实时影像引导的放疗技术

随着对肿瘤治疗方法的深入研究，对治疗的精度提出了更高的要求。众所周知，放射治疗的目的是最大程度地提高肿瘤靶区的剂量，并尽可能降低正常组织的受照剂量。由于医学影像技术的进步，使精确的描述人体组织器官成为可能，也为放疗医师对肿瘤靶区的精确勾画提供了保证。目前采用的适形、调强放疗技术可在肿瘤周围形成一个所需的高剂量梯度的剂量分布，高剂量区围绕肿瘤，而正常组织受到很少的剂量，从而达到肿瘤的精确放疗。

图像引导放疗技术（Imaging Guided RT，IGRT）也称四维影像技术，即利用四维影像技术如四维CT或四维PET-CT，获得患者器官周期运动的时相图像，同时获得最大密度投影图像。针对器官运动造成的大范围照射，利用其时相图像，找到其停留时间最长的时相。例如，肺癌IMRT一般是在吸气末进行靶区勾画和计划设计，因为此时肺体积最大、停留时间最长，然后配合加速器的呼吸门控系统进行治疗。针对PTV外扩间隙不准确，可以利用其最大密度投影图像获得内靶区（ITV）轮廓，在此基础上外扩PTV间隙，并进行计划设计和治疗。IMRT对肿瘤进行精确照射，治疗精确度非常重要，图像引导放疗（IGRT）技术正是应这一需求而产生。该技术最大特征是：在分次摆位时和（或）治疗中采集图像、信号，据此校正患者摆位、调整治疗计划或引导射线束照射，指导此次治疗和（或）后续分次治疗。

IGRT的实现方式主要包括：电子射野影像系统（EPID）、kV级X线摄影和透视、kV级CT（CT-on-rail）、锥形束CT（CBCT）等。其中，CBCT发展最为迅速，已成为IGRT主要发展方向。CBCT具有体积小、重量轻、开放式架构的特点，可以直接整合至直线加速器，机架旋转能获取和重建一个体积范围内的CT图像。该体积范围内CT影像重建后的三维模型可与治疗计划图像进行匹配对比，获得治疗床调节参数，从而提高患者摆位精度。当然，这些技术仍然存在一些问题，如PET-CT有时可能无法鉴别某些病变是炎症还是肿瘤或遗漏低代谢肿瘤等，四维技术同样存在伪影等问题，这些问题需做进一步研究。

由于人体呼吸和器官蠕动可引起肿瘤移动而使照射野偏离，导致肿瘤的低剂量或者重要器官的高剂量照射，需采用包括控制等中心移位技术、呼吸门控技术和图像引导的放疗技术来调整。

控制等中心移位技术。该技术分为离线和在线修正两种。前者是利用前若干次摆位时检测到的运动和摆位的系统误差，对肿瘤中心的位置进行修正。后者是在加速器治疗室内安装一台CT，利用摆位时CT的数据来修正靶区的移动。

呼吸门控技术。呼吸门控技术分为被动呼吸门控和呼吸引导自控两种。被动呼吸门控技术通过控制患者某一时段的呼吸来进行照射，该技术要求患者的配合以及治疗前的适当呼吸训练，同时要求患者能够承受适当长时间的屏气动作。呼吸引导门控技术不要求患者屏气，检测患者的呼吸脉冲，实时触发和引导治疗机的出束照射，或控制治疗床的运动，跟随肿瘤靶区的移动。

图像引导放疗（IGRT）技术。IGRT是一种四维放射治疗技术，它在三维放疗技术的基础上加入了时间因数概念，充分考虑了解剖组织在治疗过程中的运动和分次治疗间的位移误差，如：呼吸运动和胃肠蠕动、日常摆位误差、靶区收缩等引起放疗剂量分布的变化和对治疗计划的影响等方面的情况。在患者进行治疗前、治疗中，利用各种先进的影像设备对肿瘤及正常器官进行实时监控，并能根据器官位置的变化调整治疗条件，使照射野紧紧“追踪”靶区，使之能做到真正意义上的精确治疗。目前应用的几种IGRT技术，包括使用治疗室CT、加速器CT、容积CT、CT加速器（断层治疗）以及利用在加速器上匹配的X线成像系统、电子射野影像系统（EPID）等设备在每次治疗时进行位置和剂量强度验证等。图像引导放射放疗（IGRT）旨在减少分次放疗之间摆位误差和靶区位移误差，监测和校正放疗时肿瘤和正常组织运动引起的误差，通过实时解剖图像校正，把放疗的物理精度推向一个更高的水平。但是，有时解剖信息本身在区分肿瘤和周围组织时存在困难，不能完全揭示肿瘤的病理特征，也无法评价治疗反应。

（本页责编：王占荣，MMS）