自适应放射治疗
放疗专业词汇
• • • • • • • • 剂量计算 Dose verification 剂量验证 RTPS 放射治疗计划系统 BEV射野方向视观 DRR 数字重建射线影像 EPID 电子射野影像装置 CT simulator CT模拟机 SAD 源轴距 SSD 源皮距 Cyber Knife 射波刀 Electronic Linear Accelerator 电子直线加速器
放疗专业词汇
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IMRT 调强放射治疗 PTV 计划靶区 CTV 临床靶区 GTV 大体靶区 OAR 危及器官 DVH 剂量体积直方图 3D CRT 三维适形放射治疗 X-knife x-刀 Quality Assurance 质量保证 Quality Control 质量控制
• ICRU 国际辐射单位和测量委员会（International Commission on Radiation Units and Measurement） • MLC 多叶准直器 • PDD 百分深度剂量 • HVL 半价层 • Afterloader 后装机 • SRS 立体定向放射手术 • SRT 立体定向放射治疗 • Tomotherapy 断层治疗 • Collimator 准直器
• • • • • • • • • • •
Primary collimator 初级准直器 Secondary collimator 次级准直器 Independent collimator 独立准直器 Isocenter 等中心 AAPM 美国医学物理学会 WHO 世界卫生组织 IGRT 图像引导放射治疗 Adaptive radiotherapy 自适应放疗 VMAT 容积弧形(旋转)调强放射治疗 Gamma knife 伽玛刀 portal imaging射野影像照相
自适应放射治疗
自适应放射治疗自适应放疗（adaptive radiation therapy, ART）是图像引导放疗（image-guided radiation therapy, IGRT）发展延伸出的一种新型放疗技术。
其实施是通过照射方式的改变来实现对患者组织解剖或肿瘤变化的调整，即通过引导图像（如CT、EPID等）评判患者解剖和生理变化，或治疗过程中所反馈信息如肿瘤大小、形态及位置变化，分析分次治疗与原计划设计之间的差异，从而指导后续分次治疗计划的重新设计。
自适应放射治疗的主要目的是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。
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，它在三维放疗技术的基础上加入了时间因数的概念，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，如呼吸和蠕动运动、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的监控，并能根据器官位置的变化调整治疗条件使照射野紧紧“追随”靶区，使之能做到真正意义上的精确治疗。
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。
Mackie等于1993年发表了螺旋断层治疗（HT）设计思路的同时，就从理论上提出了利用其CT影像及剂量重建来修正对患者后续分次治疗的设想，这是第1次提及剂量重建和基于治疗时CT图像所获取信息的自适应放疗思想。
特别是近年来随着三维适形放疗和调强放疗的开展，越来越多的研究者关注于肿瘤靶区定义的精确性和对正常组织器官位置、大小和形状的改变都会影响到放疗的精准性。
放射治疗概述与进展
.
43
图像引导放射治疗
校正患者摆位
调整治疗计划
引导射线束照射
最终目的
引导放射线准确的按计划设计投照到肿瘤靶区
.
44
IGRT系统流程
.
45
图像引导放射治疗
引导图像类型
• 二维 X射线透视图像或三维重建图像， • 有时间标记的四维图像 • 超声二维断层图像或三维重建图像 • 其他信号 可以是体表红外线反射装置反射的红
脉综合症；止血：鼻咽癌，宫颈癌等
.
26
放疗与其他治疗的综合治疗
放疗与手术的综合治疗：
(一)、术前放疗 优点：（1）照射后使肿瘤缩小，从而提高手
术切除率，（2）减少手术野内癌细胞的污染， 从而减少手术区癌细胞种植，降低癌细胞的生命 力，从而可能减少播散。
缺点：（1）延迟手术（2）可能影响切口愈合
术前放疗价值较为肯定的有头颈部肿瘤如上颌 窦癌、宫体癌、直肠癌等。放疗2-4周后手术。
呼吸运动
肿瘤控
制率下 降
脱靶
肺部靶 组织位
移
放疗并 发症增
加
.
正常组 织损伤 增加
扩大 照射 区
53
IGRT的主要实现方式
自主屏气
主动
腹部压块 bodyfix
被动
暂停/减 小呼吸 运动幅
度
呼吸运动
照射野 跟随运
动
体外标记 体内标记
动态监 测呼吸
加速器 响应
.
54
放射治疗技术新进展
•容积旋转调强放疗（VMAT） •螺旋断层放疗（Tomo Therapy） •自适应放疗 •立体定向放疗（SRT） •重粒子放疗
自适应近距离放疗的治疗计划设计-赵红福
治疗计划设计与优化
3D打印多通道施源器
治疗计划设计与优化
施源器的植入
治疗计划设计与优化
三维影像获取
治疗计划设计与优化
环形施源器（宫腔管） offset -11mm
施源器的偏移量offset
治疗计划设计与优化
施源器重建
Berger D. Radiotherapy & Oncology, 2009, 93(2):347-351. Hellebust T P. Radiotherapy & Oncology, 2010, 96(2):153-160.
不适用于核磁扫描。 适用于乳腺插植。 采用轻质材质制作。 根据巴黎剂量系统设计，可方便保证 剂量覆盖和一定的剂量均匀性。
治疗计划设计与优化
乳腺插植模板
不适用于核磁扫描。 适用于乳腺插植。
Rowland Adjustable Breast Template (RABIT)罗兰可调节乳腺模板
宫颈癌自适应近距离放射治疗
自适应放射治疗概念
• ART(Adaptive Radiation Therapy ）：自适应放疗(ART)的概念是由美国Yan Di 等于1997 年首 次提出， 他把整个放疗过程， 即从诊断定位、计划设计、治疗实施到验证作为一个可自我 响应、自我修正的动态闭环系统。
online adaptive offline adaptive
预计划与施源器植入 实施治疗
影像定位
QA/QC
器官勾画
计划评估
治疗计划设计
治疗计划设计与优化
研究结果表明对于中小体积肿瘤的CTVHR D90的剂量大于85Gy EQD2能获 得超过90%的3年局控。
从图像引导自适应放疗的证据看，CTVHR D90的EQD2总剂量达到90Gy （外照射与近距离治疗大约各贡献一半)可以得到一个良好的局部控制。
自适应放射治疗
自适应放射治疗自适应放疗（adaptive radiation therapy, ART）是图像引导放疗（image-guided radiation therapy, IGRT）发展延伸出的一种新型放疗技术。
其实施是通过照射方式的改变来实现对患者组织解剖或肿瘤变化的调整，即通过引导图像（如CT、EPID等）评判患者解剖和生理变化，或治疗过程中所反馈信息如肿瘤大小、形态及位置变化，分析分次治疗与原计划设计之间的差异，从而指导后续分次治疗计划的重新设计。
自适应放射治疗的主要目的是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。
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，它在三维放疗技术的基础上加入了时间因数的概念，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，如呼吸和蠕动运动、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的监控，并能根据器官位置的变化调整治疗条件使照射野紧紧“追随”靶区，使之能做到真正意义上的精确治疗。
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。
Mackie等于1993年发表了螺旋断层治疗（HT）设计思路的同时，就从理论上提出了利用其CT影像及剂量重建来修正对患者后续分次治疗的设想，这是第1次提及剂量重建和基于治疗时CT图像所获取信息的自适应放疗思想。
特别是近年来随着三维适形放疗和调强放疗的开展，越来越多的研究者关注于肿瘤靶区定义的精确性和对正常组织器官位置、大小和形状的改变都会影响到放疗的精准性。
自适应放疗技术在临床中的应用体会
种扫描结果均传至 Ｔ Ｐ Ｓ 计划系统 由同一个医生勾 画
靶 区 。根据 这 五 种不 同靶 区 ， 物 理师 分 别 做 出标 记 为 Ａ、 Ｂ 、 Ｃ、 Ｄ、 Ｅ的五种 放疗 计 划 。患者 进行 治疗 前 ， 每次 必须经过 Ｃ Ｂ Ｃ Ｔ （ 锥体束 Ｃ Ｔ） 扫 描 验 证 及 骨 性 和人 工 配 准 方式 综 合分 析 误差 大 小及 原 因 ， 再 根 据患 者 放疗 时膀 胱 的充 盈 度 及 宫 颈 癌 靶 区 大 小 、 形 状 的变 化 ， 在
的反馈信息（ 如肿瘤 的大小 、 形态及位置变化 ， 剂量的 分带 隋况 ， 正常器官随呼吸运动的形态 、 位置变化 ， 患
者 体 重 的增 减 ， 时间因数的变化等因素 ） 分 析 分 次 治 疗 间 和分 次 治疗 内与原 计 划设 计 之 间 的差 异 ， 及 时修
正或相对应地重新优化治疗计划 ， 提高肿瘤放疗的精
甘肃医药 ２ ０ １ ７ 年３ ６卷第 ６ 期
Ｇ ａ ｎ ｓ ｕ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ， ２ ０ １ ７ ， Ｖ ｏ １ ． ３ ６ ， Ｎ ｏ ． ６
・
４ ９１・
自适应放 疗技术在 临床 中的应用体会
郑安 梅 魏世 鸿 欧 阳水根
甘肃省肿瘤医院 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ５ ０
是 图像 引导放射治疗 （ ｉ ｍａ ｇ ｅ － ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ｄ ｒ ａ ｄ ｉ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｐ ｙ ， Ｉ Ｇ Ｒ Ｔ ） 的基 础 上延 伸 出 的一种 新 型 放疗 技术 。 最早 是 由美 国 Ｙ ａ ｎ Ｅ 等于 １ ９ ９ ７年 首 次 提 出 ， 其将整个放疗过 程 ， 即 从诊断定位 、 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 环 系统 ， 通过 Ｉ Ｇ Ｒ Ｔ来 监 测 患 者解 剖 、 生 理 及 各 系 统 的变 化 ， 继 而 根 据 变 化
陈立新——精确放射治疗的剂量验证与剂量监测
3%,3mm
85.0% 87.3% 96.1% 86.6% 84.7% 88.5% 79.8% 92.0% 93.3% 88.0% 89.3% 84.3% 85.3%
5%,3mm
91.5% 93.6% 98.8% 93.5% 98.0% 93.6% 91.6% 97.5% 98.2% 92.2% 93.4% 91.2% 95.1%
精确放射治疗的剂量验证与剂量监测技术
陈立新 中山大学肿瘤防治中心 放疗科
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
精确放射治疗下的剂量验证与剂量监测技术
一、治疗前剂量验证 二、治疗中剂量监测 三、实践与经验
2
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
20
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
1、在线（在体）剂量监测方式
体表或者腔内的探测器监测 加速器机头出射线的监测 患者出射线的剂量监测 基于加速器日志文件的监测
21
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
通过率
从跳数验算发展到三维剂量的验算
6
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
3）加速器的质量保证
输出量（晨检） MLC（叶片位置，运动速度等等） 辐射野（平坦度，对称性，射野大小等）
7
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
3）加速器的质量保证
自适应放射治疗技术
局限性前列腺癌、局部进展期前列腺癌等。
治疗方法
采用调强放射治疗（IMRT）技术，根据患者肿瘤 变化情况调整治疗计划，实现自适应治疗。
治疗效果
可有效降低肿瘤复发率，提高患者生存率，减少 并发症。
案例三：头颈癌治疗的自适应放射治疗
1 2
适应症
头颈部恶性肿瘤、鼻咽癌等。
治疗方法
采用三维适形放射治疗（3DCRT）技术，根据患 者肿瘤变化情况调整治疗计划，实现自适应治疗。
前景展望
技术创新
随着影像技术、计算机技术和人工智能等技术的不断发展，自适应 放射治疗技术将不断得到优化和完善。
个性化治疗
随着对肿瘤和正常组织生理学特征认识的深入，自适应放射治疗将 更加个性化，提高治疗效果和安全性。
临床应用推广
随着技术的成熟和经验的积累，自适应放射治疗技术将逐渐在临床 得到广泛应用，为更多患者提供有效的治疗手段。
随着医学影像技术和计算机技术的不 断发展，自适应放射治疗技术逐渐成 熟，并开始广泛应用于临床实践。
02 自适应放射治疗技术的优 势
提高肿瘤控制率
通过对肿瘤形状和位置的变化进行实 时跟踪和调整，自适应放射治疗能够 更精确地聚焦高剂量射线于肿瘤，从 而提高肿瘤控制率。
通过在疗程中不断优化放射线剂量和 分布，自适应放射治疗能够更好地对 抗肿瘤细胞的耐药性，从而提高肿瘤 控制效果。
特点
自适应放射治疗技术具有高度的精确 性和灵活性，能够根据肿瘤的变化实 时调整治疗方案，提高治疗效果和患 者的生存率。
工作原理
图像引导
通过医学影像技术，如CT、MRI 等，获取肿瘤和周围组织的实时 图像，以便精确确定肿瘤的位置 和形状。
剂量计算
根据肿瘤的形状和位置，以及患 者的身体状况，计算出最佳的放 射剂量和照射角度。
自适应放射治疗技术
CT
图 像 引 导
CT
图 像 引 导
CT
图 像 引 导
CT
图 像 引 导
结状变化
扭转
刚性平移
肿瘤及周围器官移位 外轮廓变化明显
自适应放射治疗(ART)
采集CT图像
TPS计算机
拷贝靶区、 危及器官
用新计划 实施治疗
拷贝治疗 计划，重 新优化
对靶区、危 及器官修改
自适应放疗 (ART) 的概念是由美国 Yan 等于 1997 年首次 提出。他把整个放疗过程，即从诊断定位、计划设计、治疗实 施到验证作为一个可自我响应、自我修正的动态闭环系统。 自适应放疗 (ART) 通过图像引导技术（IGRT ）来评判患者解剖 和生理变化，或治疗过程中的反馈信息如肿瘤的大小、形态及 位置变化，分析分次治疗与初始计划设计之间的差异，从而指 导后续分次治疗计划的重新设计。 自适应放疗 (ART) 是在图像引导放疗技术（ IGRT ）基础上 发展延伸出的一种新型放疗技术。它旨在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 限度地保护周围正常组织。从而在提高肿瘤局控率的同时降低 放射性并发症的发生概率。
开展自适应放射治疗的最终目的是在临床治疗中对 于靶区予以尽量小且适合于个体化病人的外放范围，从 而提高治疗实施的准确度与精确度。一方面减小解剖结 构变化所带来的影响以维持实际治疗与预先制定的治疗 计划保持一致，是治疗过程中的质量保证；另一方面利 用靶区及其周围正常组织的变化信息适时适度的修正改 进治疗计划，以达到治疗过程中实施自我观测与自我优 化的个体化治疗方案。
ART
硬件
软件
生产商：德国Siemens
Oncor5717医用电子直线加速器（82叶准直器，两档高能X 射线，六档高能电子束，带EPID图像采集系统。） T5*5治疗床（能实现前后、上下、左右三维运动，绕等中 心点180度旋转，可180度自转。） 滑轨CT机（64排大孔径。）
迟子峰-河北医科大学第四医院科研处
科学技术进步奖公示内容一、项目名称：精准放疗物理学多中心联合系统研究二、提名单位：河北省卫生和计划生育委员会三、项目简介：近年来，放射治疗技术、剂量验证设备及质量控制（QC）和质量保证（QA）手段快速发展,但新技术对治疗链中涉及的QC 和QA以及剂量验证设备等一系列相关问题提出了更高要求。
由于单一放疗中心,放疗技术、验证设备及人力、财力资源相对有限，因而其研究成果相对单一缺乏应用广泛性。
本研究旨在通过多中心联合研究，在保证放疗设备、放疗计划、计划验证和验证设备整体质控精度的基础上结合大宗病例数据，完整和系统的研究分析了放疗新技术包括Tomotherapy、VMAT、IMAT、IMRT、CyberKnife等在治疗各部位肿瘤间的优缺点及临床应用情况，通过评估和总结，为临床治疗采用合理新型技术提供依据和指导，为精准治疗指导下的个体化治疗提供临床数据，在精确放放射治疗基础上进一步提高肿瘤的局部控制率。
研究内容主要包括放疗设备的测量验收及整体质控、多种放疗技术在治疗全身不同部位肿瘤时的优缺点分析、通过多种质控技术方法验证各治疗技术投照实施时的精度、各种剂量验证技术在质量控制方面的特性对比分析、以及自适应放疗共五大部分研究，实际达到的性能指标如下：首次全面总结了放疗设备QA临床使用规范，为同行提供放疗设备质控建议。
首次在国内外通过多中心联合，结合大宗病例数据，完整和系统的研究分析了新技术在治疗不同部位肿瘤间的优缺点及临床应用情况，进行了评估和总结，为临床治疗采用合理新型技术实施精准放疗提供依据和指导。
首次在国内外对电离室点剂量验证，胶片EDR2、矩阵Matrixx、矩阵MapCheck二维剂量验证和Delta4、Arccheck三维剂量验证等主流剂量验证技术在质量控制方面的特性进行了相互对比分析，针对放射治疗新技术进行全方位的质量验证与实时质控研究，确定了各新型技术在实施临床患者治疗时的可靠性和治疗精度。
放射治疗词汇对照表
energy absorption，能量吸收 energy transfer，能量转移 linear，线性 mass，质量 attenuator，衰减介质 auger，俄歇 auger effect，俄歇效应 auger electron，俄歇电子 autoradiography，自动放射影像 auxiliary system of linac，直线加速器的辅助系统 average life，平均寿命 Avogadro’s number，阿伏伽德罗常数 backscatter factor，反散因子或反散射因子 backscattering，反向散射 badge，剂量章 film，胶片 OSL，光释光 TLD，热释光 barrier，屏蔽 leakage barrier，漏射屏蔽 primary barrier，主防护屏蔽 scatter barrier，散射防护屏蔽 secondary barrier，次防护屏蔽 barrier thickness determination，屏蔽厚度的确定 barrier transmission factor，屏蔽穿透因子 Basic Safety Standards，基本安全标准 BAT system，NOMOS 公司生产的一种 B 型超声引导的图像采集和定位系统 Bateman，人名 Batho power law，Batho 指数法 beam，射束、束流 flatness，平坦度 geometry，几何参数 beam modifiers，射束修饰器 output，输出量 beam profile，射束线(剂量)分布 quality index，辐射质指数 beam transport system，束流输运系统 beam quality specification，射线质指标 for elec伏级射线的 for megavoltage beam，兆伏级射线的 beam stopper，挡线器 beam symmetry，射线束对称性
放射治疗
放射治疗与辐射损伤放射治疗(放疗)是恶性肿瘤的主要治疗手段之一。
但放射线是一把双刃剑．它既能杀灭肿瘤细胞．同时又不可避免地造或正常组织的损伤。
因此在肿瘤的放疗中。
认识和掌握放射线对正常组织的损伤作用是非常重要的：从理论上讲，只要给予足够的剂量，放疗是能够完全控制肿瘤的：但在临床实际中，肿瘤周围的正常组织对放射线的耐受能力限制了照射剂量。
也就是说，我们在肿瘤放疗中给予的照射剂量往往是肿瘤周围的正常组织所能够耐受的最大剂量。
而不是完全杀灭肿瘤所需的剂量，即在控制肿瘤(治疗益处)和正常组织损伤(危害)之间寻找平衡点。
忽视了任何一方，不但可能达不到放疗所应达到的治疗效果，反而可能因治疗的不良反应给患者带来损害。
为了在尽量提高放疗疗效的同时，使肿瘤周围的正常组织少受损伤，当前临床上普遍采取以下手段：1．利用先进的放疗设备和新的治疗手段实施精确放疗，包括精确定位、精确计划、精确投照主要方法有三维适形放疗(3D—CRT)，调强放疗（LMRT），影像引导放疗(IGRT)。
螺旋断层放疗。
立体定向放射外科(X刀、γ刀)等。
2．使用放射增敏剂，提高肿瘤细胞对放射线的敏感性，提高疗效。
3．使用放射保护剂：降低正常组织对射线的敏感性，提高正常组织对放射剂量的耐受性，如部分外用护肤品。
使用治疗辐射损饬的药物(如目前国家唯一正式批准可用于辐射损伤的安多霖胶囊)，促进正常组织的修复，提高放疗疗效，减轻近期放射损伤的程度．降低晚期放射损伤的发生率。
4．改变常规放疗分割方式：如采用超分割放疗以降低晚期放疗反应的发生率总之，在放疗期间，采用先进的仪器设备并配合服用可以用于辐射损伤的药物，对增加疗效，降低不良反应，保证放疗的正常进行，减少肿瘤的复发和转移，都有着很重要的，作用和意义。
放疗与手术或化疗间想和配合治疗恶性肿瘤常规治疗手段有手术、放料及化疗。
与其他治疗手段一样，肿瘤放疗有其优点也有其局限性，由于恶性肿瘤的生物学特性及目前尚缺乏有效的特异性手段来早期发现肿瘤。
肿瘤精确放射治疗技术的发展与挑战
肿瘤精确放射治疗技术的发展与挑战摘要：放射治疗是目前临床中肿瘤的主要治疗方式，其利用各种放射性同位素形成的放射线或者X射线进行患者局部肿瘤的治疗，进而可以降低肿瘤细胞的活性，同时让肿瘤细胞可以快速的凋零，进而达到肿瘤的治疗效果。
但是很多患者的病灶组织比较大，放射治疗所需要的放射量、治疗时间都比较长，所以还要引入更加先进的精准定位放射治疗方式，促进治疗效果的提升，帮助患者恢复健康。
肿瘤放射治疗技术最初是在二十世纪初研发和应用的，最早是应用高剂量X射线辐射的方式给患者进行治疗，肿瘤放射治疗应用的放射性元素与放射线有了很快的发展。
随着医疗技术的不断发展，放疗方式已经加强研究和应用，提升治疗水平，促进医疗事业的发展[1]。
基于此，本文重点分析目前肿瘤精确放射治疗技术的发展与挑战，希望为医学领域的全面发展产生积极的意义。
关键词：肿瘤；放射治疗；精准放疗；发展1.肿瘤精准放射治疗技术的发展概述肿瘤精准放射治疗以传统的放射治疗方式作为基础，融合计算机信息技术、影像学技术等，构建完善的放射治疗技术体系，实现快速定位肿瘤部位，达到精准治疗的效果，同时在放射剂量有效控制的基础之下，合理的增加病灶部位的辐射量，能够有效的降低对于周边组织造成的负面影响，通过使用均匀分布的病灶靶区辐射剂量展开治疗。
在当前肿瘤精准放射治疗不断发展之下，精确放疗广泛的应用，多种先进技术不断研发和应用。
在技术不断发展变革之下，精准放疗技术日益完善，且精确性、安全性不断提高，对于患者的治疗产生积极的意义[2]。
具体来说，肿瘤精准放射治疗技术具备如下优势：其一，放射治疗环节，针对于患者病灶部位进行准确性的治疗，辐射剂量均匀分布，治疗效果得到提升；其二，病灶内发射剂量比较大，总体来说超过以往的放射治疗剂量；其三，放射部位的定位精度较高；其四，保护周边健康组织，不会给其他健康组织造成过大的冲击和影响。
由此可见，肿瘤精准放射治疗对于肿瘤患者的治疗有着极为重要的价值和意义，为患者身体健康恢复提供帮助。
医学物理-肿瘤放射治疗
在线校准—超声引导摆位系统 (BAT)
自适应放疗
自适应放 疗是根据 治疗过程 中的反馈 信息，对 治疗方案 作相应调 整的治疗 技术或模 式。
治疗中的呼吸运动管理—ABC
Active Breathing Coordinator (ABC) 患者主动参与 并进行深吸深呼- 再次深 吸- 屏气这一 过程的呼吸训 练，在屏气时 靶区暂时停止 运动，给予放
治疗前 治疗后
放疗技术—镭
镭管、镭针、镭模等，用于治疗皮肤癌和比 较表浅的恶性肿瘤。
放疗技术—X线治疗机
20世纪30、40年代：KV级X线治疗机的出现成 就了外照射技术（远距离治疗）的发展。
放疗技术—钴治疗机
。 20世纪50年代，钴-60远距离治疗机的出现标志着兆伏级放疗时代的开始
放疗技术—加速器
PPRRIIMMUUSS oorr PPRRIIMMAARRTT
ZZXXTT TTaabbllee
Gantry Moves During Slice Acquisition
Stationary Carbon Fiber Tabletop Rails
SSOOMMAATTOOMM CCTT SSlliiddiinngg GGaannttrryy
实时跟踪技术
• 实时跟踪技术（Real-time Tumor Tracking） 随着成像技术，多叶光栅以及机械控制技术的 发展，实时跟踪肿瘤运动使射线束实时跟随目 标肿瘤,成为肿瘤运动补偿问题的发展方向。
• 最常用的直接跟踪方法是通过X 射线透视成像 对运动肿瘤实时成像。通常为了增加肿瘤与周 围软组织的图像对比度， 常在患者体内植入 金属标记物。
医学物理
——肿瘤放射治疗
医学物理简介
前列腺癌放射治疗包含部分根治性前列腺切除术(完整版)
前列腺癌放射治疗包含部分根治性前列腺切除术（完整版）前后重建对控尿功能的影响根治性前列腺切除术后，保持尿道外括约肌的完整性对于控尿功能至关重要。
然而，周围支持结构重建对恢复控尿功能的影响尚不清楚。
虽然已经进行了几项小型随机对照试验（RCTs），但不同研究对尿失禁定义和手术方法（如开放手术与机器人手术，腹腔内与腹膜外手术）存在差异，阻碍了进行综合分析。
此外，用于执行达成前悬吊或重建，以及后重建的技术也各不相同。
例如，前悬吊可以通过耻骨骨膜进行，或者通过结扎的背静脉复合体和耻骨前列腺韧带（PPL）的组合来进行。
后重建可以从横纹括约肌进行，要么连接到膀胱后的Denonvilliers筋膜，要么连接到膀胱后壁本身。
两项评估机器人辅助腹腔镜根治性前列腺切除术（RALRP）中后重建的试验发现，重建对于恢复控尿功能没有显著改善。
当结合前后重建时，其中前重建将耻骨前列腺韧带（PPL）缝合到膀胱颈前部，另一项RCT发现，与没有重建的标准吻合术相比，没有明显改善。
恢复到一天只需使用一个尿垫的时间更早。
包括前悬吊在内的四项RCTs也显示了相互矛盾的结果。
在腹膜外RALRP 中，仅通过耻骨骨膜进行前悬吊并未显示出优势。
然而，当与根治性前列腺切除术（RRP）中的后重建结合时，一项RCT显示在1个月（7.1% vs 26.5%，p=0.047）和3个月（15.4% vs 45.2%，p=0.016）时控尿功能有显著改善，但在6个月时没有显著差异（57.9% vs 65.4%，p=0.609）。
高级膀胱尿道支持重建（ARVUS）技术，并严格定义“无尿垫”的控尿功能，与标准的Rocco后重建相比，在2周（43.8% vs 11.8%）、4周（62.5% vs 14.7%）、8周（68.8% vs 20.6%）、6个月（75% vs 44.1%）和12个月（86.7% vs 61.3%）时，控尿功能有统计学上的显著改善。
在RRP中，仅通过背静脉复合体和耻骨前列腺韧带结合进行前悬吊，不进行后重建，结果显示在1个月（20% vs 53%，p=0.029）、3个月（47% vs 73%，p=0.034）和6个月（83% vs 100%，p=0.02）时控尿功能有所改善，但在12个月时没有显著差异（97% vs 100%，p=0.313）。
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2、治疗分次间的考虑
分次治疗期间足够的外扩边界在一定 程度上可对肿瘤剂量覆盖与危及器官 保护之间提供一种较好的权衡。 然而，肿瘤和危及器官不可能总具有 同样形状、接受同样剂量或处于相同 位置，所以沉积剂量将会很明显地随 时间而改变，并将与通常假定独立于 时间的计划相比较。
三、自适应放疗的过程
放疗每分次前、期间或之后在许多成像形式和 照射技术间所选择的可能性已经开启了放疗计 划管理中许多可能的新事物。 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。
时间变量的考虑
随着图像引导及其处理过程的有效性，放疗 中除实际沉积剂量外还取得了患者体位的时 间变化参数，治疗计划优化已本质上获得一 种新维数，或者分次间（内）可将时间合并 作为可变量之一，从而用于确定如何和什么 时候实施对治疗的调整。
1、治疗分次内的考虑
治疗分次内的变化是指在各分 次治疗过程中靶区位置或形状 随时间的变化。
IGRT与ART的异同
IGRT与ART的异同
• 图1分别表示出IGRT和ART的流程图，从中 可发现虽然它们各自的时间顺序有所改变， 但在获取患者诊断影像、计划设计以及治 疗的基本功能方面是没有区别的； • ART所表现出的复杂性主要在于根据患者 影像变化而改变治疗计划的反复循环工作 流程上，其中的影像验证和计划变换是实 时、在线的就是在线式ART，非实时性的 则是离线式ART。
传统上讲，通过采用代表患者的三维轮廓（典型 CT图像）实现了治疗计划的设计，并假定治疗期 间这种轮廓将得以保持。该方法考虑到了组织器官 和（或）摆位可能的改变，导致靶区和（或）敏感 器官的外扩边界增加。即使在一些病例治疗中此方 法可能足够，但在靶区覆盖和正常组织避让之间也 许不能达到最后的权衡，从而患者总剂量可能导致 增加。
ART概念的提出
很多研究者希望能在不漏射靶体积条件下最 大限度减少外扩边界。 为解决这一难题，1997年YAN等正式提出了 ART概念。经过10多年研究以及放疗中影像 设备的快速发展，ART技术已逐步成熟并正 相继开展中。
ART的定义
通过归纳总结可定义ART为一个闭循 环的放疗过程，能通过图像来检测系 统的变化，继而根据变化的反馈信息 相对应地重新优化治疗计划。
基于患者四维影像的计划设计是ART中关键性的 组成部分之一。本质上，治疗计划设计优化应当 是一种四维处理过程。当治疗期间摆位和（或） 组织器官结构发生变化时，应考虑时间（一维） 相位。这些变化也许发生在分次放疗内（分次内 组织器官或摆位变化），或分次放疗间（分次间 组织器官或摆位变化）。
传统计划设计的局限性
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。
临床中从四维图像系列可获得 呼吸运动时相，在计划中形成 出四维治疗模式，并同时考虑 患者位置和组织器官的改变。
1、治疗分次内的考虑
该问题的最后表现就是运用患者处于呼吸状态中的 信息形成治疗计划，然后将最优化四维计划予以治 疗实施，其应当考虑患者位置和组织器官的反复改 变状态。 对不同时相而言，当组织器官变化导致其照射剂量 增加时可通过肿瘤控制和组织并发症发生概率间取 得一种较好的折衷，即以这样方式形成治疗计划。
在IN-ROOM CT上的应用
CTVISION系统中所获得的诊断级定位图像可实现类似 往常一样的靶区及敏感器官勾画。同时，这些图像也 可用于与治疗时所获取的日常验证图像相关联，从而 予以执行在线或离线式处理。
图2列出了自适应放疗中在CTVISION系统上使获取图 像的流程图
自适应处理流程
二、自适应优化的考虑
1、治疗分次内的考虑
另外一种重要考虑就是也应通过采用可变形的剂量 配准覆盖组织的改变。 因此，在四维计划设计和治疗实施讨论特定执行前 应描述出需取得该目标的一些可变形配准能力。
1、治疗分次内的考虑
图3描述了不同时相图像变形配准的处理过程， 图像中将每一相位映射到参考相位（图中为第1 相位）图中。该病例中采用了LU等开发的变形 配准技术，这种技术非常有效且在肺癌病例中 提供了较好结果。 对于螺旋断层放疗技术，ZHANG等作为呼吸同步 照射已描述了四维计划的最简单实施和束流照 射。LU等也相继提出了实时运动自适应照射和 自适应算法的技术解决方案。
自适应放疗：新鲜？陈旧？
• Mackie等于1993年发表了螺旋断层治疗（HT）设 计思路的同时，就从理论上提出了利用其 CT影像 及剂量重建来修正对患者后续分次治疗的设想， 这是第 1 次提及剂量重建和基于治疗时 CT 图像所 获取信息的自适应放疗思想。 • 特别是近年来随着三维适形放疗和调强放疗的开 展，越来越多的研究者关注于肿瘤靶区定义的精 确性和对正常组织器官位置、大小和形状的改变 都会影响到放疗的精准性。
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RT概述 二、自适应优化的考虑 三、自适应放疗的过程 四、自适应放疗的临床应用 五、结语
一、ART概述
自适应放疗（ART）概述
图像引导放疗进展
--自适应放射治疗
何为自适应放疗？
自适应放疗（adaptive radiation therapy, ART）是 图像引导放疗（image-guided radiation therapy, IGRT）发展延伸出得一种新型放疗技术。其实 施是通过照射方式的改变来实现对患者组织解 剖或肿瘤变化的调整，即通过引导图像（如CT、 EPID等）评判患者解剖和生理变化，或治疗过 程中所反馈信息如肿瘤大小、形态及位置变化， 分析分次治疗与原计划设计之间的差异，从而 指导后续分次治疗计划的重新设计。