肿瘤放疗前沿技术--IGRTVGRTSGRTDGRT四维放疗简介

Image Guided Radio Therapy(IGRT)，是指为了解决病人器官移位对放疗剂量和靶区的影响而采用的技术，它主要是利用各种影像工具所获的病人放疗任一时刻靶区所在影像位置和变化来调整放疗源与准直器和射野，以使肿瘤完全在TPS所设计的范围内。随其发展而来的是VGRT（容积影像引导的肿瘤放疗），SGRT（结构影像引导的放疗），DGRT（剂量引导的放疗），虽然定义和技术上与IGRT略有不同，但总体来说都是一个意义。以上各项均可称之为四维放疗。它包括肿瘤的上下，左右，前后，运动四维角度。

一、四维放疗技术的由来：肿瘤由于呼吸等器官运动的影响，在放疗过程中各个方向均是运动的，无论Tumor是在头颈部还是在胸部还是腹部，只不过在胸部的运动幅度更大，据报道在胸部的肿瘤平均移动范围可达2-3cm，且各个方向的幅度也不同，在这种情况下我们在确定PTV时必须在CTV各方向外扩2-3cm，这在肺癌等胸部肿瘤来说是不可能扩这么大范围的，而在进行IMRT治疗时肿瘤的剂量更不确定。

图1、肿瘤在各个方向上的运动示意图：

图2、肿瘤在各个方向上的运动影像图示：

二、四维放疗的发展历程（从被动呼吸门控到呼吸引导门控）：

Gating technique 是四维放疗技术的基础；

1、被动呼吸门控：现在主要应用的是ABC和DIBH

1－1、ABC(Active Breathing Coordinator）：这种技术在国内已用不少单位应用，主要是利用呼吸罩控制病人呼吸，在射线投照时使患者在一定时间（如10S）呼吸暂时停止的方法，从而控制肿瘤运动。在进行IMRT治疗CT扫描时也必须获得的是在ABC时的图像

图3、ABC控制示意图：

图4:CT扫描时的图像控制验证对比：从左到右依次为1、正常呼吸下的CT图像，2、放疗开始时某一呼吸深度ABC时的图像，3、30分钟后同一呼吸深度ABC时的图像，从图像中我们可以看到肿瘤位移的控制，2与3基本相同

1－2、DIBH (Deep-Inspiration Breath Hold)：与ABC有所类似，只是将患者呼吸控制在深气状态下。被动呼吸门控虽然减少了正常组织的照射，稳定靶区剂量，但大部分患者无法耐受，据报道仅有10-15%的患者可以接受这种门控，此外，在屏住呼吸时不可能完全消除器官运动。

2、呼吸引导门控(真正意义上的四维放疗）：它就是指在4DCT（四维CT）所获图像基础上采用的4DRT（四维放疗技术）；工作原理是不控制患者呼吸，仅对患者的呼吸进行监测从而控制四维cone-beam CT的扫描，即在患者不同的呼吸时相采集各自的呼吸图像（如下图5），然后将各时相的图像勾画各自的靶区（GTV、CTV、PTV等），在放疗时同样是对患者的呼吸进行监测以不同的呼吸时相采用不同的照射计划。

图5：四维放疗工作流程示意图：

图6：在不同的呼吸时相的CT扫描图像