图像引导放射治疗技术的现状与展望.ppt

图像引导放射治疗（IGRT)）技术的现状与展望 21世纪放射治疗技术的主流—影像引导放射治疗（IGRT） 图像引导反射治疗的现状 IGRT是在国外刚刚开始的新技术，它的发展是以图像引导设备的发展为基础的，目前临床应用的图像引导设备状况代表了IGRT的现状. 所谓影像引导放疗，就是通过放疗前以加速器自带的CT进行扫描，采集并重建三维图像，与治疗计划图像配准后再实施治疗。这样可以克服因治疗摆位和肿瘤位置移动所造成的误差，确保在精确照射肿瘤的同时，将其周围正常组织的损伤降到最低限度，全方位提高效果。 图像引导反射治疗的现状 1.电子射野影像系统 电子射野影像系统(electronic portal imaging device，EPID)是当射线束照射靶区时，采用电子技术在射线出射方向获取图像的工具。基于非晶硅平板探测器的EPID可用较少的剂量获得较好的成像,具有体积小、分辨率高,灵敏度高、能响范围宽等优点,并且是一种快速的二维剂量测量系统 ，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。EPID应用能量为兆伏 图像引导反射治疗的现状 （megavoltage，MV）的X线，摄野片骨和空气对比度都较低，而且骨的对比度比空气的低，软组织显像不清晰，一些靶区校正需结合内植标志才能进行[4]，这也激发了直线加速器上能量为千伏（kilovoltage,kV） 的X线成像设备的发展。 图像引导反射治疗的现状 2. kV级X线摄片和透视 诊断X线的能量范围是30～150KV，1cm厚的骨和空气对比度都很高，并且骨的对比度比空气的高。因此，有许多kV级 X线摄片和透视设备与治疗设备结合在一起的尝试。有的把kV级X线球管安装治疗室壁上，有的安装在直线加速器的机架臂上。 图像引导反射治疗的现状 在治疗室内安装四套X线成像系统，无论直线加速器的机架臂如何旋转，都可以进行持续的立体监测。用金豆植入体内作为基准标志，应用治疗室内的X线透视系统实时跟踪标志，是监测治疗时肿瘤和正常组织运动的有效方式。安装在直线加速器机架臂上的单球管X线成像系统只有在机架臂旋转的过程中才能获得这些结构的三维信息。这些设计都是用于定位骨性结构或基准标志。kV级X线摄片较清晰，足以辨认这些结构,但是难以检测放疗过程中软组织的相对形态变化。 图像引导反射治疗的现状 赛博刀(Cyber-knife)系统就是使用治疗室内两个交角安装的kV级X线成像系统等中心投照到患者治疗部位，根据探测到的金属标志的位置变化，或者根据拍摄的低剂量骨骼图像与先前储存在计算机内的图像比对，以便决定肿瘤的正确位置，并将数据输送至控制加速器的计算机，具有6个自由度运动功能的机械臂随时调整6MV-X照射束的方向，从非共面的不同角度照射肿瘤，机械臂非常灵活是该系统的突出优点 。 图像引导反射治疗的现状 3.kV CT 诊断用kV级CT经过了多年的发展，扫描速度快，成像清晰，具有较高的空间分辨率和密度分辨率,软组织显像清晰。因此，在治疗室安装kV级CT引导放疗也是一种很好的选择。模拟机、kV级CT和直线加速器都安装在治疗室内，共用一张床，患者通过床沿轨道移动在这三者间转换，进行在线校正，几何精度可达1mm。但该系统不是在治疗位置成像，无法对治疗时的肿瘤运动进行实时监测管理。而传统KV级CT的环形探测器排列和相对小的孔径决定了其不可能直接安装在加速器上，系统占用空间很大。 图像引导反射治疗的现状 4.锥形束CT 近年发展起来的基于大面积非晶硅数字化X射线探测板的锥形束CT（cone beam CT,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。机架旋转一周就能获取和重建一个体积范围内的CT图像。这个体积内的CT影像重建后的三维病人模型可以与治疗计划的病人模型匹配比较并得到治疗床需要调节的参数。根据采用的放射线能量的不同分为两种：采用KV级X射线的kV-CBCT和采用MV级X射线的MV-CBCT。 图像引导反射治疗的现状 （1）kV-CBCT 平板探测器的读数装置和探测器结合在一起,本身就具有提高空间分辨率的优势，因此kV-CBCT可以达到比传统的CT更高的空间分辨率, 密度分辨率也足以分辨软组织结构，可以通过肿瘤本身成像引导放疗。而且该系统的射线利用效率高,患者接受的射线剂量少,使它可以作为一种实时监测手段。因此，CBCT具有在治疗位置进行X线透视、摄片和容积成像的多重功能，对在线复位很有价值，成为目前IGRT开发和应用的热点。但其密度分辨率尤其是低对比度密度分辨率和先进的CT比还有差距；同时平板探测器CT 系统中散射的影响较大。 图像引导反射治疗的现状 （2）MV-CBCT Pouliot 用低剂量MV-CBCT获得无脉冲伪影的三维图