自适应放射治疗技术

自适应放射治疗技术第1页/共25页随着放射治疗技术的成熟和不断进步，放射治疗趋于更精准的方向。临床上因更好地靶区剂量适形度，可使肿瘤在得到更高剂量的同时保证正常组织的低剂量。然而在这种较高的剂量梯度之下，也增加了照射过程中的解剖学变化以及各种误差对治疗效果的影响。放射治疗过程中的解剖学变化包括肿瘤体积缩小、体重减轻、肌肉形状改变等现象。而这些解剖学变化很可能导致重要器官移入高剂量区、肿瘤靶区移出高剂量区，进而使得靶区欠量以及危机器官超量，最终导致肿瘤局部控制率下降，并发症发生率上升。此外，还有不可避免的摆位误差也会造成靶区偏离，都将一定程度地影响治疗计划的实施及治疗效果。自适应放射治疗的背景第2页/共25页

为了修正这些变化，在1993年推出ICRU报告建议在CTV（临床靶区）外产生一个预定义的均匀或不均匀外放形成PTV（计划靶区）。之后的临床治疗中人们在制定治疗计划中针对不同病种特点以及不同治疗方式特点等探索出多种外放边界的设计方案，以保证靶区不会漏照，但这种处理方法是以更大范围的周围正常组织、尤其是危及器官的受照为代价。而且，当前这些放射治疗计划的修正方案是根据经验总结给出的推荐值，并没有个体化的对应于每个患者各自的变化，也没有体现出放射治疗中各个不同时段变化的不同性。这不仅在一定程度上降低治疗计划优化的有效性，削弱了适形调强治疗方式的高剂量梯度的优势。自适应放疗(ART)可以较好地解决放疗分次间的靶区位置和形态变化等问题，适用于不同部位的肿瘤。第3页/共25页

自适应放疗(ART)的概念是由美国Yan等于1997年首次提出。他把整个放疗过程，即从诊断定位、计划设计、治疗实施到验证作为一个可自我响应、自我修正的动态闭环系统。

自适应放疗(ART)通过图像引导技术（IGRT）来评判患者解剖和生理变化，或治疗过程中的反馈信息如肿瘤的大小、形态及位置变化，分析分次治疗与初始计划设计之间的差异，从而指导后续分次治疗计划的重新设计。

自适应放疗(ART)是在图像引导放疗技术（IGRT）基础上发展延伸出的一种新型放疗技术。它旨在提高肿瘤放疗的精准性，实现对肿瘤靶区高剂量照射的同时，最大限度地保护周围正常组织。从而在提高肿瘤局控率的同时降低放射性并发症的发生概率。自适应放射治疗(ART)概述第4页/共25页自适应放射治疗(ART)硬件ART软件第5页/共25页生产商：德国Siemens

Oncor5717医用电子直线加速器（82叶准直器，两档高能X射线，六档高能电子束，带EPID图像采集系统。）T5*5治疗床（能实现前后、上下、左右三维运动，绕等中心点180度旋转，可180度自转。）滑轨CT机（64排大孔径。）自适应放疗一体机第6页/共25页自适应放疗一体机第7页/共25页自适应放疗一体机第8页/共25页CT图像引导第9页/共25页CT图像引导第10页/共25页CT图像引导第11页/共25页CT图像引导第12页/共25页结果分析及处理刚性平移肿瘤大小、形状变化肿瘤及周围器官移位外轮廓变化明显自适应放疗扭转重新摆位第13页/共25页自适应放射治疗(ART)采集CT图像TPS计算机对靶区、危及器官修改拷贝治疗计划，重新优化用新计划实施治疗拷贝靶区、危及器官第14页/共25页自适应放射治疗(ART)第15页/共25页自适应放射治疗(ART)第16页/共25页自适应放射治疗(ART)第17页/共25页自适应放射治疗(ART)第18页/共25页自适应放射治疗(ART)第19页/共25页在线自适应放疗方式（On-lineART）离线自适应放疗方式（Off-lineART）自适应放射治疗第20页/共25页

患者接受分次治疗的过程中，位于体内的靶区形状及位置、危及器官位置、患者外轮廓等都有可能发生变化。针对上述的各种变化，目前最常用的处理方法是CTV外放一定的间距形成PTV，间距的宽度足以保证在有靶区运动和摆位误差情况下，靶区不会漏照。这种方法简单易行，但却非常消极，因为它以更大范围的靶区周围正常组织、尤其是危及器官的受照为代价。小结第21页/共25页

开展自适应放射治疗的最终目的是在临床治疗中对于靶区予以尽量小且适合于个体化病人的外放范围，从而提高治疗实施的准确度与精确度。一方面减小解剖结构变化所带来的影响以维持实际治疗与预先制定的治疗计划保持一致，是治疗过程中的质量保证；另一方面利用靶区及其周围正常组织的变化信息适时适度的修正改进治疗计划，以达到治疗过程中实施自我观测与自我优化的个体化治疗方案。第22页/共25页自适应放射治疗（ART）旨在实现精准的放射治疗，但目前远未达到理想状态，由于该技术发展历史有限，而且自适应放疗中所涉及到的很多技术还处于可行性研究阶段，还需更多新硬件、软件的研究开发来推动自适应放射治疗（ART）技术的进一步临床应用。

并非所有肿瘤在治疗过程均适合自适应放射治疗（ART）