图像引导放射治疗的临床应用

图像引导放射治疗的临床应用

王凌

湖北省赤壁市人民医院437300

图像引导放射治疗是继兰维适形放疗和调强放疗Cìntensitymodulatedradiotherapy.IMRT）之后，又一新的放疗研究和应用热点[I]。图像引导放疗是将放射治疗机与先进的影像设备及近几年快速发展的计算机技术巧妙结合，在放射治疗分次摆位或者治疗中，采集治疗区域的图像或信号，确定治疗区与重要器官的运动、位置等因素，进行图像或剂量的校正，以引导本次治疗或后继治疗。分次间的摆位误差和器官运动可以在线校正或离线校正，对于治疗过程中的器官运动，可应用呼吸控制、四维放疗、实时跟踪等技术加以校正[2]bIGRT主要利用的影像设备，包括电子射野影像系统（electronicportalimagedevice，EPID）、KV级X线射片和透视、KV级CT、锥形束CT（cone-beamCT，CBCT），也可配合4DCT或呼吸门控技术，使其成为真正的四维放疗技术。其在放射治疗各个环节上借助各种影像学工具的指导，以达到精确化、个体化以及自适应性放疗的目的的放疗方式。它在很大程度上减少了由于摆位误差、呼吸运动、靶区运动、患者自身形体的改变等带来的误差。相比传统的放疗模式，IGRT具有能够在治疗体位获取详尽的靶区三维信息、监测实际放射剂量等优点，因此在头颈部、胸腹部等肿瘤放疗中，运用较为普遍。

1IGRT技术的应用

1.1在钱校正在线修正（onlinecorrection）[3]是指在单个分次治疗过程中每次摆位后，利用设备采集治疗区的二维或者兰维图像，与计划CT图像对比并匹配，得到摆位误差及射野误差，误差大于允许值时，通过自动或手动移床在线修正，然后再次采集图像匹配直到误差在允许范围内，才进行治疗。

1.2离钱校正离线校正又称为自适应放疗。Yan等问在1997年首先提出自适应放射治疗概念，即在最初数次治疗过程中观测患者器官的变化情况，变化可以是患者（器官）的位置变化，也可以是剂量效应关系的改变，根据这些变化情况在离线状态下系统全面地改进放射治疗计划，以完成后续治疗。1.3屏气和呼眼门控技术对受呼吸运动影响的靶区，屏气可使靶区暂时停止运动。呼吸门控（re­spiratorygating，RG）技术是指在治疗过程中，采用某种方法监测患者呼吸，在特定呼吸时相触发射线束照射。

1.4四维放疗四维放疗是相对于三维放疗而言的，在2003年的ASCQ会议上，专家们将其定义为在影像定位、计划设计和治疗实施阶段均明确考虑解剖结构随时间变化的放疗技术。它由四维影像定位、四维计划设计和四维治疗实施兰部分组成。

1.5实时跟踪（realtimetracking）技术治疗时靶区运动以及周围危及器官的运动完全与影像定位时各自的运动相同时可运用四维放疗技术。但人的呼吸运动并不是严格重复的，另外由于治疗时间往往要比影像定位时间长，患者身体会发生不自主运动，难以保持固定不变姿势。对于这些不能预先确定的运动，只能采用实时测量、实时跟踪技术，即实时跟踪治疗技术。

2IGRT的临床应用

2.1头颈部肿瘤头颈部不存在类似呼吸、肠蠕动等能引起肿瘤位置明显波动的生理活动，但因其具有重要器官组织数量多且都密集分布在较小的空间内的特点，且存在许多与进食吞咽活动有关的组织结构及颈椎弯曲度随头颈肩的非刚性变化，这决定了IGRT在头颈部肿瘤放疗中的应用有其特殊性。在调整前、后PTV最大边界分别为4.0mm和2.1mm。认为KV级CBCT图像引导放射治疗在鼻咽癌1MRT中可以提高等中心摆位精度，检测并调整摆位误差，有效减小照射野边界。Han等。研究表明对鼻咽癌采用MVCT摆位校正能明显减小脊髓剂量的偏差，并发现腮腺体积和剂量在治疗过程中有较明显变化。整个治疗结束时腮腺平均体积下降率为0.21cm3I分次，平均中值剂量增加率为1.7cGyl分次。Yang等。通过对10例鼻咽癌患者每日行CBCT扫面的调强放射治疗中发现，左腮腺体积下降中位数5.70cm3（3.2012.00cm3）、变动率中位数o.13cm3ID（O.070.27c旷ID）；右腮腺体积总损失中位数8.05cm3（3.0013.40cm3）、变化率中位数O.18cm3/D（0.060.29cm31m，表明鼻咽癌放疗中重新CT扫描或重新制定放疗计划是治疗开始后34w，以尽量减少对正常组织的损害。近年的临床研究已证实了IGRT在头颈部精确定位方面的优势，IGRT可以在线修正摆位、器官运动的→些误差，从而通过减少CTV至PTV的边界，可以减少正常器官的剂量，提高肿瘤靶区剂量，能更有效地控制肿瘤的进展。

2.2胸部肿瘤IGRT的优势是在提高肿瘤的控制的同时又减少对正常组织的损伤，确保形状复杂并处于运动状态的肿瘤技照准确的剂量，是调强放射治疗得到精确实施的技术保证。食管癌因在常规放疗中存在肿瘤放疗剂量与周围器官组织损伤的矛盾，肺癌、乳腺癌受呼吸运动影响，这些使得放疗效果受到影响。应用图像引导放疗可以实时校正肿瘤位置，减少摆位误差，缩小内靶区（internaltargetvolume，ITV）的范围，提高靶区剂量，减少正常组织的受照剂量。

李建成等。在CBCT配合6D治疗床对食管癌放疗摆位偏差的纠正中发现影像引导可明显减少食管癌的摆位边界误差，能大大提高食管癌放疗的精确度和准确性。为保证食管肿瘤放疗的精确性，当平移误差>1mm，旋转误差>0.5。时要重新纠正6D误差。Yamashita等【1】日通过对20例食管癌患者使用CBCT精确放疗的研究中得出在X轴方向平均位移为（2士2）mm（最大值8mm），Y轴方向乎均位移为（4士3）mm（最大值11mm），Z轴方向平均位移为（4士3）mm（最大值13mm），使用CBCT可以更准确地确定ITV，并且根据其运动范围确定个体化的GTV至PTV的外放边界。通过对23例非小细胞肺癌的患者进行CBCT扫描的调强放疗，发现放疗中分次治疗内的摆位误差较小，而分次治疗间摆位误差较明显影响放疗，在线CBCT予以纠正较为必要，从而减少放疗的误差。因此可通过调整治疗计划随时优化治疗剂量和方案。

2.3腹部肿瘤人体各个器官相对位置都存在移动，其中消化器官及泌尿器官的充盈程度对其位置的影响更为明显；另外随着对肿瘤的治疗，患者会出现消瘦、质量减轻等体形的变化，这些都会改变体表标志甚至治疗靶区的位置变化。这些不确定因素对于放疗效果及放疗后并发症的发生有较为明显的不利影响，而IGRT的出现可基本解决这些矛盾。张爱华等[1]日在对10例腹部肿瘤患者每周1次CBCT的IGRT后得出3个方向（Vertical，Longitudinal，Latetal）的位置偏差表明应用CBCT技术达到增加靶区剂量和保护正常组织的目的。李炯雁等。研究表明在线KV级CBCT引导放疗技术可减小前列腺癌患者摆位误差，提高摆位精度，CTV外放PTV边界可缩小至34mm。使用CBCT可以根据其移动范围确定靶区，减少正常周围组织受照剂量，降低脊髓最大受量，从而降低正常周围组织和脊髓的放射性损伤发生率。

3IGRT临床应用发展前景

随着影像技术及计算机技术的发展，IGRT实现了在线校正到离线校正、从单一图像形式到多种图像或信号集成、清晰化图像的跨越。未来的IG­RT发展前景仍较为可观：（l）在图像引导的基础上，通过MV级EPID系统具有剂量检测功能实现剂量引导的放射治疗，达到形状、剂量双重比对；同300时实时跟踪技术更加完善，不同部位肿瘤跟踪技术个体化和多样化相结合，跟踪设备对人体无创、低辐射或无辐射；（2）将来的CBCT图像更为先进，需要获得肿瘤乏氧区大小和位置、肿瘤生长速率以及正常组织损伤/修复的动力学等变化情况，将在线校正和离线校正相结合，外放的问距进→步缩小，得到更高的治疗增益；（3）多种具有图像或信号引导技术整合在一起的治疗机，如现有的Hi-ART与PET、SPECT和MRS整合，同时具有识别肿瘤形态与功能改变的能力。

参考文献：

[l]于金明，袁双虎.图像引导放射治疗研究及其发展[J].中华肿瘤杂志，2006，28（2）：81-83.ricchangesofparotidsoccurringduringIMRTfornasopharyngealcarcínoma（NPC）usingdailyCBCT[J].SichuanOaXueXueBaoYiXueBan，2010，41（6）：1024-1028.

[2]戴建荣，胡逸民.图像引导放疗的实现方式[1].中华放射肿瘤computedtomography-derivedadaptiverad川herapyforradi学杂志，2006，15（2）：132-135.caltreatmentofesophagealcancer[J].IntJRadOncolBi

[3]BortfeldT，Schmidt-UllrichR，OeNeveW，eta1.Image-01Phys，2010，77（2）：378-383.guidedIMRT[M].Heidelberg：SpringerPress，2006：97-116.[15J张爱华，胡健.OBI系统CBCT引导下的腹部调强患者位置