IGRT在肿瘤放射治疗中的应用体会
摘要：放射治疗在临床肿瘤治疗应用中有着非常重要的地位，肿瘤放射治疗的技术和方法也随着科学技术的发展日益进步，肿瘤放射治疗的精确度和准确度也在进一步提高，从三维适形放射治疗(3DCRT)，调强放射治疗(IMRT)到图像引导放射治疗(Image-Guided Radiotherapy，IGRT)，每一种技术方法的应用无疑都对肿瘤放射治疗产生重大变革。本文主要介绍笔者运用IGRT技术在实际的临床肿瘤放射治疗的应用体会，本院放射治疗中心的医用直线加速器设备型号：VARIAN TRILOGY。
关键词：图像引导放射治疗；IGRT；放射治疗；肿瘤；临床实践
近年来，肿瘤已经严重影响人类的健康，而且发病率逐年上升。放射治疗，外科手术治疗和化学药物治疗已经成为肿瘤治疗中的三大主要手段。研究表明，60%～70%肿瘤患者在不同的阶段需要接受不同程度的放射治疗[1]；在肿瘤治愈率方面，手术治疗贡献为22%，放射治疗为18%，化学药物为5%；所以，放射治疗在肿瘤治疗中的地位是不可替代的[2]；而IGRT的出现，使得肿瘤放射治疗在精确定位，精确计划，精确治疗上又上了一个新台阶，特别是在精确定位和精确治疗方面，可以及时准确的发现摆位误差，指导临床摆位，提高肿瘤放射治疗的摆位重复性；可以在肿瘤放射治疗过程中，发现肿瘤的变化动向包括肿瘤形状，相对位置，肿瘤医生可以据此适当的调整修改治疗计划，使得肿瘤放射治疗计划更加个体化，最终提高肿瘤的局部控制率和患者的生存率。
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1 IGRT的概念
图像引导放射治疗(IGRT)，从广义上讲，这里的图像不仅仅是指二维的X线图像，三维的CT图像，MRI图像(包括MR的功能图像)，还包括超声图像，SPECT图像，PET等图像；而目前在实际的临床放射治疗实践中应用最广泛的是普通二维X线图像和CT图像，所以现阶段的图像引导放射治疗(IGRT)是一种四维的放射治疗技术，它是将放射治疗设备和影像设备相结合(现在大多数设备是将影像设备集成与放射治疗设备上)，是在三维放射治疗技术的基础上加入了时间因数的概念，利用X线的容积成像原理，采用锥形束CT (Cone Beam Computed Tomography， CBCT)在患者进行首次放射治疗前，采集已经摆位充分的患者图像，和患者放射治疗计划中的图像相配准，获取配准误差并进行校正；IGRT充分考虑了肿瘤病变区及正常组织在治疗过程中的运动和分次治疗间的位移误差，如呼吸运动和蠕动运动、日常摆位误差、患者自身情况及肿瘤变化而导致的靶区收缩等引起放射治疗剂量分布的变化进而对放射治疗计划的影响等方面的情况，在患者首次进行放射治疗前、放射治疗中利用各种先进的影像设备对肿瘤病变区及正常器官进行实时的监控，并能根据肿瘤病变区位置的变化及时调整放射治疗的条件，使治疗照射野紧紧“追随”治疗区，使之能做到真正意义上的精确放射治疗。
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2 误差处理
肿瘤患者从模具制作，定位，治疗计划的规划与优化到最终的治疗，这中间有一些间隔时间，这段时间患者和肿瘤本身都会发生一些变化，首次放射治疗前进行一次IGRT，可以使肿瘤放射治疗师，肿瘤医生及时了解到肿瘤的变化动向和摆位误差，包括头脚方向(longitudinal)，前后方向(Vertical)，左右方向(lateral)以及患者的倾斜度(Rotation)，肿瘤医生可以据此决定调整或者不调整，选择在线校正还是离线校正以及调整幅度。据科学文献和机器自身的精度，本放射治疗中心确认可接受的摆位误差为三维位移≤2 mm；当摆位误差≤2 mm时直接进行常规放射治疗，当>2 mm时，首次根据等中心参考点移床后治疗，第二次行CBCT，图像配准后三维位移>2 mm，则进行等中心校正；对于患者本身及肿瘤变化致使图像配准差异过大时，则需重新进行定位进而制作新的肿瘤放射治疗计划。
3 图像采集
, 百拇医药 放射治疗师根据患者的肿瘤病变部位和生理，心理情况，放射治疗计划确定采集CBCT图像的部位，扫描视野(Field Of View，FOV)和图像采集条件(KV值，mAs值，层厚，层间距等)；特别对于儿童患者，要使用区别于成人的图像采集条件；在胸腹部图像采集时嘱咐患者平静呼吸(如果有呼吸门控最佳)，不要因为紧张、害怕造成呼吸幅度过大，导致采集的图像因为呼吸运动伪影在配准环节出现系统性误差；头部，颈部，胸腹部等部位采用相应，适当的条件采集图像，在确保图像质量的条件下适当降低KV值，mAs值，缩小FOV，减小患者在CBCT图像采集过程中的剂量和时间。
4 图像配准
肿瘤医生和放射治疗师可以根据患者的自身整体情况，肿瘤病变区病理和病变性质，肿瘤靶区和邻近组织器官的剂量耐受程度，权衡确定配准感兴趣区(Region Of Interest， ROI)，即：配准框内所包含靶区，组织结构等，可采用全部采集CBCT图像和临床CT图像(用于治疗计划的图像)配准，或者是与临床靶区 (Clinical Target Volume， CTV)，计划靶区 (Plan Target Volume， PTV)适当外放一定间距后进行(自动+手动)配准，同时注意ROI配准区内尽量不含有活动度大的组织器官(比如心脏)；采用适当的配准模式，骨窗，肺窗，软组织窗等或者对于某些病变区域CT值相近，与非病变区CT值有显著差异的图像配准时，可以选择自定义配准即确定输入ROI的CT值范围进行精确配准。
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5 规范应用
目前已经有中国医学科学院肿瘤医院，四川大学华西医院等医院开展了规范化应用图像引导放射治疗(IGRT)技术，在鼻咽癌，肺癌等肿瘤的IGRT应用规范化方面取得了一定的成效，结合本放射治疗中心的实际情况，同时参考国际，国家标准和规范，制定了本放射治疗中心多部位，多病种的IGRT应用规范。应用规范具体包括：每个患者各个阶段行IGRT的次数和时间，扫描部位选择，扫描视野，层厚，层间距，KV值和mAs取值，适当的射野准直器，扫描起始、结束角度，重建模式(高，标准，低分辨力重建)，配准框范围的选择，配准方式(自动+手动)，配准模式(骨窗，肺窗或者软组织窗等)，多部位、多病种可接受的误差范围，不可接受的误差采取的措施，放射治疗师和肿瘤医生等相关人员签名等。对于常规放射治疗，首次和第二次行IGRT，必须由肿瘤医生和放射治疗师同时在场进行CBCT图像采集和配准校正，以后1次/w，对于误差有较大差异时，肿瘤医生必须当即采取措施，确认无误后进行放射治疗；而对于高能量射线(>6 MV)、立体定向放射治疗(SBRT)、单次肿瘤治疗剂量较大、大分割的放射治疗，则需在每次放射治疗前采集CBCT图像并配准，确认后进行放射治疗。
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6 QC和QA
科室制定质量控制(Quality Control，QC)和质量保证(Quality Assurance，QA)制度，成立QC，QA小组，采取组长责任制，小组内成员各自负责QC，QA中相对应的项目，责任到人的模式，项目检测内容包括IGRT设备及附属设备，参与IGRT的相关人员，患者本身及患者相关放射治疗环节等；每日，每月和每年的QC和QA均应记录在相对应的文档中，以备查阅。
7 继续教育
科室内部定期开展培训和讨论会，放射治疗师，肿瘤医生和物理师之间，放射治疗师之间围绕IGRT在临床放射治疗实践中碰到的问题，同行业IGRT技术开展比较好的IGRT新技术，新方法，进行培训、讨论和学习；结合本科室的多部位，多病种IGRT应用规范，在肿瘤放射治疗的各个环节进行改善和提高，从而更好地服务临床放射治疗实践，提高患者肿瘤的局部控制率，改善患者的生命质量。
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8 结论
IGRT技术已经在实际的临床放射治疗工作中广泛开展，我们在应用目前的IGRT技术的同时还需要正视IGRT本身的局限性，积极研究学习新的放射治疗技术和方法，使得这些技术方法更好地服务于临床放射治疗工作，提高患者肿瘤的局部控制率和患者的生存质量，提高肿瘤的临床治疗效果，从而进一步提高肿瘤治疗的临床增益比。
参考文献：
[1]袁锦辉.肿瘤放射治疗摆位中常见问题及对策[J].中外医学研究，2010，28(8)：182-182.
[2]环境保护部辐射环境检测技术中心.核技术应用辐射安全与防护[M].杭州：浙江大学出版社，2012：49，199.
编辑/罗茗柯, 百拇医药
关键词：图像引导放射治疗；IGRT；放射治疗；肿瘤；临床实践
近年来，肿瘤已经严重影响人类的健康，而且发病率逐年上升。放射治疗，外科手术治疗和化学药物治疗已经成为肿瘤治疗中的三大主要手段。研究表明，60%～70%肿瘤患者在不同的阶段需要接受不同程度的放射治疗[1]；在肿瘤治愈率方面，手术治疗贡献为22%，放射治疗为18%，化学药物为5%；所以，放射治疗在肿瘤治疗中的地位是不可替代的[2]；而IGRT的出现，使得肿瘤放射治疗在精确定位，精确计划，精确治疗上又上了一个新台阶，特别是在精确定位和精确治疗方面，可以及时准确的发现摆位误差，指导临床摆位，提高肿瘤放射治疗的摆位重复性；可以在肿瘤放射治疗过程中，发现肿瘤的变化动向包括肿瘤形状，相对位置，肿瘤医生可以据此适当的调整修改治疗计划，使得肿瘤放射治疗计划更加个体化，最终提高肿瘤的局部控制率和患者的生存率。
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1 IGRT的概念
图像引导放射治疗(IGRT)，从广义上讲，这里的图像不仅仅是指二维的X线图像，三维的CT图像，MRI图像(包括MR的功能图像)，还包括超声图像，SPECT图像，PET等图像；而目前在实际的临床放射治疗实践中应用最广泛的是普通二维X线图像和CT图像，所以现阶段的图像引导放射治疗(IGRT)是一种四维的放射治疗技术，它是将放射治疗设备和影像设备相结合(现在大多数设备是将影像设备集成与放射治疗设备上)，是在三维放射治疗技术的基础上加入了时间因数的概念，利用X线的容积成像原理，采用锥形束CT (Cone Beam Computed Tomography， CBCT)在患者进行首次放射治疗前，采集已经摆位充分的患者图像，和患者放射治疗计划中的图像相配准，获取配准误差并进行校正；IGRT充分考虑了肿瘤病变区及正常组织在治疗过程中的运动和分次治疗间的位移误差，如呼吸运动和蠕动运动、日常摆位误差、患者自身情况及肿瘤变化而导致的靶区收缩等引起放射治疗剂量分布的变化进而对放射治疗计划的影响等方面的情况，在患者首次进行放射治疗前、放射治疗中利用各种先进的影像设备对肿瘤病变区及正常器官进行实时的监控，并能根据肿瘤病变区位置的变化及时调整放射治疗的条件，使治疗照射野紧紧“追随”治疗区，使之能做到真正意义上的精确放射治疗。
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2 误差处理
肿瘤患者从模具制作，定位，治疗计划的规划与优化到最终的治疗，这中间有一些间隔时间，这段时间患者和肿瘤本身都会发生一些变化，首次放射治疗前进行一次IGRT，可以使肿瘤放射治疗师，肿瘤医生及时了解到肿瘤的变化动向和摆位误差，包括头脚方向(longitudinal)，前后方向(Vertical)，左右方向(lateral)以及患者的倾斜度(Rotation)，肿瘤医生可以据此决定调整或者不调整，选择在线校正还是离线校正以及调整幅度。据科学文献和机器自身的精度，本放射治疗中心确认可接受的摆位误差为三维位移≤2 mm；当摆位误差≤2 mm时直接进行常规放射治疗，当>2 mm时，首次根据等中心参考点移床后治疗，第二次行CBCT，图像配准后三维位移>2 mm，则进行等中心校正；对于患者本身及肿瘤变化致使图像配准差异过大时，则需重新进行定位进而制作新的肿瘤放射治疗计划。
3 图像采集
, 百拇医药 放射治疗师根据患者的肿瘤病变部位和生理，心理情况，放射治疗计划确定采集CBCT图像的部位，扫描视野(Field Of View，FOV)和图像采集条件(KV值，mAs值，层厚，层间距等)；特别对于儿童患者，要使用区别于成人的图像采集条件；在胸腹部图像采集时嘱咐患者平静呼吸(如果有呼吸门控最佳)，不要因为紧张、害怕造成呼吸幅度过大，导致采集的图像因为呼吸运动伪影在配准环节出现系统性误差；头部，颈部，胸腹部等部位采用相应，适当的条件采集图像，在确保图像质量的条件下适当降低KV值，mAs值，缩小FOV，减小患者在CBCT图像采集过程中的剂量和时间。
4 图像配准
肿瘤医生和放射治疗师可以根据患者的自身整体情况，肿瘤病变区病理和病变性质，肿瘤靶区和邻近组织器官的剂量耐受程度，权衡确定配准感兴趣区(Region Of Interest， ROI)，即：配准框内所包含靶区，组织结构等，可采用全部采集CBCT图像和临床CT图像(用于治疗计划的图像)配准，或者是与临床靶区 (Clinical Target Volume， CTV)，计划靶区 (Plan Target Volume， PTV)适当外放一定间距后进行(自动+手动)配准，同时注意ROI配准区内尽量不含有活动度大的组织器官(比如心脏)；采用适当的配准模式，骨窗，肺窗，软组织窗等或者对于某些病变区域CT值相近，与非病变区CT值有显著差异的图像配准时，可以选择自定义配准即确定输入ROI的CT值范围进行精确配准。
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5 规范应用
目前已经有中国医学科学院肿瘤医院，四川大学华西医院等医院开展了规范化应用图像引导放射治疗(IGRT)技术，在鼻咽癌，肺癌等肿瘤的IGRT应用规范化方面取得了一定的成效，结合本放射治疗中心的实际情况，同时参考国际，国家标准和规范，制定了本放射治疗中心多部位，多病种的IGRT应用规范。应用规范具体包括：每个患者各个阶段行IGRT的次数和时间，扫描部位选择，扫描视野，层厚，层间距，KV值和mAs取值，适当的射野准直器，扫描起始、结束角度，重建模式(高，标准，低分辨力重建)，配准框范围的选择，配准方式(自动+手动)，配准模式(骨窗，肺窗或者软组织窗等)，多部位、多病种可接受的误差范围，不可接受的误差采取的措施，放射治疗师和肿瘤医生等相关人员签名等。对于常规放射治疗，首次和第二次行IGRT，必须由肿瘤医生和放射治疗师同时在场进行CBCT图像采集和配准校正，以后1次/w，对于误差有较大差异时，肿瘤医生必须当即采取措施，确认无误后进行放射治疗；而对于高能量射线(>6 MV)、立体定向放射治疗(SBRT)、单次肿瘤治疗剂量较大、大分割的放射治疗，则需在每次放射治疗前采集CBCT图像并配准，确认后进行放射治疗。
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6 QC和QA
科室制定质量控制(Quality Control，QC)和质量保证(Quality Assurance，QA)制度，成立QC，QA小组，采取组长责任制，小组内成员各自负责QC，QA中相对应的项目，责任到人的模式，项目检测内容包括IGRT设备及附属设备，参与IGRT的相关人员，患者本身及患者相关放射治疗环节等；每日，每月和每年的QC和QA均应记录在相对应的文档中，以备查阅。
7 继续教育
科室内部定期开展培训和讨论会，放射治疗师，肿瘤医生和物理师之间，放射治疗师之间围绕IGRT在临床放射治疗实践中碰到的问题，同行业IGRT技术开展比较好的IGRT新技术，新方法，进行培训、讨论和学习；结合本科室的多部位，多病种IGRT应用规范，在肿瘤放射治疗的各个环节进行改善和提高，从而更好地服务临床放射治疗实践，提高患者肿瘤的局部控制率，改善患者的生命质量。
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8 结论
IGRT技术已经在实际的临床放射治疗工作中广泛开展，我们在应用目前的IGRT技术的同时还需要正视IGRT本身的局限性，积极研究学习新的放射治疗技术和方法，使得这些技术方法更好地服务于临床放射治疗工作，提高患者肿瘤的局部控制率和患者的生存质量，提高肿瘤的临床治疗效果，从而进一步提高肿瘤治疗的临床增益比。
参考文献：
[1]袁锦辉.肿瘤放射治疗摆位中常见问题及对策[J].中外医学研究，2010，28(8)：182-182.
[2]环境保护部辐射环境检测技术中心.核技术应用辐射安全与防护[M].杭州：浙江大学出版社，2012：49，199.
编辑/罗茗柯, 百拇医药