摘要：简化调强（simplified intensity modulated radiation therapy，sIMRT）技术是调强放射治疗（intensity modulated radiation therapy，IMRT）的一种简化模式，在临床应用中发挥着非常重要的作用。它具有自己的特点和适用范围。本文综述是基于简化调强技术与三维适形、调强放疗等技术的剂量学对比以及在肿瘤治疗中联合其它治疗手段的应用情况，旨在证实sIMRT是一种具备应用广泛、简易可行、性价比高和时效性好等特点的放疗技术，为其在临床应用中提供必要的选择依据。
关键词：三维适形；简化调强；调强放射治疗；剂量学；临床应用
Abstract：The simplified intensity modulated radiation therapy（sIMRT） is a simplified model of intensity modulated radiation therapy（IMRT），which plays an important role in the course of tumor radiotherapy. sIMRT has its own chacateristics and clinical applicability. In this literature review，we mainly gave the contrast analysis of the dosimetry characteristics among those radiotherapy techniques（3DCRT、sIMRT、IMRT，etc） and the clinical application while sIMRT combined with other therapies， finally， aims to confirm that sIMRT features widely used、simple and feasible、 high ratio of performance-to-cost benefit and good timeliness， besides， providing the necessary basis for clinical application.
Key words：3DCRT；sIMRT；IMRT dosimetry；Clinical application
放射治疗作为肿瘤治疗的主要手段之一，已经广泛应用于临床，据估计，每年约有70%左右的肿瘤患者在治疗过程中会应用到放射治疗。基于三维适形放疗（3 dimensional conformal radiation therapy，3DCRT）发展起来的调强放射治疗（intensity modulated radiation therapy，IMRT）无疑掀起了放射肿瘤学史上的一次技术变革，从此打开了肿瘤放疗的新篇章，步入精确放疗时代，该技术大大降低了肿瘤局部复发率和正常组织并发症发生率。所谓调强，就是将加速器或钴-60治疗机的平坦度、对称性都满足要求的剂量（率）均匀输出的射野，变成剂量（率）输出不均匀的射野的过程[1]。 IMRT技术克服了3DCRT技术缺陷，通过利用多个子野分步照射在三维方向上提高肿瘤内剂量和适形度，同时减少肿瘤周围危及器官的受照量及受照体积。简化调强技术（simplified intensity modulated radiation therapy，sIMRT）是IMRT的一种简化模式，有自己的特点和适用范围，是一种临床可选的技术方案。
1 sIMRT产生背景、定义及应用过程
1.1产生背景 随着计算机和图像科学的快速发展及设备的更新换代，3DCRT技术[2]应运而生，开始越来越广泛应用于临床。3DCRT要求照射野的形状必须与病变（靶区）的形状一致，并在三维方向观上使得肿瘤内及表面的剂量处处相等，旨在确保病变（靶区）接受较高适形度和高剂量的照射，同时减少周围正常组织受照剂量和受照体积，尤其是一些优先级别较高的危及器官；但该技术有一定的缺陷：仅能实现在射野垂直方向上，肿瘤投影形状与剂量分布的二维适形；对形状极不规则或濒临较多危及器官的肿瘤靶区，如包绕型、凹陷型和凸出型靶区，3DCRT技术很难满足临床剂量学需要。IMRT的出现，迈出了革命性的一部，弥补了3DCRT技术诸多不足，与其相比，具有计算机优化的逆向治疗计划和计算机控制的强度可调节的治疗射线两大优势，该技术不但保证了肿瘤区处方剂量的精确性，而且使周边正常组织结构几乎不受照射。但IMRT技术自身也存在不足：子野数目过多造成了实际治疗时间延长、子野跳数过小增加剂量不确定性；体部器官运动可能会导致脱靶照射或剂量叠加；除此之外，医疗单位还必须投入更多的人力物力及时间对每例IMRT患者的治疗计划进行剂量验证。鉴于以上问题，大家在极力寻求一种同时具备IMRT剂量学优势与3DCRT技术实施的简便性的放疗技术，sIMRT技术便脱颖而出，并越来越广泛应用于肿瘤临床治疗中。
1.2定义 sIMRT技术明确定义最早由中国医学科学院肿瘤医院耿辉、戴建荣[3]等提出：指得是单个照射野的子野数目平均≤5个、子野面积≥10 cm2、子野照射跳数≥10 MU的调强放疗技术。该技术目前已在国内多数医院开展亦被业内认可，是一种定义明确的简化调强；另据文献报道，很多学者也提出了许多针对某种肿瘤个体化的简化调强技术，比如2002年Chui等[4]提出一种能产生类似于全体积调强放疗剂量分布的简化调强技术，即他们认为与靶区相交子野的权重应为中位点处照射处方剂量的1/2，相应的切线野施照剂量合在一起形成中位点处的处方量，如此，每个笔形束子野的优化强度只是开野在中点剂量的倒数。该技术适用于单野或对穿野布野规律的肿瘤，如乳腺癌、胸壁肿瘤等；另Kestin等[5]针对乳腺癌放疗计划提出采用野中野技术：即在BEV方向观上利用MLC形成一定数目的子野用以遮挡高剂量区，然后通过反复优化每个子野的权重最终达到较均匀的靶区剂量分布的目的。
1.3应用过程 sIMRT技术应用过程与IMRT技术相同，包含以下四个环节：即模拟定位、计划设计、计划验证和计划实施。计划设计环节基本上有以下5个步骤：①根据靶区的具体情况合理布野，确定等中心，可遵循3DCRT布野原则；②设定临床处方剂量要求；③设定优化目标及约束条件，如靶区的最小剂量、最大剂量、平均剂量以及接受处方剂量照射的最小体积，危及器官的最大剂量和接受耐受剂量照射的最大体积等；④设定总的子野个数、每个子野的最小机器跳数和最小子野面积，利用直接子野优化技术[6-7]进行优化，此步骤sIMRT在参数设置上有条件限制；⑤反复评价计算所得剂量分布并调整优化条件，直至得到满意的剂量分布。
IMRT计划验证可根据文献[8]介绍的方法：将IMRT治疗计划移至40 cm×40 cm的固体水标准模体中，将各射野机架角归为零度，其他参数不变，再计算模体计划剂量分布，用半导体探测器阵列Mapcheck[9]在固体水模体中6 cm深度处测量每个射野的剂量分布，并用Low和Harms[10]介绍的方法比较实测和计算的剂量分布。在测量设备方面，我们也可以用矩阵电离室PTW729或IBA的Matrixx，大量研究表明[11-14]是可行的，临床应用都非常便捷。由于sIMRT计划的子野面积和子野机器跳数数值比较接近3DCRT的相应值，故计划验证环节可按3DCRT技术相同的验证方法进行，较之IMRT计划验证便捷了许多。
2 sIMRT与3DCRT、IMRT技术剂量学对比
放疗技术的剂量学对比，主要通过分析以下几方面：剂量体积直方图（dose-volume histogram，DVH ）、靶区剂量分布均匀指数（homogeneity index，HI）、适形指数（conformity index，CI）、危及器官受照剂量和受照体积以及实际治疗时间的长短等。其中HI=D5%/D95%，式中D5%和D95%分别为5%与95%PTV体积所受到的照射剂量；CI=VTref/VT×VTref/Vref，式中VTref为参考等剂量线所覆盖的靶体积，VT为靶体积，Vref为参考等剂量线所覆盖的总体积。
sIMRT技术应用在盆腔肿瘤放疗中比较常见的是宫颈癌和直肠癌，倪千喜、张九堂[15]等研究发现，3DCRT 、sIMRT与IMRT三种计划的靶区平均剂量差异不大；靶区适形度IMRT>sIMRT>3DCRT；危及器官：膀胱，最大剂量差异不大。V40：IMRT 3 sIMRT联合其他治疗手段临床应用情况 现如今肿瘤治疗更趋于选择综合性治疗方案，sIMRT技术联合其他治疗手段在肿瘤治疗中应用也越来越广泛，朱 川[22]等在简化调强放疗联合肝动脉化疗栓塞术（TACE）治疗原发性肝癌（PHC）的临床研究中得出以下结论：sIMRT相对于IMRT可以获得近似疗效和预后，于治疗中和治疗后未增加毒副反应，还有减少发生放射性肝损伤的趋势，可作为PHC调强放疗计划设计的常规替代方式。刘霄[23]等报道，简化调强放疗结合腔内放疗同步紫杉醇化疗治疗局部晚期宫颈癌近期效果满意，是一种肯定有效的治疗方法。除此之外，sIMRT技术联合化疗、靶向治疗和手术治疗也见诸多文献[24-26]报道，具有改善疗效，提高患者生存率的作用，并且毒性副作用小，具有较好的耐受性，近期疗效确切，值得在临床上研究并推广使用。 4 讨论与展望 sIMRT技术既解决了3DCRT技术所不能解决的凹形或多器官包绕靶区的适形及危及器官保护的问题，又能克服IMRT技术的不足；它适用于3DCRT技术不能满足临床需要，同时IMRT技术又不能显著提高计划质量的情况；该技术拥有简便实用、性价比高和时效性好等诸多优点，目前可广泛应用于肺癌、直肠癌、乳腺癌、食管癌、胃癌、肝癌和脑膜瘤等全身各部位的肿瘤放射治疗，联合手术、后装放疗、化疗、靶向治疗等治疗手段亦可取得满意的临床疗效。结合以上文献报道，sIMRT技术优势显而易见，值得在临床肿瘤治疗中应用推广。除此之外，对于sIMRT技术笔者有以下几方面思考和理解：①医科院明确定义的简化调强技术为大家提供了很好的临床实践经验。既然sIMRT技术是IMRT的一种简化模式，本文认为只要满足sIMRT技术特点和适用范围的调强技术都可以喻为sIMRT，各种肿瘤可能都存在适合它的sIMRT技术，在临床应用中我们可以根据实际情况选择最优最合适的；②sIMRT技术性价比高并且简便实用，非常值得在基层医院推广，特别是放疗工作量大或人力物力稀缺的基层医院；③建议首次应用sIMRT技术的医疗单位务必严格质控流程，有必要对前几例患者放疗计划进行IMRT验证分析；④放疗设备等硬件的性能差异（如加速器的剂量输出稳定性、MLC走位精度、MLC在等中心处的厚度以及TPS剂量计算、优化算法等）可能会导致相同参数设置下的sIMRT计划输出质量的千差万别，具体使用时应多方面考虑；⑤不同剂量分割模式下的sIMRT技术临床应用有待进一步探索；⑥sIMRT技术联合其他肿瘤治疗手段的远期临床疗效有待随访观察统计。随着计算机及影像技术的飞速发展，势必促成调强放疗技术更进一步的革新，与之适应的sIMRT技术值得去研究并更好服务于临床。
参考文献：
[1]胡逸民.肿瘤放射物理学[M].北京：原子能出版社，1999：2-26.
[2]Michael J.Zelefsky，Steven A.Leibel，Gerald J.Kutcher，et a/.Three-dimensional conformal radiotherapy and dose escalation：Where do we stand[J].Seminars in Radiation Oncology，1998，8（2）：107-114.
[3]耿辉，戴建荣，等.一种简单调强放疗技术应用的初步研究[J].中华放射肿瘤学杂志，2006，5：411.
[4]Chui CS，Hong L，Hunt M.A simplified intensity modulated radiation tllerapy technique for the breast[J].Med Phys，2002，29：522-528.
[5]Kestin LL.Sharpe M，Frazier RC.Intensitv modulation to improve dose uniformity with tangential breast radiotherapy：initial clinical expefience[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys，2000，48：1559-1568.
[6]Tervo J，Kolmonen P.A model for the control of a muhileaf collimator in radiation therapy treatment planning[J].Inverse Probl，2000，16：1875-1895.
[7]Shepard DM，Earl MA，Li XA，et a1.Direct aperture optimization：a turnkey solution for step-and-shoot IMRT[J].Med Phys，2002，29：1007-1018.
[8]戴建荣，胡逸民，张红志，等.针对患者调强放射治疗计划的剂量学验证[J].中华放射肿瘤学杂志，2004，3：229-233.
[9]Paul AJ.A 2-D diode array and analysis software for verification of intensity modulated radiation therapy delivery[J].Med Phys，2003，30：870-879.
[10]Low DA，Harms WB.A technique for the quantitative evaluation of dose distributions[J].Med Phys，1998，25：656-661.
[11]Poppe B，Blechschmidt A，Djouguela A，et al. Two - dimensional ionization chamber arrays for IMRT plan verification[J].Med Phys，2006，33（4）：1005 -1015.
[12]王运来，戴相昆，谢耩. 二维电离室矩阵在调强放疗剂量验证中的应用[J].中华放射肿瘤学杂志，2008，2：150-151.
[13]Herzen J，Todorovic M，Cremers F，et a1.Dosimetric evaluation of a 2D pixel ionization chamber for implementation in clinical routine[J].Phys Med Biol，2007，52（4）：1197-1208.
[14]沈国辉，余辉，张书旭，谭剑明，王诗琴. 基于MatriXX调强放疗计划的剂量学验证[J].职业与健康，2009，13：1348-1350.
[15]倪千喜，张九堂.简化调强技术应用于直肠癌术后放疗的剂量学比较[J]. 中国医学物理学杂志，2012，01：3117-3119.
[16]刘旭红，陈晓，崔建国，等.简化调强放疗技术（sIMRT）在非小细胞肺癌（NSCLC）中的应用[J].医疗装备，2014，11：41-42.
[17]刘建庭，王晋丽，郭瑞嵩，等.简化调强技术在脑转移瘤外照射中应用的剂量学研究[J].中国医学物理学杂志，2014，06：5244-5248+5264.
[18]陈旭明，陈颖，姚升宇，等.简化调强技术在胃癌术后放射治疗中的应用[J].中国医学物理学杂志，2011，05：2847-2849.
[19]朱川，李湘宜，黄双燕，等.简化调强放疗技术在原发性肝癌治疗中的应用研究[J].重庆医学，2014，01：92-94.
[20]Zhang Y， Zhu W G， Han J H， et al. Application of simplified intensity modulated radiation therapy in gastric cancer after operation.[J]. Chinese journal of gastrointestinal surgery，2013，16（3）：268-272.
[21]蔡博宁，冯林春，徐寿平，等.胸上段食管癌简化调强技术与螺旋断层放疗剂量学的比较研究[J].实用癌症杂志，2013，02：171-174.
[22]朱川，熊德明，李湘宜，等.简化调强放疗联合肝动脉化疗栓塞治疗原发性肝癌的临床研究[J].重庆医学，2015，12：1626-1628+1632.
[23]刘霄，袁越，杨姝，等.简化调强放疗联合腔内后装治疗同步化疗治疗ⅡB～ⅣA期宫颈癌的近期疗效[J].中国老年学杂志，2015，10：2710-2712.
[24]代素梅，陈红，孙晓东，等.简化调强放射治疗同步化疗对老年局部晚期直肠癌的疗效[J].中国老年学杂志，2012，06：1269-1271.
[25]张培良，张佃富. 简化调强放疗同步卡培他滨治疗直肠癌术后复发临床观察[J]. 中华肿瘤防治杂志，2012，14：1103-1105.
[26]汪丽，谢金龙，吴艳.吉非替尼靶向介导在sIMRT治疗非小细胞肺癌中的应用分析[J].临床肺科杂志，2015，08：1377-1379+1384.
编辑/罗茗柯
