在放射治疗中,患者身体一直处于自主或不自主的运动中。同时,整个放疗过程的分次治疗中也会因为肿瘤退缩(特别是放疗敏感的肿瘤)、器官移动(呼吸,胃肠蠕动等)、周围器官的变化(胃充盈,膀胱充盈等)造成很大的治疗不确定度。一般的放疗放疗计划是根据数天,甚至数周前采集的患者影像制定的,不能及时跟踪这些变化。正因为这样的不确定度,传统放疗很难做到对肿瘤精确的高剂量照射同时又避开正常组织。
现在,通过ViewRay MRIdian系统,这一唯一取得FDA认证并投入临床运用的MRI引导放疗系统,能在出束的同时通过核磁影像看到整个解剖结构并跟踪运动的肿瘤。也能在每次放疗时通过快速MRI扫描,清晰地看到肿瘤和周围正常组织的变化,并在对这些变化做在线的放疗计划自适应优化(在治疗室内就能完成),从而在提高肿瘤剂量的同时保护正常组织。来自阿姆斯特丹自由大学医学中心VUMC的医学博士Frank Lagerwaard在本届ESTRO(May 5 - 9, 2017,维也纳)年会上强调了MRIdian优秀的成像质量。并报告说,其在线自适应放疗ART的平均时间不超过15分钟。
ViewRay MRIdian是全球唯一通过FDA认证的在线自适应放疗ART系统。目前,全球已有9家顶级医学中心装机,并治疗了超过1500名患者。
华盛顿大学医学院介绍了肺门肿瘤体部立体定向放疗(SBRT)的在线自适应优化经验。患者的放疗前定位图像(图1左)显示,直肠癌复发转移至左肺门的肿瘤靠近胃部,给予处方剂量50Gy(每次10Gy,共5次)。但在第一次放疗时(图1右),通过核磁扫描发现患者的胃非常充盈,胃部相比原计划时更靠近肿瘤。通过MRIdian系统,医师在线调整照射范围,并调低此次剂量至8Gy以保护胃组织。同时蒙特卡罗算法快速得出此次放疗换算至总剂量约40Gy,其DVH如图2所示。
图1:原计划MRI影像(左)和第一次放疗时采集的MRI影像(右)
图2:原计划DVH(实线)和实际第一次放疗DVH(虚线)
但在患者的第二次放疗时,医师发现其胃部回缩了,胃与肿瘤间的安全距离变大(图3)。医师通过MRIdian系统,在线调整照射位置,并增加此次剂量至12Gy以提高肿瘤控制率。此次放疗换算至总剂量约60Gy,同时胃组织的剂量比第一次更低(如图4所示)。
图3:第二次放疗时采集的MRI影像,胃部回缩,胃和肿瘤的安全距离变大。
图4:第二次放疗DVH(实线)与第一次放疗DVH(虚线)对比。
MRIdian在线自适应放疗同样适用于肠道蠕动。对于左髂淋巴结转移的SBRT计划,因靶区靠近肠道,安全考虑给予处方剂量33Gy(单次6.6Gy,共5次)(图5)。但在第1,3,5分次治疗过程中,发现肿瘤与肠道的安全距离比计划时更大(图6)。故能在肠道剂量更低的前提下,调高分次剂量至7.6Gy以增加局部控制率,换算至总剂量为38Gy。
图5:左髂淋巴结转移定位CT、MRI和DVH
图6:第1、3、5分次放疗的MRI影像和DVH