医学图像在放疗中的应用

医学图像在放疗中的应用第1页，共33页，2023年，2月20日，星期四2023/4/4第2页，共33页，2023年，2月20日，星期四中国恶性肿瘤发病率第3页，共33页，2023年，2月20日，星期四肿瘤治疗的三大手段第4页，共33页，2023年，2月20日，星期四三大治疗手段的作用地位第5页，共33页，2023年，2月20日，星期四1895年，伦琴发现X线放射肿瘤学第6页，共33页，2023年，2月20日，星期四现代放疗发展有赖于影像学发展X光透视仪-定位内在骨性标志可见及可触摸的解剖标志CT断层影像、MRI-靶区精确放疗功能/分子影像介导的放疗1维时代2维时代3维时代4维时代第7页，共33页，2023年，2月20日，星期四放疗技术进步8第8页，共33页，2023年，2月20日，星期四影像学发展带动了放疗的进步第9页，共33页，2023年，2月20日，星期四CO6019551972Clinac41988EPIDMLC1995SerialTomoTherapy(1stcommercialIMRT)2001IMRT2003CTGuidedIG-IMRT(TomoTherapy)2008RapidArcIMAT外照机发展史—C形臂单头设计19923DTreatment19961968(commercializedversions)

1983MRI1992HelicalCT1995HelicalMultisliceCT2002PET/CTusecommonInRT外照机发展史—环形机架单头设计2005CBCTCommercialAvailabilityHelicalTomoTherapy2003C-ArmsinventedfordiagnosticX-RaysEarly1900s2005AdaptivePlanningDGRTDoseVerification2007StatRTThroughputandReliabilityEnhancements20082003CT外照射放疗的发展方向C形臂单头设计沿用常规诊断型X-线机的锥束成像原理环形机架单头设计启发于CT的扇形束成像的逆原理环形机架多头设计启发于X(γ)-刀和CT的锥形束成像的逆原理1968199420012004

Elektaγ-knifeOUR-γ-knifeTri-beams2007Five-beams外照机发展史—环形机架多头设计Non-coplanar-beamsIMRT,IGRT,DGRT第10页，共33页，2023年，2月20日，星期四￡医学影像学的组成和主要内容

￡医学影像在放射治疗中的应用

￡当前医学影像在放疗中的研究热点

第11页，共33页，2023年，2月20日，星期四医学影像学的组成第12页，共33页，2023年，2月20日，星期四医学影像的主要内容第13页，共33页，2023年，2月20日，星期四医学影像按其信息载体可分为以下几种主要类型

X线成像：测量穿过人体组织、器官后的X线强度

第14页，共33页，2023年，2月20日，星期四

truebeam机载CBCT成像系统第15页，共33页，2023年，2月20日，星期四磁共振成像：测量人体组织中同类元素原子核的磁共振信号第16页，共33页，2023年，2月20日，星期四核素成像：测量放射性药物在体内放射出的γ射线第17页，共33页，2023年，2月20日，星期四超声成像：测量人体组织、器官对超声的反射波或透射波第18页，共33页，2023年，2月20日，星期四医学影像在放射治疗中的应用

￡传统放射治疗对医学影像的使用非常广泛，是诊断

肿瘤范围的主要手段，其方法学主要基于透视影像；

￡现代放射治疗对医学影像的使用更加广泛，方法上

更多的依赖断层影像，“CT/fMR”功能影像手段和

生理运动影像使放射治疗更上了一个台阶；

￡医学影像在肿瘤放射治疗中无可替代的重要。

第19页，共33页，2023年，2月20日，星期四基于超声波的影像，用于盆腔脏器位置跟踪，用于前列腺定位的近距离治疗插置中应用

第20页，共33页，2023年，2月20日，星期四基于X射线投影

￡透视影像:诊断、定位、几何位置控制检测，数字减影技术应用于血管内近距离治疗，动态透视用于校正等；

￡断层影像：诊断，定位、精确放疗几何解剖密度数据获取，核心应用；

￡新技术:动态断层影像4D一CT,IGRT

第21页，共33页，2023年，2月20日，星期四

利用CT图像进行的放射治疗计划设计第22页，共33页，2023年，2月20日，星期四利用4DCT图像指导靶区勾画，以及个体化治疗第23页，共33页，2023年，2月20日，星期四基于NMR的影像

￡诊断优势，头颈部、软组织、神经系统等;

高对比度，软组织成像明显高于CT分子生

物学和组织诊断学的提高无骨伪影，无创

伤检查；

￡临床主要用于CT-MR融合；

￡新技术:功能性MR供更多肿瘤信息

第24页，共33页，2023年，2月20日，星期四利用CT/MR融合技术，指导靶区勾画图片4d磁共振动态图片第25页，共33页，2023年，2月20日，星期四利用4D-MRI指导放射治疗靶区勾画第26页，共33页，2023年，2月20日，星期四将MRI和Linac结合起来称之为MRIGRT,MRI对软组织结构的成像分辨率比XCT高的多，使得放疗中对组织结构的识别更直观和简便。第27页，共33页，2023年，2月20日，星期四基于药物包含的放射性同位素核探测的影像技术

￡探测对象是核素直接发射的伽马射线，

也可以是核素发射的正电子湮没时发射的两

个方向相反、能量均为0.512MeV的伽马光子；

￡核医学诊断，提前发现或排除转移；

￡PET-CT/MR技术提供更多肿瘤内部功能信息第28页，共33页，2023年，2月20日，星期四利用PET-CT/MRI图像配准，指导肿瘤靶区勾画第29页，共33页，2023年，2月20日，星期四利用图像配准技术进行图像引导调强放疗

￡减小摆位误差；

￡治疗摆位是重复模拟定位时的体位，达到计划

设计中靶区及周围组织的位置关系，以保证靶

区准确照射第30页，共33页，2023年，2月20日，星期四减少治疗分次间的器官位移和形变，进行自适应放疗

￡治疗进行中，肿瘤体积、形状发生变化，靶

区与周围正常组织相对位置改变；

￡患者在治疗中体重减轻会改变体表标志及内

部器官的位置；

￡治疗中某些器官充盈程度对靶区位置影响，

如消化及泌尿系统。

第31页，共33页，2023年，2月20日，星期四利用加速器机载CBCT图像和配准技术进行放疗位置验证第32页，共3