图像引导放射治疗的研究现状..doc

图像引导放射治疗的研究现状 编辑【摘要】 ：倪昕晔，孙苏平，杨建华 像引导放射治疗开创了从精确放疗到准确 编辑 【摘要】 放疗的时代，图像引导放射治疗在实际工作中因几种方式联 合使用效果更佳。由于IGRT在国内外使用才刚刚起步，利 用各种方式实现的IGRT都有自其优、缺点，到目前为止还 没有一个非常完美且成熟的IG RT。四维放疗结合跟踪技术 是趋势，四维影像定位相对较成熟，四维计划设计和四维治 疗实施还有待进一步研究。本文扼要介绍，以及各种图像引 导放射治疗的实现方法和本身存在的问题并就今后研究的 方向提出自己的看法。 关键词】放射治疗；靶区运动；图像引导放疗；四 维计算机断层扫描术；四维放疗 三维适形放射治疗或调强适形放射治疗技术可产生高 度适合靶区形状的剂量分布，减少正常组织的受照体积，基 本解决了静止靶区的剂量适形问题。但在患者接受分次治疗 过程中，身体治疗部位的位置和形状会发生变化，从而位于 体内的靶区形状及它与周围正常组织的位置关系也发生变 化，引起这些变化的原因有[1?5]:分次摆位引起的误差。 摆位误差主要来源于：①人体各部分均有相对运动的能力； ②固定设备的不可靠性；③摆位依据的激光灯、光距尺等有 一定误差；④治疗床和模拟机、CT床的差别。不同次治疗时靶区的位移和变形：主要指靠近泌尿和消化系统的器官随泌 尿和消化系统的充盈程度引起靶区移动；随着治疗时间的推 进，患者消瘦可影响靶区的位移，体表皮肤松弛引起体表标 志位移；经治疗肿瘤本身形态和在体内的位置都会发生变化 在同一次治疗中靶区的位移：主要受呼吸运动影响，其次为 心脏搏动影响，胃肠道蠕动、甚至血管搏动均可影响靶区运 动。一般CT扫描引起的误差。在影像传输和计划阶段及实 施之间可能出现的错误资料传输。解决以上几种误差常用的 办法是在临床靶区(cli nicaltargetvolume, CTV)外放一定 的间距形成内靶区和计划靶区(plantargetvolu me, PTV), 通常还包括摆位误差，此法较简单，但它以牺牲周围正常组 织尤其是危及器官为代价。 从CTV到PTV边界缩小是放射治疗能否取得成功的重要 因素。一般来说，照射体积越大，肿瘤治疗剂量需要越高。 实验证明，肿瘤治疗剂量若有近10%的增加，肿瘤控制概率几 乎5倍的增加，因此控制肿瘤体积外放是十分重要的。 解决靶区运动的有效方法是采用某种技术手段探测靶 区运动，并采取相应措施应对，那就是图像引导放疗，根据 实现方法的不同，可以分为以下几种： 1 利用影像设备实现的图像引导放疗[6] 电子射野影像系统当 电子射野影像系统 当射线束照射靶区时，采用电子 技术在射线出线的方向获取图像的工具。可以验证射野的大 小、形状、位置和患者摆位，是一种二维的验证；近年来用 EPID进行剂量学验证的研究也不断增多，并逐渐推向临床。 EPID 一般都有寿命较短的缺点。故用MV级X光片在加速器 上验证射野的大小、形状、位置和患者摆位也是一种简单实 用的IGRTo KV级X线摄片和透视 KV级X线摄片和透视设备与治 疗设备结合在一起，KV级X线摄片较清楚，但难以检测放疗 过程中软组织的相对形态变化，也是一种二维验证，且它与 放射治疗不同源，因此通常还要验证X射线源的位置。 KV级CT KV级C T引导放疗与加速器共用一张床， 可提供6个自由度的摆位误差，KV级CT在三维校正。但该 系统不是在治疗位检测管理，无法对治疗时的肿瘤进行实时 监测管理。 锥形束CT 是基于二维大面积非晶硅数字化X线探测 板的锥形束CT，具有体积小、重量轻、开放式架构、直接得 到三维图像等特点，可直接安装到加速器上。又分为KV-CBCT 和MV-CBCT两种，KV-CBCT空间分辨率高，但密度分辨率较 低；MV-CBCT具有和治疗束同源的优点，但在图像分辨率、 信噪比方面处于劣势。最近在改善MV -CBCT图像质量方面的 研究在不断增多，如适应性过滤可显著降低图像噪声［7］及 探测器本身材料上改进使探测效率峰值接近治疗用射线能 量等，使MV-CBCT的图像质量不断得到改善。 EP ID. KV级X线摄片和透视、KV级CT、锥形束CT等 均未加入时间变量因素，因此不能真正解决靶区实时运动问 题，只能减少IMRT的部分误差，不能解决运动误差问题。 如果在CT扫描和加速器照射时加入时间变量因素，就称为 四维放射治疗，加进时间变量因素的CT扫描，称为四维CT，XX 年的ASTRO会议上明确提出影像定位、计划设计、治疗实施 阶段均明确考虑靶区随时间变化，四维放疗由四维影像定位、 四维计划设计和四维治疗实施3部分构成。在这个系统中首 先要解决四维定位问题。 四维影像定位是在一个呼吸运动周期或其他运动周期 的每个时相采集一组三维图像，所有时相的三维图像构成