癌症護理貼士

放射治療的機器與技術的進展

放射技術,可分二維 ( 2D ),三維適形 ( 3D-Conformal )及調強適形 (IMRT)等。上世紀八十年代前,放射治療以二維技術為主,電療劑量以人手計算,最多只容許四個同一平面的放射光束,而且照射野以方形為主,未能對應腫瘤的形狀作出優化,以至放射範圍太寬鬆,未能減低輻射線對正常組織的傷害。而醫生作電療規劃時,多數以平面X光片為主,即使有CT或MRI影像,也只能作為參考,未能將三維數據作實際電療設計之用。


1. 三維適形放射(3D-Conformal)技術及調強適形放射治療
(Intensity-Modulated Radiotherapy IMRT)


以電腦科技協助醫生設計放射治療

直至上世紀九十年代,隨著電腦技術的發展,劑量計算可以倚賴電腦進行。另一方面,電子機械技術的進步,三維斷層電腦掃瞄 ( CT Scanning ) 流行,促成新的放射治療機器與技術的進展。

三維適形放射治療能將較大劑量的輻射準確地射向腫瘤,同時對附近正常組織的破壞減到最少。治療前,病人需要接受電療設計專用的電腦掃描,其數據會匯入特定的劑量運算電腦,讓臨床腫瘤科專科醫生以三維空間影像審視腫瘤位置,將腫瘤和附近最可能受影響的淋巴組織,及鄰近重要的器官準確定位。隨後,醫生、放射治療師或醫學物理學家利用電腦協助,用不同放射束的入射角度及劑量比例,以設計最佳的電療方案。

至於調強適形治療,是在三維適形放射治療基礎上演進而來。在每個放射束(照射野)內分為許多子野,子野的放射強度是不一樣的(故稱為調強)。過程中劑量的計算,採用逆向設計治療計畫,全部由電腦負責,使腫瘤劑量適形性更好,特別對於不規則形腫瘤或腫瘤附近有重要組織器官需要保護的病例,調強適形放射治療比三維適形放療有更好的優勢。

以上為鼻咽癌治療的劑量分佈圖為例,二維和三維適形治療的高劑量區未能很好地覆蓋目標腫瘤區堿(紅色部份),而二維治療中,腮腺受到很高的劑量,而調強適形治療既能將高劑量準確地投放在目標腫瘤區堿,也能減少腮腺的劑量。

調強適形放療主要適合於前列腺癌、鼻咽癌、頭頸癌、甲狀腺癌、腦癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌等。應用調強適形放射治療能夠進一步提高腫瘤內劑量,降低附近正常組織的劑量,提高療效,減少副作用和後遺症,提升病人治療後的生活質素。如調強適性放射治療前列腺癌,可使病灶劑量由68Gy提高到81Gy,3年控制率由48%提高到94%,直腸副作用由57%降為2%;調強適形治療鼻咽癌可保護腮腺避免口乾,對於接近眼睛或視神經的鼻咽瘤,則能避免輻射線對視力的影響。



影像導引放射治療儀器

2. 影像導引放射治療 (Image-Guided Radiotherapy IGRT)

是利用兩個附屬於直線加速器上的機器手臂,於放射治療前即時掃描,取得電腦掃描影像進而了解實際腫瘤位置。再經由電腦軟體的融合影像比對,矯正誤差,之後再施行治療。




3. 螺旋刀(Tomotherapy)


螺旋刀劑量分佈

以360度螺旋式方法,及同步治療床移動,使放射線在人體內猶如螺旋般前進,就如同會轉彎的子彈,可避開正常組織並攻擊癌細胞,再加上斷層回旋式的強度調控放射治療技術(IMRT),結合3D電腦反算式優化治療處理計畫系統、影像導引(Image Guided Radiotherapy-IGRT)、精確的病患位置定位系統、品質確認(QA System)系統及治療系統,使得螺旋刀可以準確地區分病者需要接受放射治療的範圍、計算最佳的射束分佈和劑量、追蹤癌腫形狀和位置的轉變,將射束集中在癌腫的位置,並儘量減低對周圍組織的損害和副作用。


傳統IMRT劑量分佈

傳統直線加速器,進行治療時,治療床必須固定,其治療範圍最多長25cm,對於大範圍的照射,如醫治神經管胚細胞瘤(Medulloblastoma),又或於全身有多處的腫瘤病灶,必須分段,分部位個別治療,費時費力又較不精準;而螺旋刀治療床邊治療邊移動的特性,令治療範圍多至 160cm,能一體化完成多處腫瘤病灶,或大範圍的治療,一氣呵成,而且準確度非常高。

此外,由於螺旋刀無須使用等中心(ISO-Centric)的概念,以及360度全方位調強的特性,劑量均勻分佈,比傳統IMRT更加優勝,對重要器官影響也更少。以下圖的乳房治療為例,螺旋刀能造出更好的弧形劑量分佈,以適合胸部 / 乳房的形狀,而肺部,心臟的劑量更少,以減低後遺症。

除乳癌外,螺旋刀亦適合肺癌、肺膜腫瘤、前列腺癌、鼻咽癌、食道癌等。對於複雜外形腫瘤,多病灶轉移,腦及脊髓神經系統電療,或腫瘤復發需要作二次電療,尤為適合。


4. 數碼導航刀 (CyberKnife)


數碼導航刀:安裝於天花的一對
「定位X光機」及「呼吸同步系統」

數碼導航刀,也有稱電腦刀, 其實是一種無框架式機械人電療系統。它利用高速電腦控制目標定位系統,以三維(3D)立體方式導航,偵測及追蹤體內腫瘤的位置。當系統鎖定腫瘤所在後,便會將輻射從多角度射向腫瘤,不會因病人身體移動而偏離目標,從而大大減低對正常組織的破壞。數碼導航刀可從數以千計的角度選擇發放出X光射線,集中射向腫瘤,將之摧毀。由於數碼導航刀的準確度極高,誤差少於1毫米,可安全地將大劑量輻射投射到患處,其殺傷力如同一張鋒利的手術刀,一些過往難以透過傳統外科手術或其他放射治療處理的複雜個案,現在都可考慮以此嶄新技術治理。

數碼導航刀的其中兩項重要配件,是安裝於天花的「定位X光機」及「呼吸同步系統」。「定位X光機」是在治療現場,協助即時追蹤及鎖定目標腫瘤位置,令治療準確度極高;亦正因如此,治療腦部腫瘤時,不須如其他放射手術平台般,以頭釘固定病人頭顱,大大減低了對患者的傷害。部分腫瘤,如肺癌、肝癌等,會隨人體呼吸而移動,傳統的治療,須要增大電療範圍,對正常組織造成不必要的傷害。而「呼吸同步系統」能偵測並鎖定隨着呼吸移動的腫瘤,機械臂會即時因應改變,帶動直線加速器移向指定坐標,向腫瘤投射,達成實時的呼吸追蹤放射治療。



其他項目

  1. 甚麼是放射治療?
  2. 放射治療小知識
  3. 放射治療的機器與技術的進展
  4. 放射治療於醫治癌症的角色
  5. 放射治療前的注意事項
  6. 放射治療期間的日常生活照顧
  7. 放射治療期間的皮膚護理
  8. 放射治療期間的飲食營養
  9. 放射治療之副作用及其護理 (頭頸部,鼻咽癌的放射治療)
  10. 放射治療之副作用及其護理 (乳房放射治療)
  11. 放射治療之副作用及其護理 (肺部,食道放射治療)
  12. 放射治療之副作用及其護理 (盆腔放射治療)
  13. 放射治療之副作用及其護理 (脊椎放射治療)
  14. 放射治療之副作用及其護理 (長骨放射治療)
  15. 放射治療之副作用及其護理 (腦部電療)