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    螺旋断层放射治疗系统(TOMO)

    发布时间:2013-7-14 21:58:36 点击次数:4505 作者:乔林邦

     

    螺旋断层放射治疗系统(TOMO


     

    TOMO放射治疗系统

    螺旋断层放射治疗系统(TOMO Therapy Hi·Art),集IMRT(调强适形放疗)、IGRT(影像引导调强适形放疗)、DGRT(剂量引导调强适形放疗)于一体,是目前世界尖端的肿瘤放射治疗设备,其独创性的设计以螺旋CT旋转扫描方式,结合计算机断层影像导航调校,突破了传统加速器的诸多限制,在CT引导下360度聚焦断层照射肿瘤,对恶性肿瘤患者进行高效、精确、安全的治疗。TOMO放疗技术的发明可比拟于从X光机到CT的飞跃,在肿瘤治疗史上具有革命性里程碑的意义,开辟了肿瘤治疗的新篇章。

    TOMO实现了肿瘤的自适应放疗,应用于全身各种肿瘤,特别是对多发病灶和紧邻重要脏器或组织肿瘤的治疗更显出其优势;TOMO在充分保护正常器官的前提下,提高靶区照射剂量,从而提高各种肿瘤病人的治愈率。

    TOMO放射治疗系统

    照射精准

    TOMO是目前唯一采用放疗照射与CT同源的影像引导放疗系统。成像精度高达±0.1mm,远远高于常规加速器;其独有的扇形束(Fan Beam)兆伏级CT的影像质量也明显优于常规加速器的锥形束(Cone Beam)千伏级CT影像质量;同时该影像系统具有剂量计算和验证功能,保证了患者每次治疗时,治疗计划在位置和剂量上的双重高精度。

    疗效明显

    国内外多家医院临床总结均证实:螺旋断层放疗与以往的放射治疗手段相比,患者的生存率都有明显的上升,放射反应及并发症显著减少。解放军301医院用该系统治疗73例鼻咽癌1年无复发生存率高达95.6%46例非小细胞肺癌2年生存率为46.8%,较其他放疗手段高25%,而且无3级以上食管炎发生。42例合并远处转移的晚期肝癌治疗后1年生存率高达50.1%,明显优于传统治疗。

    化繁为简

    TOMO是复杂和疑难肿瘤病例的克星。它通过多子野的螺旋断层照射方式,实现一次照射多个肿瘤病灶,降低了因为计划复杂而带来的正常组织受到反复照射的风险,同时由于螺旋照射的独特设计使它能够实现超长范围的调强照射野(60cm X 160 cm),而且无需考虑相邻野的衔接问题。多子野形成的高精度也使重要器官的保护成为可能。

    应用广泛

    由于TOMO的特殊设计和功能,可以治疗位于身体任何部位的肿瘤。

    治疗范围包括

    1). 胶质瘤、脑转移瘤、脑膜瘤等颅内良恶性肿瘤

    2). 鼻咽癌、上颌窦瘤、喉癌、舌癌等头颈部恶性肿瘤

    3). 肺癌、乳腺癌、食管癌、纵隔肿瘤等胸部恶性肿瘤

    4). 肝癌、胃癌、胰腺癌、胆道系统、肾脏等腹部恶性肿瘤

    5). 前列腺癌、精原细胞瘤、宫颈癌、子宫内膜癌、直肠癌、膀胱癌等盆腔恶性肿瘤

    6). 脂肪肉瘤、骨肉瘤、基底细胞癌、皮肤鳞癌、黑色素瘤等皮肤和软组织恶性肿瘤

    7). 白血病、恶性淋巴瘤等造血系统病变

    8). 各类恶性肿瘤的骨、肝、肺、淋巴结等转移性病变

    性价比高

    尽管因为TOMO设备造价昂贵而导致单次治疗费用较高,但因该系统能在最大限度保护正常组织的同时,较大幅度的提高肿瘤组织的照射剂量,在患者生存率提高的同时,降低并发症发生率,因而可望为患者节省因为复发和处理并发症所带来的潜在治疗费用,因此在整体治疗性价比方面较常规的放射治疗手段具有明显优势。

    温馨提示

    来院就诊时,请带齐原来就诊时的所有病历资料。因为这些资料不仅能帮助医生了解病情,合理的选择治疗手段,还可以避免不必要的重复检查,以节省您宝贵的时间和降低医疗费用。

    诊治中常用的资料包括:

    1)病历资料,包括全部门诊病历、出院小结

    2)其他相关治疗记录,如活检和内窥镜检查记录和病理报告

    3)做过手术的患者,请携带于手术医院复印的手术记录和病理诊断报告

    4)全部化验检查报告

    5)全部影像学检查的图像、胶片和报告(包括B超、X片、CT、核磁共振MRIPET-CT等)

    6)病理组织切片(请于原手术医院病理科办理相关手续后借出)[1]

    现中国有tomo放疗设备的医院有:北京301医院、空军总医院、上海中山医院、南京第八一医院、广州军区总医院等。

    TOMO放射治疗系统治疗原理

    螺旋照射方式

    螺旋照射方式不同于传统加速器只从几个固定射野进行照射,TOMO设计为围绕患者螺旋照射。TOMO6MV直线加速器安装在CT滑环机架(与诊断CT使用相同的技术)上,窄扇形射线照射野可以环绕机械等中心做360°连续旋转照射。机架旋转的同时,治疗床根据机架等中心进床,照射野射线围绕患者产生了一个螺旋形照射通量图。治疗过程中机架按照特定的恒速旋转,每旋转一圈有51个方向的调制射野(机架每旋转算一个射野方向)。连续的螺旋照射方式解决了层与层衔接处的剂量不均匀问题。

    气动二元多叶光栅

    TOMO采用气动二元多叶光栅设计,64片互锁设计的二元叶片调制40cm宽的照射野。二元是指在治疗过程中,叶片只有开和关两种状态,通过开关时间来调制子野强度。优化程序的结果决定叶片的运动序列和开闭时间,叶片的运动序列和开闭时间完成了对子野强度的调制,64片叶片的共同作用实现了医生临床要求。

    sinograms

    Sinograms是旋转圈数(或床的位置)与机架角度的函数所表示的射线强度。Sinograms是连续的螺旋照射中MLC叶片打开时间的模式。Sinograms的一个元素代表着一个子野的强度,正是有这几万个子野强度组成了一个治疗计划的完整sinograms

    TOMO放疗的优势

    一、TOMO放射治疗系统相比于传统疗法,最大的特点就是:肿瘤剂量适形度更高,肿瘤剂量强度调节更准,肿瘤周围正常组织剂量调节更细。具体体现为:

    1360度旋转,51个弧度,全方位断层扫描照射

    在线成像系统确定或精确调整肿瘤位置,数以千计的放射子野以螺旋方式围绕病人实施精确照射。从而可以使高度适形的处方剂量送达靶区,敏感器官的受量大大降低或避免。

    2、卓越的图像引导功能

    TOMO放射治疗系统的成像和治疗采用同一放射源——兆伏级射线,在放疗的同时即可采集CT数据,使放射治疗和螺旋CT流畅结合。

    3、自适应放疗,动态跟踪定位

    CT成像探测器会在放疗的同时收集穿透病人身体后的X线,从而推算出肿瘤实际吸收的射线能量,为以后的放疗剂量提供科学准确的参考数据。

    4、治疗范围广,治疗环节少,自动化程度高

    TOMO放射治疗系统集治疗计划、剂量计算、兆伏级CT 扫描、定位、验证和螺旋放射功能于一体,治疗摆位和验证自动化程度高,花费时间少。

    二、TOMO放射治疗系统的技术特点

    1TOMO放射治疗系统是至今最好的IMRT系统,且集IGRTIMRT于一身,用螺旋CT旋转方式摄取图像和治疗肿瘤,并可达到自适应放疗(ART)或DGRT(剂量引导放疗)。

    2TOMO放射治疗系统完成IMRT的优势在于其能有最好的适形和剂量均匀度,达到最佳IMRT,而且使用容积调强旋转技术,用非均匀强度射线,不同的(不均匀)强度级差,足够的射野角度(150℃~250℃),达到靶区内计量预期设计方案。

    3TOMO放射治疗系统使用狭窄的放射线束围绕病人旋转治疗,类似CT1990年开始设计,指导原则IGRTIMRT集成系统。机器旋转同时移动治疗床,形成旋转方式,用连续照射消除了照射野之间的衔接问题。TOMO放射治疗系统包括40cm长的6MV-X线加速器,安装在机架上,对侧装有探测器阵列。检测器外装12.5cm铅挡块,减少室内所需的屏蔽。机架在防护罩内。MVCT扫描的射线为0.75Mev。治疗6MV-X线,用于IMRT64MLC,移动准直器可调节的照射野长度1cm2.5cm5cmSAD85cm,机器设计师连续单环重叠间距。射线宽度40cm,床可移动距离160cm360℃旋转,51个照射角度,间距为7℃.放疗时给予剂量基本上是按时间计数,不给予MU。特殊的TPS精确的在线时间,可给予精确的治疗剂量。靶区边缘剂量下降梯度陡峭,正常组织受量有限。IMRT可达100个层级,即百倍调强能力。

    4TOMO放射治疗系统具自适应放疗(ART)和DGRT治疗的功能。ART应具备下列条件:①CT图像值与病人组织的电子密度必须成精确的线性关系;有自适应计划的计算工具,实施计划的验证与修改。TOMO放射治疗系统的ART用于颅内肿瘤SRSIMRT时,剂量给予1.5mm×1.5mm×2.0mm,与普通静态IMRT比较,具提高剂量适形度,剂量梯度和剂量均匀性特征,且可使SRS改成HSRS

    5TOMO放射治疗系统在完成IMRT时,用MVCT收集影像,不仅能矫正摆位误差,还可计算当天照射的实际剂量分布,用来评估和调整以后分次治疗的计划,即为ARTDGRT

    6TOMO放射治疗系统的成像性能优越,配准完整。MVCT在每次治疗前进行影像校正,仅用1~2cGy。对患者及治疗总剂量均为最小的影响。MVCT取得影响后,校正摆位误差及进行ART操作,可能需15minMVCT有高影像分辨率,自动融合系统,图像配准中无伪影。CT数值物理密度呈线性关系,为最终的剂量重建及ART的质量提供较好的基础。完整的系统保证图像获取,输入及自动融合各步骤准确无误。

    7TOMO放射治疗系统的剂量剂量包括服务器群体化和数据管理系统,保证高速和准确计算,剂量计算不确定性﹤2%IGRTIMRT一体化,51个机架角度及360℃旋转解决了放射外科治疗及要求剂量梯度改变两难境界。

    8TOMO放射治疗系统用于临床有较宽广的适应证,是用于治疗脑、头颈、胸、腹部、盆腔、脊髓等部位肿瘤。TOMO放射治疗系统能完全满足SBRT的区域:病人固定稳固且舒适;呼吸调控至最小化,呼吸引起的靶区移动减少至最低程度;不同影像模式易于切换(MR4DCTPET4DCT等);设备对射线的衰减影响减到最低程度,准确计算病人的剂量。TOMO放射治疗系统可用于至今临床难以解决全中枢神经系统照射、全脊髓照射、全淋巴结照射等特殊治疗。

    9TOMO放射治疗系统是真正的层面(断层)治疗,直线加速器与CT扫描联合的设计理念,机架产生薄层扇形束射线,达到高度精确性。消除冷热点和照射野的衔接,TOMO放射治疗系统采用轴向治疗,要比非共面IMRT更精准,剂量分布更合理。TOMO放射治疗系统治疗时间,比一般IMRT相比相差不多,但也有报告比一般IGRT指引的IMRT减少治疗时间8~14min

    10TOMO放射治疗系统所需时间主要是CT采集和获取图像,及ART时间,但某些病种的病人治疗过程中可能每周一次MVCTART,可节约病人临床等待治疗时间。

    三、国外权威专家对TOMO放射治疗系统的评价

    弗兰克·威尔逊(Frank Wilson)是北美著名的放射肿瘤专家,威斯康辛医学院的放疗中心主席。2006年,威尔逊医生被北美放射学会(ACR)授予了象征放射学界最高荣誉的金质奖章(三位最高奖章获得者之一)。此外,威尔逊医生在2003年还获得过北美放疗协会(ASTRO)授予的最高荣誉--金质奖章。

    威尔逊医生在接受《Every Day》杂志专访时有以下关于TOMO放射治疗系统的谈话:

    问:TOMO放射治疗系统和传统的放射治疗有何不同?

    TOMO放射治疗系统代表了适形放疗所能达到的终极水平,意味着可使剂量紧紧包裹肿瘤,而同时却保持其周边的关键器官受到最少伤害。相较其它方式,TOMO放射治疗系统可以更加有效和有力地提升靶区剂量。

    问:TOMO放射治疗系统将如何改变癌症治疗?

    我们相信TOMO放射治疗系统有很强的潜在可能来重新定义如何治疗很多种癌症,包括脑部,皮肤,乳腺,肝和胰腺等。我们正在进行这方面研究,并对此有很高的期望。

    问:TOMO放射治疗系统的技术将有助于肿瘤的个性化治疗吗?

    是的,我们视TOMO放射治疗系统为最具备所谓自适应放疗的功能和特征。直到目前,放射治疗最多还只是依据肿瘤的解剖影像来引导;未来,我们预期能够确定肿瘤的功能影像。TOMO放射治疗系统将能使我们只对癌细胞活跃区域给于照射而没有必要对整个肿瘤区域同等辐射。

    问:根据您个人的体会,您对这项新技术的看法是什么?

    我们对TOMO放射治疗系统具有不仅根据病人的解剖而且还可考虑肿瘤的活性和条件来修剪其治疗的潜力尤为感到鼓舞和兴奋。学界普遍认为TOMO放射治疗系统是放射治疗在过去几十年以来最激动人心的发展。

    TOMO治疗的关键

    TOMO的治疗步骤包括固定体位、CT扫描、标记体位、定位、制定治疗计划、在治疗机下复位、实施治疗。其实,TOMO治疗设备的流程都是一样的,但核心在于治疗方案的制定、靶点的精准勾画和剂量的大小,不同的TOMO专家使用同一台TOMO设备,但是往往治疗效果会有大大的不同,这就是TOMO治疗的关键要素,要选择专业的TOMO治疗专家。

    TOMO治疗和射波刀放疗对比

    1. 随呼吸而运动的肿瘤:原发性和转移性的肺癌、肝癌、胰腺癌、肾癌、肾上腺癌、前列腺癌等,会随病人的呼吸而运动。目前只有射波刀能让病人在自然呼吸状态下,接受放射外科治疗,精准度在1mm以内。由于TOMO是目前唯一采用放疗照射与CT同源的影像引导放疗系统,成像精度高达±0.1mm,相对于射波刀精确度达到1mm的情况,TOMO的精度比射波刀高达10倍,实际差距只会比这个更大。射波刀之类的放疗系统,不管怎么调整,机械精度和成像精度之间都会存在一定的误差,目前来讲,只有TOMO能够做到机械精度和成像精度完全一致,而这都是源于其独特的同源设计。

    精准放疗——射波刀

    2. 治疗中随病人移动而变位的肿瘤:颅内肿瘤包括原发和转移的脑部肿瘤,颅内良性肿瘤、动静脉畸形、三叉神经痛和许多头颈部肿瘤,颈椎、胸椎或脊髓病灶,以及所有全身的肿瘤,虽然治疗前做好精准的摆位,但在治疗当中因病人不自觉、疼痛、咳嗽等移动姿势和体位,使肿瘤或治疗靶区有了位移,伽玛刀在照射当中,无法侦测肿瘤的位置的变化,造成治疗效果的误差.只有射波刀在20-90分钟的照射过程中,应用实时影像验证病人或肿瘤的位置,机械臂根据影像追踪的结果,实时追踪,精确打击病灶。临床总精确度可达亚毫米级,这是射波刀的超级优势。

    TOMO作为目前唯一采用放疗照射与CT同源的影像引导放疗系统。成像精度高达±0.1mm,且在每次治疗前都会和历史影像进行对比,根据患者肿瘤部位每日的变化动态实时的调整照射范围和角度、剂量,这一点是目前任何肿瘤放疗设备都无法达到的。

    3. 随直肠和膀胱容量而位置改变的肿瘤:前列腺癌、宫颈癌、子宫内膜癌和卵巢肿瘤的位置,会随直肠内粪便和膀胱内尿液的多寡而被推移,使得肿瘤的位置不但每天不同,就是在同一天治疗开始和治疗中都有可能因粪便和尿液的积聚而不同。射波刀不但在治疗前用影像系统,掌握病人六维动度,进行精确自动摆位.在整个治疗过程中,还可实时检测肿瘤位置,并通过机械臂对射束位置予以修正,这是射波刀的额外优势。

    TOMO通过放疗照射与CT同源的影像引导放疗系统,其独有的扇形束(Fan Beam)兆伏级CT的影像质量也明显优于常规加速器的锥形束(Cone Beam)千伏级CT影像质量;同时该影像系统具有剂量计算和验证功能,保证了患者每次治疗时,治疗计划在位置和剂量上的双重高精度。

    4. 在超大照野的照射上Tomo放疗有明显的优势,如骨髓移植前对病人行全身或全骨髓照射,或儿童脑瘤中的神经管胚细胞瘤(medulloblastoma),需要做全脑全脊髓预防照射。但如果治疗的对象是巨大实体肿瘤,如长径达到10公分或体积达1630毫升以上的肝肿瘤,射波刀仍能分3次随呼吸同步的动态治疗,但是多次照射肯定会存在一个视野衔接的问题,虽然仍可纳入适应症之内,但是对比TOMO就没有任何优势可言。

    TOMO在对待多个部位同时照射的情况下,TOMO系统的40cm*160cm超大照射范围和独有的51个视野,每个野都有64个可调节子野,接近于旋转治疗,而且每个子野都有100级强度可调。多视野照射模式可以让多个病变部位同时接受照射,这是目前国际上任何放疗设备都无法达到的。

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