精准放射治疗中的“火眼金睛”——图像引导放射治疗

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随着科技的飞速发展，精准定位已逐渐融入我们的生活。通过此种技术，外卖点餐、自驾出行等都变得极为便利。当精准定位延展到医疗技术中的放射治疗领域时，我们就不得不提精准放射治疗中的“火眼金睛”—— IGRT 图像引导放射治疗。

▲ 放疗中心报到处
图像引导放射治疗（Image-guided radiation therapy, IGRT）是一种利用各种影像设备的成像技术，在患者治疗过程中可对其肿瘤及正常器官进行实时监控，进而及时调整照射范围。人体的呼吸运动、胃肠蠕动运动、各次放疗的摆位误差、肿瘤靶区缩小等诸多因素，都可引起实际放疗剂量的分布与制定放疗计划时大不相同。IGRT 可精准把控解剖组织在治疗过程中的运动和分次治疗间的位移误差，并能根据患者器官位置的变化，同步调整治疗条件，使得照射野可紧紧“追随”靶区，做到真正意义上的精确治疗。
目前多个设备厂商分别推出了各类的图像引导放疗技术，从电子射野影像系统 (EPID) 到 KV 级锥形束 CT (CBCT)；从 In-room CT 组合直加到 Exactrac X-ray；从 MV 级 CBCT 到超声引导放疗；从 MR 图像引导放疗到未来的 PET/CT 图像引导放疗等等。
面对多种图像引导手段，我们不仅要考虑其定位的精准性，还需考虑放疗剂量精准管理的平衡，以满足患者对精准放疗的需求。目前我院主要使用的放疗图像引导手段包括电子射野影像系统、KV 级锥形束 CT、呼吸门控治疗系统等。我院的光子放疗设备包括了 Varian TrueBeam 直线加速器，其集成了 EPID 和 KV-CBCT 两套影像系统，同时亦配备了用于检测呼吸运动的呼吸门控技术。

▲ 放疗科使用的 Varian TrueBeam 直线加速器
电子射野影像系统
电子射野影像系统 (Electronic portal imaging device, EPID) 是较早出现的成像验证技术，也是目前应用得最广的成像技术之一。它一般以 6 MV 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。它具有体积小、分辨率高、灵敏度高、能量响应范围宽等优点。临床上摄片操作简单且成本较低。它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。其缺点是射野片骨和空气对比度都较低，软组织显像不清晰，同时较为依赖操作人员的主观判断。
KV 级锥形束 CT
锥形束 CT (Cone-beam computed tomography, CBCT) 的成像技术是目前应用最广的放疗图像引导技术。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，可与治疗计划系统 (Treatment planning system, TPS) 的患者模型进行匹配比较，并自动计算出治疗床需要调节的参数。
CBCT 具有体积小、重量轻、开放式架构的特点，可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。它的容积成像功能有助于快速完成在线校正治疗位置，因此在临床上被高频率使用。同时它亦具有在治疗位置进行 X 线透视、摄片等功能。

▲ CBCT 图像与传统 CT 图像配准；KV 正交 X 线图像与传统的数字重建 X 线图像配准
呼吸门控技术
呼吸门控技术 (Respiratory gating for scanners, RGSC) 的实施需要在患者 CT 模拟定位时采集其图像，并分析这些图像与呼吸运动的关联性。在实施放射治疗时，该技术会根据患者病灶靶区运动的周期，在设定的允许运动范围内，自动触发治疗机的射线出束和关束，或控制治疗床的运动，以确保照射野与肿瘤靶区在空间上的一致性，实现实时动态精确放疗。
TrueBeam 系统的呼吸门控技术，可通过跟踪患者的呼吸频率去精确定位目标，在减少放疗副作用的同时，达到更好的治疗效果。该技术主要适应症为肺、肝、乳腺、腹腔肿瘤等受呼吸影响较大的器官和肿瘤。目前我院放疗科已利用此技术开展了十数例左侧乳腺的深吸气后屏气 (Deep inspiration breath-hold, DIBH) 精准放疗。未来我院放疗科收治的所有左侧乳腺癌患者，只要患者配合，都可采用 DIBH 技术来降低其心脏受照剂量，减少治疗后的各种并发症的发生率。

▲  在 DIBH 放疗中，患者的胸廓运动波形图

▲ 患者在全程多次放疗过程中，未使用 IGRT（上）与使用 IGRT（下）的治疗精度存在明显的差异
值得注意的是，为了让患者的每次放射治疗能更加精准，放疗科会在每次治疗前都进行 CBCT 或 KV 正交成像。虽然这种工作模式会给治疗师和医生带来很大的工作量，但为了实现患者利益最大化，同事们都不辞辛劳。
撰稿：广州泰和肿瘤医院放疗科 周巧敏
审稿：广州泰和肿瘤医院放疗科 袁太泽

来源：https://www.163.com/dy/article/H3SDCKIT0514AUL4.html
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