醫(yī)學(xué)圖像在放療中的應(yīng)用課件

醫(yī)學(xué)影像在放射腫瘤中的應(yīng)用2022/12/23中國(guó)惡性腫瘤發(fā)病率三大治療手段的作用地位1895年，倫琴發(fā)現(xiàn)X線放射腫瘤學(xué)現(xiàn)代放療發(fā)展有賴(lài)于影像學(xué)發(fā)展X光透視儀-定位內(nèi)在骨性標(biāo)志可見(jiàn)及可觸摸的解剖標(biāo)志CT斷層影像、MRI-靶區(qū)精確放療功能/分子影像介導(dǎo)的放療1維時(shí)代2維時(shí)代3維時(shí)代4維時(shí)代放療技術(shù)進(jìn)步8CO6019551972Clinac41988EPIDMLC1995SerialTomoTherapy(1stcommercialIMRT)2001IMRT2003CTGuidedIG-IMRT(TomoTherapy)2008RapidArcIMAT外照機(jī)發(fā)展史—C形臂單頭設(shè)計(jì)19923DTreatment19961968(commercializedversions)

1983MRI1992HelicalCT1995HelicalMultisliceCT2002PET/CTusecommonInRT外照機(jī)發(fā)展史—環(huán)形機(jī)架單頭設(shè)計(jì)2005CBCTCommercialAvailabilityHelicalTomoTherapy2003C-ArmsinventedfordiagnosticX-RaysEarly1900s2005AdaptivePlanningDGRTDoseVerification2007StatRTThroughputandReliabilityEnhancements20082003CT外照射放療的發(fā)展方向C形臂單頭設(shè)計(jì)沿用常規(guī)診斷型X-線機(jī)的錐束成像原理環(huán)形機(jī)架單頭設(shè)計(jì)啟發(fā)于CT的扇形束成像的逆原理環(huán)形機(jī)架多頭設(shè)計(jì)啟發(fā)于X(γ)-刀和CT的錐形束成像的逆原理1968199420012004

Elektaγ-knifeOUR-γ-knifeTri-beams2007Five-beams外照機(jī)發(fā)展史—環(huán)形機(jī)架多頭設(shè)計(jì)Non-coplanar-beamsIMRT,IGRT,DGRT醫(yī)學(xué)影像學(xué)的組成醫(yī)學(xué)影像按其信息載體可分為以下幾種主要類(lèi)型

X線成像：測(cè)量穿過(guò)人體組織、器官后的X線強(qiáng)度

truebeam機(jī)載CBCT成像系統(tǒng)磁共振成像：測(cè)量人體組織中同類(lèi)元素原子核的磁共振信號(hào)核素成像：測(cè)量放射性藥物在體內(nèi)放射出的γ射線超聲成像：測(cè)量人體組織、器官對(duì)超聲的反射波或透射波基于超聲波的影像，用于盆腔臟器位置跟蹤，用于前列腺定位的近距離治療插置中應(yīng)用

基于X射線投影

￡透視影像:診斷、定位、幾何位置控制檢測(cè)，數(shù)字減影技術(shù)應(yīng)用于血管內(nèi)近距離治療，動(dòng)態(tài)透視用于校正等；

￡斷層影像：診斷，定位、精確放療幾何解剖密度數(shù)據(jù)獲取，核心應(yīng)用；

￡新技術(shù):動(dòng)態(tài)斷層影像4D一CT,IGRT

利用4DCT圖像指導(dǎo)靶區(qū)勾畫(huà)，以及個(gè)體化治療基于NMR的影像

￡診斷優(yōu)勢(shì)，頭頸部、軟組織、神經(jīng)系統(tǒng)等;

高對(duì)比度，軟組織成像明顯高于CT分子生

物學(xué)和組織診斷學(xué)的提高無(wú)骨偽影，無(wú)創(chuàng)

傷檢查；

￡臨床主要用于CT-MR融合；

￡新技術(shù):功能性MR供更多腫瘤信息

利用4D-MRI指導(dǎo)放射治療靶區(qū)勾畫(huà)將MRI和Linac結(jié)合起來(lái)稱(chēng)之為MRIGRT,MRI對(duì)軟組織結(jié)構(gòu)的成像分辨率比XCT高的多，使得放療中對(duì)組織結(jié)構(gòu)的識(shí)別更直觀和簡(jiǎn)便?；谒幬锇姆派湫酝凰睾颂綔y(cè)的影像技術(shù)

￡探測(cè)對(duì)象是核素直接發(fā)射的伽馬射線，

也可以是核素發(fā)射的正電子湮沒(méi)時(shí)發(fā)射的兩

個(gè)方向相反、能量均為0.512MeV的伽馬光子；

￡核醫(yī)學(xué)診斷，提前發(fā)現(xiàn)或排除轉(zhuǎn)移；

￡P(guān)ET-CT/MR技術(shù)提供更多腫瘤內(nèi)部功能信息利用圖像配準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行圖像引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)放療

￡減小擺位誤差；

￡治療擺位是重復(fù)模擬定位時(shí)的體位，達(dá)到計(jì)劃

設(shè)計(jì)中靶區(qū)及周?chē)M織的位置關(guān)系，以保證靶

區(qū)準(zhǔn)確照射減少治療分次間的器官位移和形變，進(jìn)行自適應(yīng)放療

￡治療進(jìn)行中，腫瘤體積、形狀發(fā)生變化，靶

區(qū)與周?chē)＝M織相對(duì)位置改變；

￡患者在治療中體重減輕會(huì)改變體表標(biāo)志及內(nèi)

部器官的位置；

￡治療中某些器官充盈程度對(duì)靶區(qū)位置影響，

如消化及泌尿系統(tǒng)。

利用加速器機(jī)載CBCT圖像和配準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行放療位置驗(yàn)證醫(yī)學(xué)影像在放療中的研究熱點(diǎn)￡多模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像融合是當(dāng)前醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)；￡單一模態(tài)的圖像往往不能提供醫(yī)生所需要的足夠信息,通常需要將不同模態(tài)的圖像融合在一起,得到更豐富的信息以便了解病變組織或器官的綜合信息。￡多模態(tài)融合的目的在于充分顯示形態(tài)成像方法的分辨力高定位準(zhǔn)確這一優(yōu)勢(shì)，克服功能成像中空間分辨力和組織對(duì)比分辨力低的缺點(diǎn)，最大限度地挖掘影像信息；￡目前多用于神經(jīng)外科手術(shù)的定位和放療計(jì)劃設(shè)計(jì)等?；趫D像引導(dǎo)的自適應(yīng)放療￡ART是IGRT發(fā)展延伸出得一種新型放療技術(shù)；￡其實(shí)施是通過(guò)照射方式的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)患者組織解