基于多模態影像技術的腫瘤放射治療教學改革探討

趙迪，張愉，張碧云*

(1.南京中醫藥大學附屬醫院放療科，江蘇 南京 210029；2.南京中醫藥大學附屬醫院核醫學科，江蘇 南京 210029)

0 引言

近年來惡性腫瘤發病率逐年增高，嚴重危害人民生命健康。放射治療作為惡性腫瘤主要治療方式之一，具有很強的專業性，涉及多個學科，如放射生物學、放射物理學、醫學影像學及腫瘤內科學、腫瘤外科學等[1,2]。在進行腫瘤放射治療的實踐教學中，要求學生對專業知識儲備要求較高，尤其對醫學影像學知識的掌握尤為重要，醫學影像學貫穿腫瘤放射治療的全過程。因此如何讓學生在掌握影像學基礎的前提下，比較分析和應用多模態影像學技術來指導放射治療的實習，同時也切實提高了學生的學習成績，是腫瘤放療實踐教學的重要任務環節。

本文結合臨床教學工作中的經驗與體會，以多模態影像技術為基礎，探討改進腫瘤放射治療的實踐教學方法，以激發實習同>學的積極性，簡化教學難點，提高教學效果。

1 我國腫瘤放射治療實踐教學常見問題

我國腫瘤放射治療教學主要存在三方面問題，影響了教學效果。第一，放射治療是惡性腫瘤綜合治療的重要手段之一，但很多實習生缺乏對放射治療的了解。在實習之初，不重視對學生進行放射治療基礎的教學，學生對放療所涉及的學科以及治療流程缺乏了解，影響學生對放療學習的主觀能動性[3]。第二，學生影像基礎理論知識面廣，但臨床實踐缺乏直觀認識。腫瘤放射治療學是高度基于影像診斷學的醫學科學，對影像學要求比較高。對于實習生來說，醫學影像學基礎理論知識無法應用到臨床實踐中，是臨床實踐教學中的難點部分[4]。第三，學生缺乏對多模態影像技術特點的了解，不能進行比較應用。合理應用多模態影像技術，才能進行精準化和個體化的腫瘤放射治療。

2 多模態影像技術的學習貫穿腫瘤放射治療教學的全過程

影像學包括解剖成像和功能成像技術，如DR、CT、MRI、PET/CT、ECT、消化道造影及彩超等，各項技術各有優勢，互相補充。單一模式影像技術由于受到設備因素的限制，存在信息不充分的問題，多模式影像融合形成的多模態成像彌補了這一不足。所謂多模態影像技術，是指聯合以上多種成像技術、融合不同模態圖像的信息，以獲得機體多方面信息，從而實現信息互補，以及進行交叉驗證[5,6]。

2.1 基于多模態影像，進行腫瘤診斷和臨床分期的教學

根據患者的多模態影像資料，確定患者的腫瘤診斷及臨床分期，是臨床制定治療方案的必要條件[7]。通過結合多種影像技術信息，正確全面的讀取腫瘤和淋巴結，進行準確的臨床診斷和分期，并以此制定合理的治療方案。實習學生進入臨床前，雖然具備一定的影像學解剖知識，但缺乏對不同模態影像技術特點以及成像原理的了解，以及對腫瘤各分期的具體影像表現缺乏認識。只有掌握好這些基礎知識，才能針對不同的腫瘤合理選擇合適的影像方法進行臨床診斷和分期。如進行直腸癌術前放療前，需確定患者臨床分期，因CT的軟組織分辨率不足，需通過MR進行直腸腫瘤的T分期。根據按美國癌癥聯合會(American Joint Committee on Cancer，AJCC) 第 8 版結直腸癌TNM分期系統診斷為T3-4或淋巴結陽性患者通過新輔助放化療能降低患者分期，減少局部復發，改善患者預后。因此基于MRI進行準確的臨床分期非常重要。基于CT的非小細胞肺癌患者的治療前臨床分期也非常重要，對于Ⅲa期以下的患者以手術治療為主，而對于Ⅲb期以上的患者，根治性放化療是標準治療方案。此外，在CT影像中，以淋巴結的大小來判斷是否是轉移淋巴結，主觀性較強。基于MRI的功能成像如彌散加權成像(Diffusion weighted imaging，DWI)，因轉移淋巴結彌散受限，表現出信號增高，有助于陽性淋巴結的檢出。因此，在教學中，首先應加強各項影像技術特點的培訓，在此基礎上分別進行不同腫瘤的影像學表現、以及同一種腫瘤在多模態影像學上不同表現的訓練。最后，需進行強化腫瘤不同分期的影像特征的培訓。通過以上方法才能更好的理解和掌握多模態影像的內涵，提高學生對不同腫瘤的臨床診斷能力和分期的準確性。對于腫瘤放療患者，在制定方案前務必全面了解和分析腫瘤患者的各種影像檢查、病理診斷及分子標記物等，以此綜合評估腫瘤臨床分期。臨床分期決定腫瘤放療的目的，如預防性放療、根治性放療和姑息放療等。

2.2 基于多模態影像，進行腫瘤精準治療的教學

在確定放療目的后，按照不同的放療原則，結合多模態影像學信息和患者臨床病理特征，進行個體化的精準的腫瘤靶區勾畫[8-10]。腫瘤靶區勾畫的難點在于勾畫腫瘤大體體積(Gross tumor volume，GTV)和臨床靶區(Clinical target volume，CTV)。在勾畫GTV時，需結合多種影像技術精準勾畫。如食管癌靶區勾畫中，靶區上下界的確定在CT是個難點，需要結合其他影像，如食管造影、消化內鏡及PET/CT等。中央型肺癌靶區勾畫中，很難在CT中區別出肺不張和腫塊，然而MRI和PET/CT能提供有用信息，以此精準的勾畫肺癌體積，減少放療副反應。在勾畫CTV時，需要在CT和MRI上熟練掌握各解剖結構及淋巴結分區的邊界。如在鼻咽癌放療的靶區勾畫中，CTV過大，會造成重要組織如腦干、顳葉、視交叉等的損傷，如CTV過小，會導致亞臨床病灶的照射劑量不夠，最終使腫瘤的局部復發可能性增大。因此，在教學中，通過病例講解分析各種影像技術在不同腫瘤中的診斷優勢和特點，使學生在感性和理性上同時認識到多模態影像技術在靶區精準勾畫中的重要性。

在靶區勾畫教學中，要求學生根據講授內容和患者的各種影像檢查，動手嘗試進行靶區勾畫。最后，師生結合患者病情進行討論，分析患者各種影像檢查信息，一同進行靶區修正。并要求實習學生對勾畫的靶區進行回顧，找出自己的勾畫靶區與最終靶區之間的差異，加深對靶區勾畫的理解。通過反復訓練，讓學生領會靶區勾畫中的精髓和細節。

因此，在教學中，應強化不同影像技術之間的信息互補，精確的勾畫出腫瘤靶區和正常組織，提高放療準確性，減少正常組織的損傷。

2.3 基于多模態影像，進行腫瘤治療療效評價的教學

正確讀取多模態影像學信息，是評價治療療效的基礎[11,12]。惡性腫瘤經過放化療后，判斷腫瘤是否縮小或消失，是腫瘤殘留還是組織的纖維化，需要綜合讀取患者的影像學信息，才能得出客觀的治療療效評價。以肛管鱗癌根治性放化療患者為例。根治性放化療是目前肛管鱗癌的標準治療方案，治療結束后3月進行療效評估，如果殘存腫瘤，需進行手術治療。除進行肛門指檢等專科檢查外，多模態影像檢查非常重要。MRI常規掃描只能觀察到腫瘤病灶是否縮小，殘存的病灶是否具有再增殖活性，需要通過功能成像如彌散加權成像，PET/CT等來判斷。必須綜合多種解剖及功能成像信息，才能得到準確的療效判斷。錯誤的療效判斷會讓患者遭受不必要的手術，給生活質量帶來嚴重影響。或者腫瘤殘存沒有得到準確評估，因此錯失手術時機，給患者生存帶來影響。通過以上舉例分析，學生深刻感受到掌握多模態的影像技術的重要性，以此提高學生的學習熱情，改善教學效果。

2.4 基于多模態影像，在治療前進行腫瘤治療療效預測的教學

多項研究已經證實多模態成像技術在預測腫瘤輻射敏感性方面的作用，聯合多模態影像參數可提高預測腫瘤新輔助放化療病理完全緩解(Pathological complete response，pCR)的準確率[13,14]。如在食管癌的新輔助放化療時，根據腫瘤在食管造影中的形態，通過預測腫瘤的治療反應，進行個體化的放療方案的制定。如中晚期食管癌為蕈傘形，對放射治療敏感，可以減少術前放療劑量；如為髓質型，對X射線不敏感，需要增加放療劑量。如在局部晚期直腸癌新輔助放化療的療效預測研究中，多模態影像技術也發揮了重要作用。通過結合影像多參數值預測放療敏感性或pCR，取得了很好的研究結果，未來可以指導臨床治療。如放療不敏感或放療抵抗的患者選擇直接手術可以避免因治療周期延長而導致的腫瘤進展。因此在教學中，應強化對各種不同腫瘤的影像細節特征的學習，從腫瘤的大小、位置及形態到腫瘤內部結構、周圍組織的是否受累等各方面入手，進行療效的預測，有助于臨床醫生在治療前合適的治療方案，以期提高治療療效及有益于患者的預后。

3 結果

我們將在選取同一年級兩班學生，分別予以多模態影像教學模式和傳統影像教學模式，將兩組學生在期末考試成績，分別包括理論和實踐(靶區勾畫)成績進行分析對比。t檢驗結果為P<0.05，兩組差異均有統計學意義，實驗組明顯高于對照組。具體如表1所示。

表1 兩組學生考試成績 (±s，分)

表1 兩組學生考試成績 (±s，分)

組別 例數 理論測試成績 靶區勾畫成績對照組 30 78.23±3.54 81.51±3.42觀察組 31 88.23±2.91 89.77±3.15 t值 - 7.394 6.831 P值 - 0.001 0.001

綜上所述，在腫瘤放射治療的教學中，影像教學占據非常重要的地位。影像教學從講解單一影像技術特點和原理，擴展至多模態融合影像的技術原理，深入理解設備的應用價值。以多模態影像學教學為基礎的腫瘤放射治療學的實踐教學研究將有利于提高學生對腫瘤臨床診斷分期的準確性，以此制定合理的治療方案；將有利于提高學生對放療靶區精準勾畫的認識；將有利于提高學生對放療療效臨床評價的準確性[13,15]，將有利于提高學生對腫瘤治療療效預測的能力。結合病例，進行多模態影像技術的比較應用教學，使學生更容易、更直觀的掌握復雜的放療實踐技能培訓，縮短腫瘤放射治療的培養周期。