自適應放射治療技術

自適應放射治療技術第1頁/共25頁隨著放射治療技術的成熟和不斷進步，放射治療趨于更精準的方向。臨床上因更好地靶區(qū)劑量適形度，可使腫瘤在得到更高劑量的同時保證正常組織的低劑量。然而在這種較高的劑量梯度之下，也增加了照射過程中的解剖學變化以及各種誤差對治療效果的影響。放射治療過程中的解剖學變化包括腫瘤體積縮小、體重減輕、肌肉形狀改變等現(xiàn)象。而這些解剖學變化很可能導致重要器官移入高劑量區(qū)、腫瘤靶區(qū)移出高劑量區(qū)，進而使得靶區(qū)欠量以及危機器官超量，最終導致腫瘤局部控制率下降，并發(fā)癥發(fā)生率上升。此外，還有不可避免的擺位誤差也會造成靶區(qū)偏離，都將一定程度地影響治療計劃的實施及治療效果。自適應放射治療的背景第2頁/共25頁

為了修正這些變化，在1993年推出ICRU報告建議在CTV（臨床靶區(qū)）外產生一個預定義的均勻或不均勻外放形成PTV（計劃靶區(qū)）。之后的臨床治療中人們在制定治療計劃中針對不同病種特點以及不同治療方式特點等探索出多種外放邊界的設計方案，以保證靶區(qū)不會漏照，但這種處理方法是以更大范圍的周圍正常組織、尤其是危及器官的受照為代價。而且，當前這些放射治療計劃的修正方案是根據(jù)經驗總結給出的推薦值，并沒有個體化的對應于每個患者各自的變化，也沒有體現(xiàn)出放射治療中各個不同時段變化的不同性。這不僅在一定程度上降低治療計劃優(yōu)化的有效性，削弱了適形調強治療方式的高劑量梯度的優(yōu)勢。自適應放療(ART)可以較好地解決放療分次間的靶區(qū)位置和形態(tài)變化等問題，適用于不同部位的腫瘤。第3頁/共25頁

自適應放療(ART)的概念是由美國Yan等于1997年首次提出。他把整個放療過程，即從診斷定位、計劃設計、治療實施到驗證作為一個可自我響應、自我修正的動態(tài)閉環(huán)系統(tǒng)。

自適應放療(ART)通過圖像引導技術（IGRT）來評判患者解剖和生理變化，或治療過程中的反饋信息如腫瘤的大小、形態(tài)及位置變化，分析分次治療與初始計劃設計之間的差異，從而指導后續(xù)分次治療計劃的重新設計。

自適應放療(ART)是在圖像引導放療技術（IGRT）基礎上發(fā)展延伸出的一種新型放療技術。它旨在提高腫瘤放療的精準性，實現(xiàn)對腫瘤靶區(qū)高劑量照射的同時，最大限度地保護周圍正常組織。從而在提高腫瘤局控率的同時降低放射性并發(fā)癥的發(fā)生概率。自適應放射治療(ART)概述第4頁/共25頁自適應放射治療(ART)硬件ART軟件第5頁/共25頁生產商：德國Siemens

Oncor5717醫(yī)用電子直線加速器（82葉準直器，兩檔高能X射線，六檔高能電子束，帶EPID圖像采集系統(tǒng)。）T5*5治療床（能實現(xiàn)前后、上下、左右三維運動，繞等中心點180度旋轉，可180度自轉。）滑軌CT機（64排大孔徑。）自適應放療一體機第6頁/共25頁自適應放療一體機第7頁/共25頁自適應放療一體機第8頁/共25頁CT圖像引導第9頁/共25頁CT圖像引導第10頁/共25頁CT圖像引導第11頁/共25頁CT圖像引導第12頁/共25頁結果分析及處理剛性平移腫瘤大小、形狀變化腫瘤及周圍器官移位外輪廓變化明顯自適應放療扭轉重新擺位第13頁/共25頁自適應放射治療(ART)采集CT圖像TPS計算機對靶區(qū)、危及器官修改拷貝治療計劃，重新優(yōu)化用新計劃實施治療拷貝靶區(qū)、危及器官第14頁/共25頁自適應放射治療(ART)第15頁/共25頁自適應放射治療(ART)第16頁/共25頁自適應放射治療(ART)第17頁/共25頁自適應放射治療(ART)第18頁/共25頁自適應放射治療(ART)第19頁/共25頁在線自適應放療方式（On-lineART）離線自適應放療方式（Off-lineART）自適應放射治療第20頁/共25頁

患者接受分次治療的過程中，位于體內的靶區(qū)形狀及位置、危及器官位置、患者外輪廓等都有可能發(fā)生變化。針對上述的各種變化，目前最常用的處理方法是CTV外放一定的間距形成PTV，間距的寬度足以保證在有靶區(qū)運動和擺位誤差情況下，靶區(qū)不會漏照。這種方法簡單易行，但卻非常消極，因為它以更大范圍的靶區(qū)周圍正常組織、尤其是危及器官的受照為代價。小結第21頁/共25頁

開展自適應放射治療的最終目的是在臨床治療中對于靶區(qū)予以盡量小且適合于個體化病人的外放范圍，從而提高治療實施的準確度與精確度。一方面減小解剖結構變化所帶來的影響以維持實際治療與預先制定的治療計劃保持一致，是治療過程中的質量保證；另一方面利用靶區(qū)及其周圍正常組織的變化信息適時適度的修正改進治療計劃，以達到治療過程中實施自我觀測與自我優(yōu)化的個體化治療方案。第22頁/共25頁自適應放射治療（ART）旨在實現(xiàn)精準的放射治療，但目前遠未達到理想狀態(tài)，由于該技術發(fā)展歷史有限，而且自適應放療中所涉及到的很多技術還處于可行性研究階段，還需更多新硬件、軟件的研究開發(fā)來推動自適應放射治療（ART）技術的進一步臨床應用。

并非所有腫瘤在治療過程均適合自適應放射治療（ART）