医用加速器差异化设计思想的探讨上(6)

作者:网站采编
关键词:
摘要：这样要实现呼吸门控治疗，一般都是通过以下两种实施： （1）红外（或超声）监控呼吸幅度； （2）通过4DCT采集呼吸时相规律然后纳入到治疗计划中。

这样要实现呼吸门控治疗，一般都是通过以下两种实施：

（1）红外（或超声）监控呼吸幅度；

（2）通过4DCT采集呼吸时相规律然后纳入到治疗计划中。

前者属于间接监控肿瘤靶区随呼吸的运动，误差较大；后者则是将靶区随呼吸运动的变化抽象化和简单化，没有考虑靶区随呼吸运动的频率及幅度在不同时间和条件下会有不同呈现的复杂性。

就目前而言，只有MRI有机会提供这一种实时成像的可能。

同时，由于MRI是一容积性影像采集装置，能获得高空间分辨率和高对比度在任意层面和方向的解剖影像，尤其是对于确定头颈、中枢神经、脊髓和软组织等部位肿瘤临床靶区有极大帮助。

由于MRI成像取决于物质的质子密度、T1加权、T2加权和血管流空效应。因而MRI较CT影像含有丰富的信息，而且磁共振检测序列的选择和优化可有效地提高肿瘤与周边正常组织的区分能力。因而MRI是显示组织密度对比差异小的区域如头颈、中枢神经、脊髓、软组织、宫颈、前列腺以及骨转移处肿瘤临床靶区的一种重要手段。

和CT等不同，MRI可以通过梯度场的变化提供任意方向的2D图像，且图像的成像速度快，1帧不超过10 ms，这就相当于实时影像了，目前这种2D图像主要用于门控系统，实际上放疗呼吸门控或跟踪要求时间尺度是300 ms（约0.1个呼吸周期），这包括图像采集、重建靶区、勾画（判断）、开关射线，这样图像重复率至少需要4 ftps，图像延迟不超过100 ms，MRI完全满足这种需要。

MRI引导的优点：

（1）无附加剂量，软组织对比度高，可以进行治疗中引导；

（2）实时 MRI引导软组织摆位和在线剂量预测：病人每日治疗的摆位可直接利用 MRI 影像针对靶区位置做定位，让对位更精准，并且病人在治疗床上，能利用门卡预测当前放疗将要投递的剂量；

（3）术中适应性放射治疗（on-table Adaptive RT）：在分次放疗中，根据肿瘤退缩或周围器官变化做在线适应性计划优化。

直接使用MRI图像进行物理剂量计算存在困难：MRI上的像素量与物质内质子有关而与核外的电子密度不相关，因而无法直接利用磁场信号进行物理剂量的计算。解决此问题办法有两个：一是将MRI影像融合叠加到CT影像上，用MRI和CT影像进行靶区的勾画，用CT影像中CT值进行物理剂量计算；另一方法是通过数学模型将磁共振信号转变成电子密度用于剂量的计算。

（4）治疗中实时追踪肿瘤（Real-Time Tracking）与门控：治疗全程连续造影，系统透过软组织追踪和自动化的射线控制，当肿瘤组织移动超过医师定义的追踪界限，射线会自动暂停照射，当靶区移回界线内的范围，治疗会自动恢复。

当然仅仅能够看到靶区运动是不够的，临床需要在看到后能够有下一步的动作，目前能够做到的就是在靶区移出计划范围后中止射线，即影像门控。但更吸引人的方案是射束能够做出实时跟踪调整，即射线实时跟踪靶区（tracking）。目前给出的方法一个是通过移动床来弥补位置上的偏差，但这个方案只是处于大学实验室研究阶段，而且涉及移动患者使之有不舒适感。另一个可能更快用于临床治疗的方案是MLC叶片修正，即用MLC叶片的位置来补偿器官移动或形变引起的偏差。这两个方案无论是哪个，都涉及到以下事项：

（1）计划的实时调整；

（2）谁来对调整后的计划进行确认。

实时射线跟踪技术需要图像引导和加速器的无缝配合才可达成，需要控制系统的高度集成，目前的主流加速器的控制架构都需要做出较大的改进和提升。迄今为止两个主要供应商都还没能在这个方向上做出重大突破。

1.4 影像引导放疗技术要求对设备一体化设计

总之，以上这些影像引导技术的主要目的其实还在于对靶区（位置、体积、形状）的再确认，用于纠正放疗过程中的变化、误差或人为错误。笔者不认为自适应（包含靶区追踪）等技术是一个独立的技术发展维度，总体上它是在影像引导下，对原有立足于刚性靶区前提下发展起来的临床技术IMRT等在应用上的一个补充和修正。IGRT的技术开发在精确放疗之后，这主要源于人们非常担心精确放疗万一打偏了而会产生的巨大负面后果，因此从需求的角度考虑理应包含影像引导条件下的放疗过程的修正（靶区追踪、射线控制和跟随）。当然要完全达到这样的水平还需要设备的更大进步，但毫无疑问，目前精确调强技术和IGRT已经组成了现代放疗的主要内容，我们所做的一切都在围绕着它们进行技术基础的夯实以及进一步的完善和提升。

文章来源：《市场周刊》 网址: http://www.sczkzz.cn/qikandaodu/2021/0328/1113.html

上一篇：系统下的医院竞争分析
下一篇：发挥政府和市场作用提高自主创新能力