放疗图像引导系统ppt课件
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图像引导放疗ppt课件
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靶区外加边界的形成
• 为了确保临床靶体积（CTV）获得足够处 方剂量，最简单方法是在CTV外加一个边 界形成计划靶体积（PTV），而这一边界 则必须考虑到患者治疗过程中的摆位误 差、器官运动以及器官变形。
• 但这种外加边界方法同时很有可能会增 加正常组织受照射体积，从而引发靶区 周围关键器官的放射性反应，进而增加 并发症可能。
7
二、ART概念的引入特点及实现方式
• Yah等于1995年提出“将图像数据作为反馈来判断摆位 正确与否”，并于1997年在放射治疗过程中首次提出 ART”的概念，使用图像数据、剂量以及其他信号作为 反馈进而对治疗计划进行修正。广义上讲，任何一种通 过反馈来调节治疗过程的技术均可纳入ART的范畴，比 如影像引导放射治疗(IGRT)、体积引导放射治疗、剂 量引导放射治疗(DGRT)、结构引导放射治疗等。IGRT 可谓是ART的初级阶段，而DGRT则是在IGRT的基础 上提出的，DGRT除了要对比图像数据外。还要将治疗 时的肿瘤和周围正常组织实际吸收剂量于治疗计划中计 算出来的剂量进行比对，以及时调整患者摆位、治疗计 划再优化，甚至在必要时修正处方剂量。
将放疗整个过程从诊断、计划设计、治疗实施到验证
作为一个可自我响应、自我修正的动态闭系统，需要
考虑诸多纠正参数，如肿瘤的位置和剂量分布、肿瘤
的形状、呼吸运动和时间等，逐步调整从而实现准确
的放射治疗。
9
• 就ART的实现方式而言。大致可以分为摆位修正、离 线ART、实时ART和DGRT。简言之。摆位修正是指在 每个分次治疗过程中，摆位后采集患者的二维或三维 图像信息反馈给临床医生，通过与参考图像比较，确 定摆位误差和射野位置误差，并予以校正，然后实施 照射治疗。离线ART是指根据最初的数次或当前的反 馈信号，修改治疗计划，并按照修改后的治疗计划实 施后续分次计划。实时ART是指根据当前分次的反馈 信号，修改治疗计划，并按照修改后的治疗计划实施 当前分次治疗。DGRT是指通过剂量校验工具检测实际 照射剂量和计划剂量之间是否存在误差，如果误差较 大，应考虑修改计划。
靶区外加边界的形成
• 为了确保临床靶体积（CTV）获得足够处 方剂量，最简单方法是在CTV外加一个边 界形成计划靶体积（PTV），而这一边界 则必须考虑到患者治疗过程中的摆位误 差、器官运动以及器官变形。
• 但这种外加边界方法同时很有可能会增 加正常组织受照射体积，从而引发靶区 周围关键器官的放射性反应，进而增加 并发症可能。
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二、ART概念的引入特点及实现方式
• Yah等于1995年提出“将图像数据作为反馈来判断摆位 正确与否”，并于1997年在放射治疗过程中首次提出 ART”的概念，使用图像数据、剂量以及其他信号作为 反馈进而对治疗计划进行修正。广义上讲，任何一种通 过反馈来调节治疗过程的技术均可纳入ART的范畴，比 如影像引导放射治疗(IGRT)、体积引导放射治疗、剂 量引导放射治疗(DGRT)、结构引导放射治疗等。IGRT 可谓是ART的初级阶段，而DGRT则是在IGRT的基础 上提出的，DGRT除了要对比图像数据外。还要将治疗 时的肿瘤和周围正常组织实际吸收剂量于治疗计划中计 算出来的剂量进行比对，以及时调整患者摆位、治疗计 划再优化，甚至在必要时修正处方剂量。
将放疗整个过程从诊断、计划设计、治疗实施到验证
作为一个可自我响应、自我修正的动态闭系统，需要
考虑诸多纠正参数，如肿瘤的位置和剂量分布、肿瘤
的形状、呼吸运动和时间等，逐步调整从而实现准确
的放射治疗。
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• 就ART的实现方式而言。大致可以分为摆位修正、离 线ART、实时ART和DGRT。简言之。摆位修正是指在 每个分次治疗过程中，摆位后采集患者的二维或三维 图像信息反馈给临床医生，通过与参考图像比较，确 定摆位误差和射野位置误差，并予以校正，然后实施 照射治疗。离线ART是指根据最初的数次或当前的反 馈信号，修改治疗计划，并按照修改后的治疗计划实 施后续分次计划。实时ART是指根据当前分次的反馈 信号，修改治疗计划，并按照修改后的治疗计划实施 当前分次治疗。DGRT是指通过剂量校验工具检测实际 照射剂量和计划剂量之间是否存在误差，如果误差较 大，应考虑修改计划。
图像引导系统IVS
Lng Average(cm)
Lng Max(cm)
Vrt Average(cm)
Vrt Max(cm)
0.27
0.6
0.24
0.7
0.6
0.9
本院病例分析 图 像引导放疗的必要性 – 初摆位偏差不容忽视
▽盆腔病人 ■LIU CHUN RONG ■ 女 ■ 53岁 ■ 13次
Lat Average(cm)
正位片
侧位片
正位片：椎体上下缘，左右缘（次选：气管分叉） 侧位片：椎体上下缘，前后缘（次选：胸骨角LOUIS）
（
DRR 2mmCT
配准要点 胸部一
（
DRR 5mmCT
重 建 图 ）
重 建 图 ）
配准要点 临床配准要点
推荐用于配准的骨性标记
1. 就近原则 2. 尽量选择争议小的结构 3. 正位片-确定 头脚方向（LNG,Y）、
公司系列产品介绍
放射治疗图像引导系统
第一代：位置验证 第二代：位置验证+临床治疗QA系统+自动摆位系统 第三代：剂量验证
放射治疗计划系统
第一代： ATES,ARTP 基于UNIX平台操作系统 第二代： TiGRT TPS 基于WINDOWS操作系统和SQL数据 库 第三代： TiGRT TPS-Monte Carlo 基于GPU加速的蒙特卡洛剂量计算模块
头部 颈部 胸部
正位片-眶上缘、鼻中隔（或下鼻甲） 侧位片-枕骨粗隆、靠近额窦一段颅骨线、前床突、斜坡、寰椎后弓 正位片-棘突、椎体上下缘 侧位片-椎体上下缘及后缘 (首选)正位片- 椎体上下缘 、左右缘 (次选：气管分叉）
左右方向（LAT,X)，
侧位片-确定 腹背方向（VRT,Z）、 头脚方向（LNG,Y）
放疗图像引导系统33页PPT
放疗图像引导系统
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
放疗图像引导系统(完整版).ppt
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概述
在同一平台上综合高分辨率kV级X射线 影像技术、包括治疗床在内的全部运动 的自动遥控及可实施所有放疗技术（三 维适形、调强、立体定向）的新一代加 速器。
..........
29
主要组成: 1.常规X射线； 2.电子线辐射头； 3.实时治疗影像系统； 4.遥控机械手（150kV X射线发生
16
主要组成 环状机架上原先装X线球管的地方安装了6MV直 线加速器； MLC实现扇形束调强放疗； MV级电子射野影像设备（EPID）做剂量验证和 位置验证； 激光定位系统； 有独特的验证／登记计算机断层（VRCT）。
..........
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肿瘤定位与放疗一体化系统
..........
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（一）概述 该系统是一个结合了医用直线加速器和 CT的系统，体现了影像技术与放疗技术的 完美结合。在加速器治疗室内安装一台CT， CT与加速器共用同一治疗床，使定位与治 疗一体化，大大提高了治疗的准确性。
..........
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缺点 1.价格比较昂贵，维护和维修条件要 求很高； 2.定位参照物为身体骨骼结构，对躯 干肿瘤的放疗受限; 3.每次放疗时间长，机器利用率低；
..........
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赛博刀治疗中
..........
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断层放疗机 （Tomotherapy HI-ART）
..........
2.MV级锥形束CT，具有容积图像（Xray Volume Image，XVI）功能，可 以拍X片、连续图像和X线容积图像； 3.kV级常规高性能X射线球管（安装 在伸缩臂上，可从滚筒上伸出）； 4.X射线球管对面的电动臂上安装了 平板X线探测器。
..........
放疗图像引导(一)：各种成像技术介绍
放疗图像引导（一）：各种成像技术介绍图像引导放射治疗（IGRT），是在患者进行治疗前、治疗中利用各种影像设备，对肿瘤及正常器官进行监控，并根据器官位置的变化调整治疗位置、治疗条件，使照射野紧紧“追随”靶区。
所以图像引导对于放射治疗的重要性，好比瞄准镜对于狙击步枪，卫星导航定位系统对于远程导弹。
接下来我们扒一扒那些不同厂家不同设备的图像引导成像技术。
1、电子射野影像系统（Electronic Portal Imaging Device,EPID）这种成像技术出现比较早，在2006年前是应用最广的成像技术，一般以6MV兆伏级X线进行拍片验证，可用较少的剂量获得较好成像质量。
具有体积小、分辨率高、灵敏度高、能响范围宽等优点，临床上摄片操作简单，成本低、容易实现。
既可以离线校正验证射野的大小、形状、位置和患者摆位，也可以直接测量射野内剂量，是一种简单实用的二维影像验证设备。
缺点是摄野片骨和空气对比度都较低,软组织显像不清晰，太依赖操作人员主观判断。
随着技术的发展，基于非晶硅平板探测器的EPID，可以直接测量射野内剂量，是一种快速的二维剂量测量系统，用EPID系统进行剂量学验证的研究开始不断增多，逐渐兴起并推向临床。
笔者相信EPID会迎来第二春。
2、KV级锥形束CT（Cone Beam CT,CBCT）这种成像技术是目前应用最广的图像引导技术，它使用大面积非晶硅数字化X射线探测板，机架旋转一周就能获取和重建一定体积范围内的CT图像。
这个体积内的CT影像重建后的三维影像模型，可以与治疗计划的患者模型匹配比较,并自动计算出治疗床需要调节的参数。
从机器图可以看到CBCT具有体积小、重量轻、开放式架构的特点，可以直接整合到直线加速器上。
CBCT的图像质量空间分辨率高，操作简单快捷。
放疗中最常使用的容积成像功能，可以快速完成在线校正治疗位置，深得技师喜爱。
同时它也具有在治疗位置进行X线透视、摄片等功能，不过这些临床功能使用不多（后续文章会完整介绍CBCT的功能）。
图像引导放疗原理应用和QA优质PPT课件
IGRT原理及应用
CyberKnife
实时跟踪Calypso四维定位系统
IGRT原理及应用
MV QA – 图像质量(2D)
低对比度识别率
高对比度空间分辨率
• 将Las Vegas模体上放置在等中心处； • 将机架转至-90°； • 将射野开到刚好覆盖整个模体的位置； • 用6MV能量出光1MU，获取透视像； • 观察在第一列中能清晰分辨的最大行数
疗程中肿瘤对治疗的响应情况，调整靶
区和(或)处方剂量。
根据治疗过程中的反馈信息，对治疗方
案做相应调整的治疗技术或模式。
IGRT原理及应用
15
7分钟更新治疗计划
2 min
新计划传输 至加速器
2 min
运用CTVision进行CT采集
将原始轮廓叠加到新 采集的CT图像上
3 min
子野权重 优化
0.5 min
摆位所依据 的光距尺和 激光灯定位 误差。
2019/11/I2G4 RT原理及应用
4
分次治疗的摆位误差来源
治疗床和模拟定位机床的差别、体表标记线的
宽度、清晰程度、技师经验等因素
2019/11/I2G4 RT原理及应用
5
治疗分次间的靶区移位和变形
消化系统和 泌尿系统器 官的充盈程 度显著影响 靶区位置。
IGRT原理及应用
10
3D与2D IGRT比较
与二维图像相比，三维图像的优势表现为：
①由于CBCT图像可以提供清晰的断层解剖信 息，可以观察靶区和危及器官在疗程中的变化， 提供及时修改计划的可能。
2D图像
IGRT原理及应用
3D图像
11
3D与2D IGRT比较
②三维图像可提供6个自由度(3个平移和3 个旋转)的摆位误差数据，而二维图像最多 只能提供5个自由度(3个平移和2个旋转)的 数据；
图像引导放射治疗(Image Guided Radiation Therapy,IGRT)
四维放射治疗的发展，促进了治疗模式的改变。与常规方法比较，肿瘤放疗医师们也正在逐渐探讨和实践：增加肿瘤的总剂量和分次剂量；尽量减少正常组织特别是敏感器官的总剂量和分次剂量；缩短总治疗时间和减少分次治疗次数等等。这一治疗模式在立体定向放射治疗技术中已有实践，并展现了很好的前景。放射治疗的上述发展，可以真正实现高剂量分布在三维方向精确而完美地包罗任一形状的肿瘤，同时最大限度地减少周围正常组织的剂量，从而提高肿瘤的局部控制率和改善患者的生存质量。这正是放射肿瘤学家一个世纪以来所追求的目标。
－-----------------------------------------------------
功能：
1)支持DICOM3.0/RT数据的输入和输出；(jpg,bmp,tif png,...)
2)数据存储在DICOM服务器中，便于备份和查找；
3)生成数字重建图像(DRR)仅需要数秒；
－----------------
主要用途包括：病人体位的验证，在呼吸运动下靶区的追踪和定位，射野的验证和记录，电动光栅叶片的探测，剂量的验证，以及存在剂量的记录等。TiGRT IVS系统采用高质量的8英寸/16英寸数字探测平板，结合软硬件基础，计算出6个自由度的校正量（包括3个平移量和3个旋转量），用以精确的重定位靶区。
4)在CT图像层厚达到0.8mm且像素大小为0.6mm的情况下，平移校正量精度可高达0.5mm，旋转校正量精度可达0.5度；
5)支持根据单幅数字图像(DR)进行二维配准，支持根据两幅数字图像进行三维配准；
6)同时显示数字重建图像(DRR)、数字图像(DR)和叠加图像；
7)计算结束后全屏显示校正量，便于远距离察看；
8)支持两种校正方式：自动计算校正量和手动调整校正量；
－-----------------------------------------------------
功能：
1)支持DICOM3.0/RT数据的输入和输出；(jpg,bmp,tif png,...)
2)数据存储在DICOM服务器中，便于备份和查找；
3)生成数字重建图像(DRR)仅需要数秒；
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主要用途包括：病人体位的验证，在呼吸运动下靶区的追踪和定位，射野的验证和记录，电动光栅叶片的探测，剂量的验证，以及存在剂量的记录等。TiGRT IVS系统采用高质量的8英寸/16英寸数字探测平板，结合软硬件基础，计算出6个自由度的校正量（包括3个平移量和3个旋转量），用以精确的重定位靶区。
4)在CT图像层厚达到0.8mm且像素大小为0.6mm的情况下，平移校正量精度可高达0.5mm，旋转校正量精度可达0.5度；
5)支持根据单幅数字图像(DR)进行二维配准，支持根据两幅数字图像进行三维配准；
6)同时显示数字重建图像(DRR)、数字图像(DR)和叠加图像；
7)计算结束后全屏显示校正量，便于远距离察看；
8)支持两种校正方式：自动计算校正量和手动调整校正量；
图像引导的SRSSBRT治疗局部脊柱转移瘤及质量保证PPT精选课件
6.全面系统比较使用增强CT，MRI和PET-CT对靶体积的 定义情况。
4
脊柱SRS/SBRT治疗流程
病例诊断、选择 体位固定
3D图像扫描 3D计划设计 病人复位摆位
疗程结束治疗评估
治疗期间定期影像验证
治疗
认可
实时影像与计划参考影像 有误差 比对、位置修正、验证
治疗前实时影像采集
(模拟机、KV、MV、CBCT…)
Effect of Leaf Width on Spinal SRS/SBRT
图像引导的SRS/SBRT治疗 局部脊柱转移瘤及质量保证
研究背景
国内外大剂量、低分次的脊柱SRS /SBRT已用于临床治疗。 骨转移性肿瘤较常见，继肺癌和肝癌之后，在实体肿瘤转移 好发部位中列第三位。5%-10%的患者在病程中会发生脊柱 转移，其中以肺、前列腺和乳腺来源的肿瘤最常见。 RTOG-0631已确定图像引导SRS/ SBRT治疗脊柱转移瘤Ⅱ 期研究的成功性和可行性。
2
研究目的
主要目的:比较图像引导SRS/ SBRT(18Gy/1f) 与常规放疗 (30Gy/ 10f)，评判治疗结果是否改善。
次要目的： 1.通过NRPS评分确定是否图像引导的SRS/ SBRT比常
规放疗在治疗后的转移脊柱快速止痛、疼痛控制持续时间 方面有所改善。
2.根据癌症治疗评价计划CTEP (Cancer Therapy Evaluation Program) 现行版本不良事件通用术语标准 CTCAE（Common Terminology Criteria For Adverse Events），比较两种治疗间不良事件的差异。
3
研究目的
3.MRI评估图像引导SRS/SBRT治疗脊椎转移效果和对脊 髓的长期作用(24个月) 。
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脊柱SRS/SBRT治疗流程
病例诊断、选择 体位固定
3D图像扫描 3D计划设计 病人复位摆位
疗程结束治疗评估
治疗期间定期影像验证
治疗
认可
实时影像与计划参考影像 有误差 比对、位置修正、验证
治疗前实时影像采集
(模拟机、KV、MV、CBCT…)
Effect of Leaf Width on Spinal SRS/SBRT
图像引导的SRS/SBRT治疗 局部脊柱转移瘤及质量保证
研究背景
国内外大剂量、低分次的脊柱SRS /SBRT已用于临床治疗。 骨转移性肿瘤较常见，继肺癌和肝癌之后，在实体肿瘤转移 好发部位中列第三位。5%-10%的患者在病程中会发生脊柱 转移，其中以肺、前列腺和乳腺来源的肿瘤最常见。 RTOG-0631已确定图像引导SRS/ SBRT治疗脊柱转移瘤Ⅱ 期研究的成功性和可行性。
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研究目的
主要目的:比较图像引导SRS/ SBRT(18Gy/1f) 与常规放疗 (30Gy/ 10f)，评判治疗结果是否改善。
次要目的： 1.通过NRPS评分确定是否图像引导的SRS/ SBRT比常
规放疗在治疗后的转移脊柱快速止痛、疼痛控制持续时间 方面有所改善。
2.根据癌症治疗评价计划CTEP (Cancer Therapy Evaluation Program) 现行版本不良事件通用术语标准 CTCAE（Common Terminology Criteria For Adverse Events），比较两种治疗间不良事件的差异。
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研究目的
3.MRI评估图像引导SRS/SBRT治疗脊椎转移效果和对脊 髓的长期作用(24个月) 。
放疗图像引导系统 ppt课件
图像处理技术
随着人工智能和机器学习的发展，放疗图像引导系统的图 像处理能力将得到进一步提升，能够更精准地识别肿瘤位 置和形状。
实时监控与反馈
通过引入传感器和实时监控技术，系统能够实时监测放疗 过程中肿瘤的变化，及时调整治疗方案，提高治疗效果。
剂量优化
借助先进的剂量计算和优化算法，系统能够更精确地计算 放疗剂量，降低对正常组织的损伤，提高治疗的安全性。
图像去噪
去除图像中的噪声，提高 图像的清晰度和对比度。
图像增强
通过调整图像的对比度、 亮度等参数，突出显示肿 瘤及周围组织的特征。
三维重建
将获取的二维图像进行三 维重建，生成三维立体图 像，便于医生全面了解肿 瘤的位置和形态。
图像引导技术
图像配准
将治疗前后的影像进行配 准，确定肿瘤的位置和位 移。
技术更新迅速
随着医学技术的不断发展，放疗图像引导系 统需要不断更新换代，以适应新的治疗需求 。
D
解决方案与未来发展
加强技术培训
医疗机构应加强对技术人员的 技术培训，提高操作和维护水
平。
政策支持
政府应出台相关政策，支持医 疗机构引进和更新放疗图像引 导系统。
数据安全保护
医疗机构应加强数据安全保护 ，采取有效的加密和备份措施 ，确保患者信息的安全。
放疗图像引导系统的应用范围
01
适应症
适用于各种肿瘤的放射治疗，尤其适用于位置不固定的 肿瘤和需要精确照射的肿瘤。
02
应用场景
放疗图像引导系统可应用于各种放疗设备和治疗场景， 如直线加速器、伽马刀等。
03
优势
通过提高放疗的精确度和治疗效果，降低对周围正常组 织的损伤，减少并发症和副作用，提高患者的生存率和 生存质量。
放疗图像引导系统完整版
精准计划与实施
通过精确的影像学数据，医生可以制 定更为精准的放疗计划，并根据肿瘤 的变化实时调整，确保治疗效果的最 大化。
减少患者痛苦和副作用
降低并发症风险
精确的放疗计划和实施有助于减少并发症的 发生，减轻患者的痛苦和不适感。
提高生活质量
通过减少放疗对周围正常组织的损伤，患者 能够减轻副作用，如恶心、呕吐、疲乏等， 提高生活质量。
在肿瘤放射治疗中，放疗图像引导系统能够实现快速、准确的定位和摆位，提高 治疗的精度和效率。
放射性手术
放射性手术是一种新型的肿瘤治疗方法，通过将放射性物质植入肿瘤内部或周围，实现对肿瘤的近距 离照射。放疗图像引导系统在放射性手术中起到关键的作用，能够实时监测放射性物质的位置和分布 ，确保治疗的准确性和安全性。
国际化发展与合作
国际学术交流与合作
积极参与国际学术交流，与国际顶尖研究机构和专家合作，共同 推动放疗图像引导系统的研发和应用。
跨国临床试验
开展跨国临床试验，验证放疗图像引导系统在不同国家和地区的适 用性和有效性。
标准化与推广
制定国际化的标准，推动放疗图像引导系统的普及和应用，造福更 多的肿瘤患者。
放疗图像引导系统还可以协助医生制定手术方案，为手术提供准确的影像学依据，提高手术的成功率 和治疗效果。
放射性介入治疗
放射性介入治疗是一种微创的肿瘤治 疗方法，通过导管等介入手段将放射 性物质输送到肿瘤内部。放疗图像引 导系统在放射性介入治疗中起到重要 的辅助作用，能够实时监测导管的位 置和放射性物质的分布，确保治疗的 安全性和有效性。
VS
放疗图像引导系统还可以协助医生制 定介入治疗方案，为介入治疗提供准 确的影像学依据，提高介入治疗的效 果和患者的生存率。
通过精确的影像学数据，医生可以制 定更为精准的放疗计划，并根据肿瘤 的变化实时调整，确保治疗效果的最 大化。
减少患者痛苦和副作用
降低并发症风险
精确的放疗计划和实施有助于减少并发症的 发生，减轻患者的痛苦和不适感。
提高生活质量
通过减少放疗对周围正常组织的损伤，患者 能够减轻副作用，如恶心、呕吐、疲乏等， 提高生活质量。
在肿瘤放射治疗中，放疗图像引导系统能够实现快速、准确的定位和摆位，提高 治疗的精度和效率。
放射性手术
放射性手术是一种新型的肿瘤治疗方法，通过将放射性物质植入肿瘤内部或周围，实现对肿瘤的近距 离照射。放疗图像引导系统在放射性手术中起到关键的作用，能够实时监测放射性物质的位置和分布 ，确保治疗的准确性和安全性。
国际化发展与合作
国际学术交流与合作
积极参与国际学术交流，与国际顶尖研究机构和专家合作，共同 推动放疗图像引导系统的研发和应用。
跨国临床试验
开展跨国临床试验，验证放疗图像引导系统在不同国家和地区的适 用性和有效性。
标准化与推广
制定国际化的标准，推动放疗图像引导系统的普及和应用，造福更 多的肿瘤患者。
放疗图像引导系统还可以协助医生制定手术方案，为手术提供准确的影像学依据，提高手术的成功率 和治疗效果。
放射性介入治疗
放射性介入治疗是一种微创的肿瘤治 疗方法，通过导管等介入手段将放射 性物质输送到肿瘤内部。放疗图像引 导系统在放射性介入治疗中起到重要 的辅助作用，能够实时监测导管的位 置和放射性物质的分布，确保治疗的 安全性和有效性。
VS
放疗图像引导系统还可以协助医生制 定介入治疗方案，为介入治疗提供准 确的影像学依据，提高介入治疗的效 果和患者的生存率。
图像引导放疗简介
CBCT
1. 断层成像，细节丰富 2. 软组织显示清楚 3. KV级成像，受照剂量小
缺点
1、组织叠加成像，细节不足 2、软组织不成像 3、MV级成像，受照剂量大
1、成像速度慢、效率低 2、骨性结构显示一般 3、需要额外的X线球管
不同类型装置的优缺点ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
综上所述，针对不同部位肿瘤的患者， 应该选择不同的图像引导方式： EPID：头部、头颈部、盆腔、四肢 CBCT：胸部、腹部
图像引导放疗简介
放疗科 傅炜
前言
前言
精确放疗时代，通过各种技术可以 使肿瘤区得到最大的治疗剂量，而周围 组织的剂量很小。这对摆位提出了更高 的要求。图像引导放疗技术可以帮助治 疗师提高摆位准确性，减小摆位误差。
目录
CONTENTS
01 什么是图像引导放疗 02 图像引导放疗的分类 03 不同类型装置的优缺点 04 图像引导实施的具体步骤
正在开展的临床研究
试验名称
研究单位
治疗方案
例数
尼妥珠单抗联合紫杉醇 和顺铂一线治疗转移性
食管鳞癌III期
北肿（沈琳） 中肿（徐瑞华）
尼妥珠单抗组：尼妥珠单抗400mg，每周一次；紫杉醇 175mg/m2 ，顺铂60mg/m2。每三周一周期，最长6个周期； 对照组：安慰剂每周一次；紫杉醇175mg/m2 ，顺铂60mg/m2。 每三周一周期，最长6个周期；
图像引导放疗的分类 X线球管
锥形束CT（CBCT）
接收装置
图像引导放疗的分类
锥形束CT成像原理
锥形束CT成像结果
图像引导放疗的分类
EPID
电子射野影像装置EPID
图像引导放疗的分类
普通X光片 EPID采集到的图像
图像引导放疗ppt课件
提高，肿瘤放射治疗技术也发展迅猛。自 适应放射治疗(ART)是在3D—CRT和 IMRT的基础上发展而来的新技术。
5
一、放射治疗的现状
• 3D-CRT适用于绝大部分的肿瘤。3D-CRT是 一种能使高剂量区的剂量分布在三维方向上 和靶区的实际形状相一致的照射技术。其利 用CT图像重建三维的肿瘤结构，通过在不同 方向设置一系列不同的照射野，并采用与病 灶形状一致的适形挡铅，使得高剂量区的分 布形状在三维方向(前后、左右、上下)上与 靶区形状一致，同时使得病灶周围正常组织 的受量降低。适形放疗包括照射靶区和周围 重要器官或组织的三维定位、治疗计划的设 计、模拟以及实施4个方面。
2
目的
• 提高肿瘤放疗的精准性，实现对肿瘤靶区 高剂量照射的同时，最大限度地减少周围 正常组织受到高剂量照射的可能性，进而 降低并发症发生概率。
3
内容提要
• 一、ART概述 • 二、自适应优化的考虑 • 三、自适应放疗的过程 • 四、结语
4
一、ART概述
• 自适应放射治疗；发展 • 随着社会经济的发展，人们生活水平的
➢ CTVISION系统中计划图像可用于与分次治 疗前所获取的日常引导图像相关联对比， 从而可执行在线或离线式处理。
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1、治疗计划产生
目前的治疗计划系统优化算法是基于物理 （即剂量）目标函数，治疗计划的生物 剂量评估及其生物优化算法已在未来考 虑之列。 通常调强治疗多采用共面7野或9野等角 度分布，无需避开直接对危及器官的照 射，通过治疗计划系统的优化可满足特 定剂量约束条件，在取得靶区剂量均匀 性同时尽可能实现对正常组织的保护。
最能反映出所需摆位的信息。
32
局限性
• 考虑解剖学变化而实现对患者摆位的调节， 其局限性在于实施可能位置变化的调节通 常基于假设以刚性的患者（体）来实现的。 解剖组织结构变化越多，也许越难以确保 实现按照对患者原始治疗计划的实施。
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一、放射治疗的现状
• 3D-CRT适用于绝大部分的肿瘤。3D-CRT是 一种能使高剂量区的剂量分布在三维方向上 和靶区的实际形状相一致的照射技术。其利 用CT图像重建三维的肿瘤结构，通过在不同 方向设置一系列不同的照射野，并采用与病 灶形状一致的适形挡铅，使得高剂量区的分 布形状在三维方向(前后、左右、上下)上与 靶区形状一致，同时使得病灶周围正常组织 的受量降低。适形放疗包括照射靶区和周围 重要器官或组织的三维定位、治疗计划的设 计、模拟以及实施4个方面。
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目的
• 提高肿瘤放疗的精准性，实现对肿瘤靶区 高剂量照射的同时，最大限度地减少周围 正常组织受到高剂量照射的可能性，进而 降低并发症发生概率。
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内容提要
• 一、ART概述 • 二、自适应优化的考虑 • 三、自适应放疗的过程 • 四、结语
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一、ART概述
• 自适应放射治疗；发展 • 随着社会经济的发展，人们生活水平的
➢ CTVISION系统中计划图像可用于与分次治 疗前所获取的日常引导图像相关联对比， 从而可执行在线或离线式处理。
28
1、治疗计划产生
目前的治疗计划系统优化算法是基于物理 （即剂量）目标函数，治疗计划的生物 剂量评估及其生物优化算法已在未来考 虑之列。 通常调强治疗多采用共面7野或9野等角 度分布，无需避开直接对危及器官的照 射，通过治疗计划系统的优化可满足特 定剂量约束条件，在取得靶区剂量均匀 性同时尽可能实现对正常组织的保护。
最能反映出所需摆位的信息。
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局限性
• 考虑解剖学变化而实现对患者摆位的调节， 其局限性在于实施可能位置变化的调节通 常基于假设以刚性的患者（体）来实现的。 解剖组织结构变化越多，也许越难以确保 实现按照对患者原始治疗计划的实施。
放射治疗技术ppt课件
问题：肿瘤需数月后才能逐渐消退；有些肿瘤虽 然被灭活，但也许不会永远消失。
立体定向放射外科的局限性
乏氧细胞对放射线抗拒 肿瘤细胞周期时相性对放射线抗拒
分次立体定向放射治疗 Fractional Stereotactic Radiotherapy
FSRT
FSRT的特点：
FSRT是利用SRS的定位、体位固定及治疗计划系 统。
放射治疗技术的发展
立体定向放射治疗
Stereotactic Radiotherapy SRT
SRT 俗称 X(γ)刀，包含
立体定向放射外科
(Stereotactic
Radiosurgery, SRS)
分次立体定向放射治疗
(Fractional
Stereotactic Radiotherapy, FSRT)
小结
放射治疗是治疗恶性肿瘤的重要手段之一 传统放疗对正常组织损伤较大 SRT包括 SRS ＆ FSRT，俗称“X (γ) 刀” 3DCRT 是放射治疗的重要方法之一 IMRT、IGRT是现代放射治疗的标志
展望：
“生物调强”放射治疗
在肿瘤内有生长活跃的部分，有处于休眠状 态的部分，有乏氧细胞，有坏死区，肿瘤周围 还有亚临床灶，它们对射线的敏感性不同。
从50年代至今，全世界共用质子治疗装置治疗了 3~4万名患者，一般治疗效果达到95%以上，五年 存活率高达80%。
然而4万例治疗数量与全世界几千万肿瘤患者相比 ，又是很小的比例......
质子治疗装置
质子治疗装置包括质子加速器、束流输运系统、 束流配送系统、剂量监测系统、患者定位系统和 控制系统。
调强放射治疗可以做到给肿瘤内不同区域以 不同的剂量（物理调强）。
立体定向放射外科的局限性
乏氧细胞对放射线抗拒 肿瘤细胞周期时相性对放射线抗拒
分次立体定向放射治疗 Fractional Stereotactic Radiotherapy
FSRT
FSRT的特点：
FSRT是利用SRS的定位、体位固定及治疗计划系 统。
放射治疗技术的发展
立体定向放射治疗
Stereotactic Radiotherapy SRT
SRT 俗称 X(γ)刀，包含
立体定向放射外科
(Stereotactic
Radiosurgery, SRS)
分次立体定向放射治疗
(Fractional
Stereotactic Radiotherapy, FSRT)
小结
放射治疗是治疗恶性肿瘤的重要手段之一 传统放疗对正常组织损伤较大 SRT包括 SRS ＆ FSRT，俗称“X (γ) 刀” 3DCRT 是放射治疗的重要方法之一 IMRT、IGRT是现代放射治疗的标志
展望：
“生物调强”放射治疗
在肿瘤内有生长活跃的部分，有处于休眠状 态的部分，有乏氧细胞，有坏死区，肿瘤周围 还有亚临床灶，它们对射线的敏感性不同。
从50年代至今，全世界共用质子治疗装置治疗了 3~4万名患者，一般治疗效果达到95%以上，五年 存活率高达80%。
然而4万例治疗数量与全世界几千万肿瘤患者相比 ，又是很小的比例......
质子治疗装置
质子治疗装置包括质子加速器、束流输运系统、 束流配送系统、剂量监测系统、患者定位系统和 控制系统。
调强放射治疗可以做到给肿瘤内不同区域以 不同的剂量（物理调强）。
图像引导放射治疗
自适应放射治疗
• 自适应放射治疗是指在分次放射治疗的过 程中，如果不能够通过简单的调节患者的 体位来修正剂量投射的偏差，可以在余下 的治疗里通过修正患者的治疗计划来减低 剂量偏差的影响。 • 造成剂量投射偏差的原因主要包括治疗期 间肿瘤病灶的退缩、患者体重减轻、以及 乏氧组织增加等。
自适应放疗流程
重粒子放射治疗
重粒子放射治疗
目前 • 重离子放疗设备主要分布在北美和欧洲 • 正在积累临床应用数据、经验 • 尽管这一技术早在20世纪50年代就用于临床， 但由于加速器笨重，造价昂贵，治疗费时，目 前仅有少数机构使用
容积旋转调强放射治疗
特点
• 与传统调强放射治疗 相比，治疗时间明显 缩短 • 剂量分布与传统调强 放射治疗计划类似
• 治疗的机器跳数减少
容积旋转调强放射治疗
适应症 • 绝大多数传统调强技术能治疗的病种， VMAT同样也均能实现。 • 已有多篇文献成功报道了 头颈部癌，前列腺癌，直 肠癌，宫颈癌，肺癌，椎 体转移癌，多发脑转移癌 等。
螺旋断层放射治疗
定义 • 螺旋断层放疗 （TomoTherapy） 通过开关方式调制扇形束来 进行调强（IMRT）治疗， 该放疗系统像螺旋CT一样， 在机架和床的联动过程中用 螺旋断层方式进行放射 治疗。
螺旋断层放射治疗
螺旋断层放疗机(TomoTherapy) 是目前世界上唯一能够治疗癌症的 CT 机
自适应计划
患者摆位
存储融合后 的影像
IGRT 根据剂量要求 改变或生成新 的组织轮定位
修改组 织轮廓
评估
重粒子放射治疗
重粒子的物理学特点 • 射线束窄，准直性能好，在照射过程中几乎不发生 散射 • “Bragg峰”的宽度和深度以及粒子束的形状可通过限 束、滤过装置调节，使其更符合病灶的形状 这些特点使之很适合作为立体定向放疗的放射源， 在治疗时使粒子束的“Bragg峰”与病灶重叠，经过 4个方向照射即可达到理想的剂量分布，病灶周围 组织几乎不受到损害
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放疗图像引导系统
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肿瘤定位与放疗一体化系统
放疗图像引导系统
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（一）概述 该系统是一个结合了医用直线加速器和 CT的系统，体现了影像技术与放疗技术的 完美结合。在加速器治疗室内安装一台CT， CT与加速器共用同一治疗床，使定位与治 疗一体化，大大提高了治疗的准确性。
放疗图像引导系统
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优点 1.每次放疗前都可以对靶区快速三维定位，使得 调强放疗、疗效评估成为可能； 2.能够纠正摆位误差和摆位时肿瘤位置的移动； 3.病人在CT上完成图像采集，建立座标系进行TPS 后，可立即转入加速器进行放疗；
放疗图像引导系统
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缺点 1.价格比较昂贵，维护和维修条件要求 很高； 2.定位参照物为身体骨骼结构，对躯干 肿瘤的放疗受限; 3.每次放疗时间长，机器利用率低；
放疗图像引导系统
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赛博刀治疗中
放疗图像引导系统
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断层放疗机 （Tomotherapy HI-ART）
放疗图像引导系统
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Tomotherapy HI-ART由美国威斯 康星大学医学物理系的研究小组 经过十多年的研究完成，外表与 CT扫描机相似
放疗图像引导系统
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在其环形机架内原先装X线球管的地 方安装了6MV直线加速器，将加速管 的能量降低到3MV进行断层扇形束扫
描成象，据此修正摆位及计划。
放疗图像引导系统
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主要组成 环状机架上原先装X线球管的地方安装了6MV 直线加速器； MLC实现扇形束调强放疗； MV级电子射野影像设备（EPID）做剂量验证和 位置验证； 激光定位系统； 有独特的验证／登记计算机断层（VRCT）。
放疗图像引导系统
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优点 1.一次旋转即可采集到放疗位置的三 维容积数据；对比度和CT一样，能分 辨肿瘤和重要器官等软组织结构； 2. 0.2cGy（核辐射绝对单位）生成正 交放射片，较MV级图像剂量低； 3.透视图像功能，定位运动频率高的 靶区，在放疗位置评价病人运动的影 响； 4.可进行常规放疗；
放疗图像引导系统
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图像引导放疗的概念
• 图像引导放疗是指在放疗摆位时/放疗中采集图像， 利用这些图像，引导本次/后续分次放疗的技术
• IGRT的应用目的是提高放疗位置和剂量的精确度
• IGRT不是射线照射技术，需要与后者配合, 如IG_CRT、 IG_IMRT
• IGRT需要在放疗机上或放疗机房内增加成像装置， 在控制室增加相应软件来实现
放疗图像引导系统
Hale Waihona Puke 25缺点 1.由于增加了伸缩臂，系统平衡与稳 定不容忽视； 2.KV级二维扫描图像三维立体重建， EPID属二维验证，无法反映摆位时的 三维误差。
放疗图像引导系统
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电子射野影像（EPID系统治疗 中)
放疗图像引导系统
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瓦里安的三合一的直线加速器
放疗图像引导系统
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概述
在同一平台上综合高分辨率kV级X射线 影像技术、包括治疗床在内的全部运动 的自动遥控及可实施所有放疗技术（三 维适形、调强、立体定向）的新一代加 速器。
图像引导放疗 (IGRT)
放疗图像引导系统
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图像引导放疗的概念
图像引导放疗( IGRT)是一种四维的放疗 技术，它在三维放疗技术的基础上加入了 时序的概念。所谓图像引导放疗，就是通 过放疗前以加速器自带的CT进行扫描，采 集并重建三维图像，与放疗计划图像配准 后再实施放疗。这样可以克服因放疗摆位 和肿瘤位置移动所造成的误差，确保在精 确照射肿瘤的同时，将其周围正常组织的 损伤降到最低限度，全方位提高效果。
• 减少器官运动引起的内边界
• 呼吸门控从 10mm 3-5mm • 动态跟踪从 10mm 3mm
• 减少器官变形引起的剂量变化
放疗图像引导系统
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下面介绍几种IGRT设备
放疗图像引导系统
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赛博刀（Cyberknife）
放疗图像引导系统
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赛博刀是一种影像引导的立体定向放疗
机，将6MeV直线加速器置于一6自由度的 大型机械臂上，以图像导引系统取代刚性 的立体定向用的框架，加速器的等中心可 以随靶区的变化而同步变化，核心技术是 机械臂和图像导引系统。
放疗图像引导系统
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主要组成: 1.常规X射线； 2.电子线辐射头； 3.实时治疗影像系统； 4.遥控机械手（150kV X射线发生器
和对侧非晶硅影像平板探测器）
放疗图像引导系统
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谢谢!
放疗图像引导系统
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放疗图像引导系统
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主要组成
1.数字化直线加速器；
2.MV级锥形束CT，具有容积图像（Xray Volume Image，XVI）功能，可以 拍X片、连续图像和X线容积图像； 3.kV级常规高性能X射线球管（安装在 伸缩臂上，可从滚筒上伸出）； 4.X射线球管对面的电动臂上安装了平 板X线探测器。
放疗图像引导系统
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优点
1.具有逆向计划功能； 2.不用头盔和框架； 3.可进行单次（single fraction）、分 次（multi fractions）放疗； 4.图象实时验证和高精度跟随系统；
放疗图像引导系统
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5.每次可同时对多个位置的肿瘤进行放 疗； 6.是目前世界上唯一能在实际放疗时对 病人的移动作出精确调整的放疗系统； 7.目前唯一能够提供非等中心治疗计划 的立体定向外科系统。
放疗图像引导系统
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常用的IGRT设备
放疗图像引导系统
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IGRT的应用方式
• 在线校位 • 在线重计划 (Replanning) • 呼吸门控 • 实时呼吸跟踪 • 自适应放疗
放疗图像引导系统
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IGRT的主要作用
• 减少摆位误差
• 头颈部肿瘤从 5mm 2mm • 胸腹部肿瘤从 10mm 3mm
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缺点 不能纠正放疗过程中肿瘤 的瞬时移动。
放疗图像引导系统
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电子射野影像（EPID)系统
放疗图像引导系统
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在放射治疗工作中,射野位置的准确性对于提 高肿瘤局部控制率有着极其重要的作用.特别 是随着适形放疗,调强放疗等复杂治疗技术在 临床上的推广应用,对射野位置精度的要求越 来越高.