，“我们意识到有时我们还很遥远，但至少我们可以从CT扫描中大致看到手术腔的位置。”

然而，Imperato说，乳房肿瘤切除腔并不总是在CT扫描上看到的异常的中心。他说:“伤口可能更深，也可能更偏侧，这取决于手术中组织是如何被破坏的。”“自从我使用Clarity乳房系统以来，我经常发现CT上的乳房空洞比实际要大。”

医生们一直不愿意在治疗期间更频繁地使用x光或CT对前列腺或乳房进行成像，因为尽管这可能有助于他们看到肿瘤或腔体，并更精确地进行辐射，但这可能会导致对健康组织产生不必要的辐射剂量。此外，x光不是区分软组织的理想方式。

超声与CT融合
在加拿大麦吉尔大学攻读医学物理学博士学位时，Tony Falco博士，FCCPM, resonance medical的首席执行官和创始人，认为他可以找到一种更好的方法来对前列腺、乳房和其他软组织进行成像。虽然他的第一次尝试失败了，但当Falco将注意力转向超声技术时，他成功了。他说:“麦吉尔大学允许我开发和运行Clarity产品的第一个原型的第一次临床试验，”在计划阶段将超声波和CT融合在一起，然后在每天的治疗中使用超声波。“当它在第一批病人身上起作用时，那是一个‘啊哈’的时刻。我意识到，‘这真的可以改变医生计划和治疗乳腺癌和前列腺癌患者的方式。’”

使用Clarity系统，放射治疗师在治疗计划时对肿瘤腔进行成像，然后在每天的每次连续放射治疗中获得肿瘤腔的定期、实时、视觉图像和位置。在计划阶段，首先对患者进行CT扫描，然后对同一区域进行清晰超声检查。

Falco说:“我们通过查看获取的数据来确定CT扫描仪的坐标系统。”“我们如何做到这一点是专有的，有点像商业秘密。我们有自己的3D超声波坐标系统，我们知道，因为这是我们的产品。我们确切地知道3D超声波中的每个像素相对于我们产品的坐标系统的位置。然后我们自动匹配CT和超声波的两个坐标系统。一旦您匹配了数据，数据应该放在另一个数据之上，不需要任何用户干预，这样可以节省时间并避免人为错误。解剖结构应该完全对齐。我们有一个快速的验证步骤，医生会通过这个步骤来确保所有的解剖结构都按照应有的方式排列，99%的病例都是这样。”

Falco说，在定位肿瘤和周围健康解剖结构方面，融合的CT和Clarity 3D超声数据证明比单独的CT数据更有用。

在每个治疗日，放射治疗师获取超声数据，以便与参考计划阶段的数据进行比较。肿瘤位置或大小的变化报告给放射肿瘤学家。

Falco说:“我们告诉医生，与参考计划相比，解剖结构已经发生了这种或那种程度的变化，我们每天进行修正，以确保给肿瘤提供正确的剂量。”“有时，在治疗过程中，解剖结构的变化如此之大，以至于由医生决定是否重新计划患者的治疗。这是一种更复杂的成像技术融合，使我们能够随着时间的推移跟踪变化，并纠正这些变化，从而每天提供最好的治疗。”

旧观念，新用途
波斯纳说，使用超声波来定位前列腺肿瘤的想法并不新鲜。波斯纳说:“但在Clarity之前，它们只在治疗室使用，而不是在设置室使用，因此它们不是特别准确，因为它们没有任何可参考的东西。”“没有参考点，准确率没有提高。但由于Clarity超声是数字化融合到初始计划CT上的，现在有了一个绝对的参考框架，供我们比较日常设置时参考。这是第一次这样做，这就是为什么这个系统运行得很好，而其他系统却不行。”

Clarity系统是一个附加组件，可以与任何直线加速器一起使用。Falco表示:“在计划阶段，无论是CT扫描仪还是MRI扫描仪，还是在治疗过程中使用直线加速器，我们都是供应商中立的。因此，无论是瓦里安、西门子、Elekta、Accuray还是TomoTherapy，我们的产品都能发挥作用。”共振有一个密切的合作伙伴关系与原始设备制造商供应商为其超声设备。

最新的直线加速器使用锥束CT来帮助放射肿瘤学家指导治疗。Falco说，超声波在软组织成像方面比CT做得更好。配备锥束技术的直线加速器“在许多区域仍然无法区分癌变器官的软组织与该器官周围的健康软组织，”Falco说。“这是‘清晰号’擅长的。”

Cone-Beam竞争
根据Falco的说法，即使他们有配备锥束探测器的线性加速器，一些中心也会在前列腺中放置基准标记种子来跟踪它们的运动，因为锥束本身无法看到前列腺。“我们产品的优点之一是它是非侵入性的。你不需要在解剖中放置任何替代物来跟踪它。我们会追踪你正在治疗的实际解剖结构，”他指出。

此外，Falco说，锥形束CT扫描的额外辐射也是一个问题。“为了给前列腺成像，他们让光束保持很宽，所以你增加了我们没有的剂量。我们没有x射线的电离剂量，这可能会增加未来患更多癌症的机会，”他解释说。

Falco表示，供应商通常将直线加速器和锥束CT技术打包出售，因此买家没有意识到他们为附件支付了50万至70万美元。他说:“我们系统的成本大约是它的一半，而且你可以通过融合获得更好的规划信息，这是锥束无法做到的。”

波斯纳说，一些正在购买内置某种图像引导形式的新直线加速器的机构可能不想花钱购买额外的设备。他说:“从经济上讲，很多中心很难在表面上证明购买的合理性。”“我们之所以这么做，是因为我们知道在很长一段时间内，我们无法取代我们的线性加速器，我们需要图像引导。我们需要一个外部系统，所以这对我们来说是有意义的。”

所需临床资料
研究正在进行中，以观察超声为基础的IGRT与锥束引导的IGRT的准确性。波斯纳说:“一旦数据可用，如果它明确证明基于超声波的IGRT更准确，那么关心准确性的中心将更容易证明费用的合理性，因为它比机器内置的更好。”“这是我们真正需要看到的那种研究，以便将这种特殊的设备推广到更多的中心。”

2004年，FDA批准Clarity用于前列腺癌、乳腺癌和其他软组织解剖(如妇科癌症)的规划和治疗指导。发表在《科学》杂志2月刊上的一项研究国际放射肿瘤学杂志*生物学*物理学研究发现，在20例接受保乳手术的早期乳腺癌患者中，与传统CT图像相比，放射肿瘤学家能够使用Clarity的超声图像来定位目标，其一致性得到了提高。

Imperato说，他使用Clarity系统治疗乳腺癌的时间还不够长，还没有统计数据。他说:“乳腺癌的本质是，大多数复发直到两年后才会复发。”“所以我们暂时还不能确定我们是否取得了更好的结果，但就设置的便利性、信心和数量而言，我知道我们做得更好。

他补充说:“此外，它还允许我限制我们需要治疗的正常乳房组织的数量，特别是在最后一周半的时间里，当我们达到隆胸量时，它的意义在于美容效果明显更好。”

Falco表示，Clarity系统在实用层面上也具有优势。“与我们的技术相比，使用锥束技术获取3D x射线图像需要更长的时间。锥束CT可以极大地影响吞吐量。更快的引导技术意味着病人和工作人员的压力更小。在加拿大和欧洲，等待治疗的病人积压，速度可能很重要。”

波斯纳说，他在为前列腺癌患者制定治疗计划时，总是会使用Clarity系统，因为它允许他在不进行尿道造影的情况下进行治疗。尿道造影是将染料注射到尿道中，并用金属钳将染料固定在适当的位置。他说:“从统计学上讲，根据其他解剖学研究，我知道染料的末端距离一般男性前列腺末端12毫米，正负3毫米。”

波斯纳说，患者很高兴不必进行尿道造影。此外，他们不再需要灌肠，“因为在设置模拟时前列腺的位置不像以前那么重要，”他说。

乳房局部照射
Imperato说，乳腺癌的治疗趋势是进行部分乳房照射而不是治疗整个乳房。他说:“如果这真的流行起来，并被证明是一个很好的选择，你就需要这种类型的装置，因为它会让你确切地知道蛀牙的位置。”“如果你要做部分乳房放疗，你将有更多的信心，因为你包围了关键的肿瘤体积，同时，你不会不必要地照射更多的乳房。我认为，如果部分乳房照射确实流行起来，并被证明是一种可行的替代方案，那么Clarity系统将成为其中的关键组成部分。”

Imperato说，Clarity提供了更多的信心，使治疗准确地达到了目标，并保护了健康的周围组织，在乳房的情况下，可以是肺和心脏。

Falco说，目前，美国、加拿大和欧洲的50多个中心都有Clarity系统。该系统也被用于治疗一些头颈部癌症和其他器官，如肝脏和膀胱。

——贝丝·w·奥伦斯坦是宾夕法尼亚州北安普顿的一名自由医学作家。