下载文档原格式
CT-on-rail图像引导技术在肺癌放疗中的应用周梦熙;王凡;董东;陈香存【摘要】目的比较滑轨CT(CT-on-rail)和电子射野影像系统(EPID)两种图像引导放射治疗(IGRT)技术在肺癌放疗中的应用,并比较不同图像匹配方式对放疗摆位精度的影响.方法对16例肺癌患者在放疗期间每周行1次EPID和CT扫描并进行图像配准,得出X、Y、Z3个线性方向的误差值,进行统计学分析,对2种IGRT方法进行比较;滑轨CT组分别有灰度、轮廓和骨性标志模式,观察3种配准方式对摆位精度的影响.结果 CT和EPID配准的X、Y、Z三维方向差异均有统计学意义(P＜0.05).CT配准组中通过3种配准方法得出,X轴、Z轴图像匹配采用灰度模式比轮廓和骨性标志模式精度高,差异有统计学意义(P＜0.05);Y轴上灰度模式和轮廓模式精度高于骨性标志模式,差异有统计学意义(P＜0.05).结论基于CT-on-rail系统进行的图像引导放射治疗比基于EPID系统进行的图像引导放射治疗精度高;在使用滑轨CT进行肺癌图像引导放疗时,建议首选灰度模式配准.【期刊名称】《安徽医科大学学报》【年(卷),期】2016(051)010【总页数】4页(P1477-1480)【关键词】滑轨CT;电子射野影像系统;图像引导放射治疗;摆位误差【作者】周梦熙;王凡;董东;陈香存【作者单位】安徽医科大学第一附属医院肿瘤放疗科,合肥230022;安徽医科大学第一附属医院肿瘤放疗科,合肥230022;安徽医科大学第一附属医院肿瘤放疗科,合肥230022;安徽医科大学第一附属医院肿瘤放疗科,合肥230022【正文语种】中文【中图分类】R734.2图像引导放射治疗(image guided radiation therapy, IGRT)是一种新型的、通过一系列影像系统进行靶区定位和患者摆位的肿瘤放疗技术[1]。
在肿瘤放疗过程中结合CT、核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)、正电子发射计算机断层显像(positron emission tomography, PET)或超声等影像设备，借助某些特殊解剖结构与计划图像进行配准融合，其目的是减少放疗期间靶区位移误差和摆位误差，监测和校正放疗时肿瘤和正常组织运动引起的误差，实时监测肿瘤及其标志物[2]，更好地保护正常组织器官，减轻放疗副作用，提高肿瘤照射量。
图像引导放射治疗（IGRT）3个常见的认识误区无论是在传统光子放疗领域还是在粒子放疗领域，图像引导放射治疗（IGRT）的重要性日益凸显。
IGRT技术不再是一种只有最高端设备上才有的锦上添花的高级选项；相反地，它已成为中端设备甚至入门级设备的标准配置。
随着精准放疗发展理念的进一步强化，图像引导放射治疗（IGRT）成为临床治疗的法规强制要求也将预料可期。
将来的放疗，没有定位的精准和剂量的精确、没有IGRT技术支撑的精准放疗都是不可想象的。
由于涉及临床、放疗、影像、信息化/软件等多学科交叉和多领域结合，很多人对IGRT并不真正了解。
本文将对三个常见认识误区进行深度和多角度解读，以期促进IGRT概念的正确理解和传播。
由于作者经验和知识所限，文中错误或遗漏之处在所难免，欢迎批评指正，或与之联系以便进一步深入探讨。
▎误区一：IGRT就是放疗中的影像设备IGRT其实是一个系统级的解决方案，实现过程涉及众多硬件、软件算法和临床流程操作等完整链条的不同环节。
在这个链条中，影像设备起关键作用，对IGRT整体性能影响重大。
然而，虽然影像设备是占C 位的“大明星”、用其代言以更好宣传IGRT亦无不可，但不可轻视甚至忽略“背后团队“的力量。
从放疗临床流程的角度，IGRT 涉及到的环节至少包括：用于制定放疗计划的成像，治疗照射前病人摆位/定位成像，两次成像的图像配准，摆位校正，治疗照射过程中运动监控成像及校正，治疗照射后的影像评估等。
这里有IGRT系统的“眼睛“ （成像模块，或称为信息获取模块）、”大脑“（算法/软件模块和控制系统模块，或称为信息分析处理模块）和“双手”（执行模块，比如治疗床等）；“眼”-“脑”-“手”的无缝衔接和完美配合（系统高度集成、闭环和智能化）才能达到最好的IGRT整体性能。
解读一：IGRT不是“单项赛”而是“综合赛”；IGRT“团队”的“明星队员”对提升“团队”整体能力至关重要，但仅靠“明星队员”并不能站上领奖台。
图像引导放疗图像引导放疗（（IGRT IGRT））的质量保证的质量保证石成玉1，翁学军2，刘亚希1，吴川31. 1. 美国美国美国德克萨斯德克萨斯德克萨斯州州州立大学圣安东尼奥立大学圣安东尼奥分校分校分校健康科学中心健康科学中心健康科学中心肿瘤科肿瘤科肿瘤科2．中国西门子总公司中国西门子总公司3．美国加州圣克拉门托放射放疗联合中心美国加州圣克拉门托放射放疗联合中心摘要摘要随着图像引导放疗（Image-Guided Radiation Therapy, IGRT）技术的发展，如何对IGRT 系统进行质量保证则是一个比较复杂的问题。
本章对IGRT 系统的常规质量保证和测试频率进行了指导性的探讨，并给出相应的质量保证测试表格。
1．图像引导放疗质量保证的重要性 2．图像引导设备的常规质量保证－概论 2．1 系统安全性2．2 机械部件质量保证2．3图像质量质量保证2．4软件质量保证2．5 其它特性的质量保证3．图像引导设备质量保证测试频率3．1 每日质量保证3．2 每月质量保证3．3每季质量保证3．4 每年质量保证4．总结5．感谢6．参考文献7．附录图像引导放疗质量保证的重要性1．图像引导放疗质量保证的重要性放射治疗肿瘤的目标是尽可能多地把放射能量疏运到病灶，同时尽可能少地让周围正常组织和器官接受到放射能量。
为了实现这个目标，各种新的治疗技术应运而生，其中图像引导放疗（Image-Guided Radiation Therapy, IGRT）是目前精确放疗的大趋势。
图像引导放疗的概念在于利用各种医用成像工具，在实施放疗之前或者放疗进行之中，对病人的肿瘤和周边组织和器官进行解剖成像或功能成像，并且利用所获取的图像反馈到后继的治疗中（例如，在放疗中实时调节病灶和射线之间的相对位置， 或者基于图像相应调整后继治疗计划）。
正确使用图像引导放疗技术可以显著地提高治疗的精度，进而获得更好的临床放射治疗效果。
然而，基于图像导引的精确放疗的潜在风险也是不容忽视的。
放疗中的定位和图像引导技术在肿瘤治疗中的应用肿瘤是一种常见的疾病，对患者的身体和心理健康都造成了巨大的影响。
放射治疗（Radiation Therapy）是一种常用的肿瘤治疗方法，它利用高能射线杀死癌细胞和抑制其生长。
在放疗过程中，准确定位和精确控制照射区域非常重要。
为此，医学界引入了定位和图像引导技术，以提高治疗效果和减少不良反应。
定位技术是放疗过程中确保照射准确性的重要手段之一。
传统的基于皮肤标记的定位方法往往会受到患者体形的变化和皮肤鬼影的影响，从而造成定位的误差。
而现代放疗利用图像引导技术进行定位的方法则更为准确。
这些技术包括CT （Computed Tomography）定位、MRI（Magnetic Resonance Imaging）定位和PET （Positron Emission Tomography）定位等。
CT定位是一种基于体内X射线吸收特性进行图像重建的技术。
患者在放疗前会进行CT扫描，从而获得详细的组织结构信息。
医生可以根据CT图像确定目标肿瘤的位置，并进行治疗计划的制定。
CT定位不仅能提供立体图像，而且运行速度较快，因此在放疗中广泛应用。
MRI定位是通过检测组织中水分分布的方式进行图像重建。
相比于CT定位，MRI定位能够提供更清晰的软组织图像，因此对于放疗的定位更为精确。
MRI还可以检测肿瘤的血流动力学变化，以评估治疗后的疗效。
PET定位则是利用放射性核素示踪技术，在放疗前进行PET扫描。
PET扫描可以提供关于体内代谢状态的信息，从而帮助医生确定治疗的靶区。
然而，由于PET扫描的分辨率相对较低，因此常常与其他图像引导技术进行结合使用。
除了定位技术，图像引导技术在放疗中还可以用于照射区域的调整和实时监测。
传统的放射治疗中，医生常常依靠人眼直观感受选择治疗区域，容易受到人为因素的影响。
而借助图像引导技术，医生可以根据患者的实际情况进行调整，以确保照射的精准性。
在放疗过程中，患者体形和肿瘤的位置可能会发生变化，因此，实时监测照射区域的位置和形态非常重要。
宫颈癌常规放疗与图像引导的调强放疗近期并发症及疗效的对比宫颈癌是妇科常见的恶性肿瘤之一，常规的治疗方法包括手术、放疗和化疗等。
在放疗方面，常规放疗和图像引导的调强放疗是两种常见的治疗方法。
近年来，随着医学技术的进步，越来越多的临床试验和研究表明，图像引导的调强放疗在宫颈癌治疗中具有明显的优势，但是这种治疗方法也伴随着一些近期的并发症。
本文旨在对比宫颈癌常规放疗与图像引导的调强放疗的近期并发症和疗效，为临床医生和患者提供参考。
我们先来了解一下宫颈癌常规放疗和图像引导的调强放疗的基本概念和原理。
宫颈癌常规放疗是指利用外照射和内照射相结合的方式进行放疗。
外照射主要是通过X射线或γ射线来照射宫颈癌组织，而内照射则是将放射源放置在患者的阴道内，直接照射宫颈癌组织。
这种治疗方法的优点是成熟、简便、疗效确切，但是也存在一些缺点，比如难以精确定位肿瘤位置、对周围正常组织的损伤较大等。
而图像引导的调强放疗是指在放疗进行过程中实时监测肿瘤位置，并根据肿瘤位置的变化来调整放疗计划，以确保肿瘤得到最大程度的摧毁，同时尽量减少对周围正常组织的损伤。
这种治疗方法借助了先进的医学影像技术和计算机辅助技术，可以精准定位肿瘤位置，提高治疗的精准度和有效性。
由于放疗剂量较大，也容易引起一些近期的并发症。
对于宫颈癌常规放疗的近期并发症，主要包括放射性膀胱炎、放射性肠炎、放射性阴道炎等。
这些并发症主要是由于放射线照射引起的正常组织损伤所致，表现为尿频、尿急、排尿困难、便血、腹痛、阴道瘙痒等症状。
一般情况下，这些并发症在放疗结束后会逐渐缓解，但也有部分患者会出现长期的并发症，严重影响生活质量。
而对于图像引导的调强放疗来说，近期的并发症主要是由于放射剂量的增加而引起的。
在放射剂量增加的情况下，周围正常组织的损伤也会增加，从而导致放射性膀胱炎、放射性肠炎等并发症的发生率增加。
放射剂量增加还可能导致血液系统、消化系统等多个系统的功能受损，造成全身症状，比如乏力、食欲不振、恶心、呕吐等。
IGRT及OBI简介所谓IGRT，就是图像引导放疗技术（Image Guided Radiation Therapy），是一种四维的放射治疗技术，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。
上述为IGRT的广义，狭义就是在治疗机日复一日的采用图像引导。
目前，IGRT实现的硬件条件主要就是OBI，机载影像系统（on board imager）或图像引导系统。
该系统能联合X线透视监测和靶区成像，提供了放疗时三维软组织靶区影像和实时射线监测，使放疗靶区的确定建立在内靶区的基础上，而不是建立在体表标记或印记上，对放疗过程的在线或离线修正起着重要作用。
瓦里安Trilogy实现IGRT的就是靠OBI和EPID。
OBI系统硬件部分主要有产生kv级的X线球管和接收X 线的探测器，kv影像探测器PaxScan。
该球管的最小焦点为0.4mm，最大为0.8mm，最大输出功率为800kj/h。
PaxScan具有业界目前最高的帧速率（15‐30fps），适合运动幅度大的靶区，图像连续且无间断感。
OBI成像面积为40cm*30cm，3个运动自由度，还兼顾了碰撞限制，能应用于非共面治疗。
OBI的三种工作模式：1 影像模式（Radiography）：可以为kv~kv matching，Mv~kv matching，Marker matching。
在拍片模式下，可以自动分析图像并显示误差自动进行肿瘤靶区的三维坐标修正。
2 透视模式(Fluoroscopy)：可获得治疗靶区的动态影像，以便核实肿瘤的位置及运动误差。
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）。
