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关键词：精确放射治疗 图像引导 肿瘤 医学技术 普通放射治疗 中国论文 职称论文
Abstract:This article describes the shortcomings of ordinary radiation therapy.Precise radiation therapy,image guidedradiation therapy especially,is the trend of radiation therapy technology.With the development of precise radiotherapy,image guided radiation therapy is also entering a new era.This paper outlines the advantages and disadvantages of fivekinds of image guided technology.[Chinese Medical Equipment Journal，2011，32（7）：83，91]
Key words:precise radiation therapy；IGRT；tumor
[摘要]介绍了普通放射治疗存在的缺点以及精确放射治疗是放射治疗的必然发展趋势，指出了图像引导技术是精确放射医学技术硕士论文治疗的有力保障，重点论述了常用的5种图像引导技术及其优缺点，医院可根据实际情况选择合适的影像系统，从而提高放射治疗的精度。
[关键词]精确放射治疗；图像引导；肿瘤
1引言
目前，医学上治疗肿瘤主要有外科手术、化疗、放射治疗等方法，现代医学是以微创伤和无创伤的精确治疗为发展方向，放射治疗也向精确放射治疗及图像引导下的放射治疗发展[1]。精确放射治疗是放射治疗的必然发展趋势，图形引导技术也在不断的发展与完善，使之更好地为精确放射治疗提供医学影像，引导放射治疗，给肿瘤组织最大的剂量和保护正常组织的免于被照射[2]。
2精确放射治疗
放射治疗过程中，肿瘤和正常组织具有时间和空间的不稳定性，尤其是肿瘤组织几何形状的不稳定性是放射治疗失败的原因之一，精确放疗技术的发展克服了这一不足[3]。
普通放射治疗的缺点[4]：（1）在患者接受分次治疗过程中，身体治疗部位的位置和形状会发生变化，从而使位于体内的靶区形状及它与周围正常组织的位置关系也发生变化。（2）不同次治疗时靶区的位移和变形。主要指靠近泌尿和消化系统的器官随泌尿和消化系统的充盈程度引起靶区移动，随着治疗时间的推进，患者消瘦可影响靶区的位移，体表皮肤松弛引起体表标志位移，治疗肿瘤本身形态和在体内的位置都会发生变化。（3）在同一次治疗中靶区的位移。主要受呼吸运动影响，其次为心脏搏动影响，胃肠道蠕动甚至血管搏动均可影响靶区运动。（4）一般CT扫描引起的误差。（5）在影像传输和计划阶段及实施之间可能出现的错误资料传输。
精确放疗技术及图像引导下的放射治疗的优点是：（1）修正病灶和标记之间的误差。（2）检测和修正肿瘤和正常组织在放射治疗过程中的变化。（3）在放射治疗时，给肿瘤充分的剂量，并保证正常组织的安全。（4）安全的边缘区域减小，剂量可以大幅增加。
伴随着精确放射治疗技术的发展，图像引导技术也日趋发展成熟，现在常用的图像引导技术主要有[4]：
2.1电子射野影像系统
它主要以X线影像技术来引导放射治疗，最初使用的是胶片技术，伴随着计算机技术的发展，又推出了CR（computerradiation）技术，它是一种离线式验证和修正系统。它可以验证射野的大小、形状、位置和患者摆位，是一种二维的验证。近年来，用射野影像系统（electronic portal imaging device，EPID）进行剂量学验证的研究也不断增多，并逐渐推向临床，但缺点是寿命较短。用MV级X线片在加速器上验证射野的大小、形状、位置和患者摆位也是一种简单实用的影像引导放射治疗（image guided radiotherapy，IGRT）。这种方法的优点是成本低、容易实现；缺点是比较笨拙、速度慢，不能称为真正的实时验证。
2.2 kV（千伏）透视系统
有许多kV级X线摄影和透视设备的图像重建系统，例如单球管和双球管系统，安装在机架与机房内的系统。kV级X线影像系统都可以局部地骨重建或较清楚地分辨骨性标志，但是在治疗时软组织相关的几何形状的改变不能探测到，是一种二维验证，且它与放射治疗不同源，因此通常还要验证X射线源的位置。安装在机架上一个球管的系统，在旋转时可以得到三维重建的图形信息，但是机架旋转过程中会发生几何变化，造成误差。机房内kV级X线影像系统，安装4个球管和影像接受系统来执行一个持续的立体监测，真正地跟踪肿瘤，并控制放射治疗的截止，这个系统现在已经在临床上使用，得到了临床的认同。
2.3锥形束(CBCT)
锥形束（cone beam CT，CBCT）是基于二维大面积非晶硅数字化X线探测板的锥形束CT，具有体积小、质量轻、开放式架构、直接得到三维图像等特点，可直接安装在加速器上。它分为kV-CBCT和MV-BCT。kV-CBCT空间分辨率高，但密度分辨率较低；MV（兆伏）-CBCT具有和治疗束同源的优点，但在图像分辨率、信噪比方面处于劣势。最近在改善MV-CBCT图像质量方面的研究在不断增多，如适应性过滤可显著降低图像噪声及探测器本身材料上改进使探测效率峰值接近治疗用射线能量等，使MV-CBCT的图像质量不断得到改善。近年来，大面积平板探测器技术的发展，机架单方向选装就可以得到一个傅里叶卷积成像和软组织清晰图像，锥形束CT系统具有组合优势，允许实时透视检测肿瘤，在线报告，能够计算出肿瘤位置与标记之间的误差。
2.4安装在机房内的常规扫描CT
在直线加速器机房内安装一台常规扫描CT，加速器和CT为同一等中心。加速器和CT共用一个治疗床，以减少不必要的治疗误差。使用CT扫描，得到肿瘤和正常组织的解剖图像，能够在线提供一个修正方案，精确地引导治疗。但是此种方法的图像引导并不是实时的，患者要在CT和加速器之间移动，也会出现一些不可避免的误差。
2.5 MV级CT
MVCT图像系统最初被开发为一个电子强度检测系统，主要用来评估一个治疗计划和辅助患者的摆位和确定肿瘤的位置[5]。MVCT有3种不同的工作方式：单排CT；锥形束MVCT；近似断层治疗的MVCT。MVCT的能量较高，得到的图像质量不太好，尤其是密度分辨率低，不能得到软组织的高分辨图像，一般都是以骨为标记来确定肿瘤的位置。因为人体的内部组织处在一个相对的运动之中，肿瘤相对骨也是相对运动的，所以MVCT图像引导会产生误差。MVCT的特性也限制了它的临床应用，例如，在肺部肿瘤的应用上。
随着科学技术的发展，未来研制出的MV级成像的探测器，能够生成可以和临床CT图像相媲美的图像质量，这样就能够满足放疗的要求：以肿瘤为参照物，实现真正意义上的精确放射治疗。放射源和成像源共用，还可以避免放射源和成像源的不同造成放射治疗的偏差，保证了放射治疗的精确性；与现有的kV级成像系统相比，减少了其kV级成像的球管、高压、成像装置，降低了机器的购置和维护成本。
3结束语
EPID、kV级X线摄片和透视、kV级CT、锥形束CT等图像引导系统都能为放射治疗提供医学影像，但是其图像的质量不同，我们可以根据实际情况选择不同的影像系统。但是它们均未加入时间变量因素，因此不能真正解决靶区实时运动问题（特别是呼吸运动问题）[6]，只能减少IMRT的部分误差，不能解决运动误差问题。现有的图像引导系统的图像分辨率和真正的临床诊断影像还有一定的差距，所以现有的大部分图像引导技术都是以骨头为参照物，而不是以肿瘤为参照物。随着放疗图像引导技术图像的发展，引导图像会以实际的肿瘤为参照物，这样会进一步提高放射治疗的精度。
[参考文献]
[1]殷蔚伯，谷铣之.肿瘤放射治疗学[M].3版．北京：中国协和医科大学出版社，2002：339.
[2]戴建荣，胡逸民.图像引导放疗的实现方式[J]．中华放射肿瘤学杂志，2006，15（2）：132-135.
[3]胡逸民.肿瘤放射物理学[M].北京：原子能出版社，1999：289.
[4]倪昕晔，孙苏平，杨建华．图像引导放射治疗的研究现状[J]．南通大学学报：医学版，2007（1）：27-69．
[5]Eike R，Tinsu P，Gearge T Y，et al.Four-dimensionalcomputed tomography:Image formation and clinical protocol[J].Med Phys，2005，32（4）：874-889.
[6]Perez C A，Purdy J A，Harms W，et al.Design of fully integratedthree-dimensional computed tomography simulator and preliminaryclinical evaluation[J].Int Jradi Oncol Biol.Phys，1994，30：887-897.
