001第一章放射治疗中的医学影像的成像系统VIP免费

- 4 - 第一章 肿瘤放射治疗中的医学影像成像系统 引言 医学影像成像系统是现代精确放疗的基础。在过去三十多年里，医学影像技术的发展促进了3D 根治放疗剂量计算、传输和控制革命性进展。医学影像对评估肿瘤的进展程度、修改治疗计划和引导剂量传输方面起到了不可或缺的作用，其中一个最重要的进步就是实现了患者解剖信息在断层层面上的可视化显示。恶性肿瘤可改变正常器官的空间位置关系。现代医学影像系统可以从以下三个方面协助实现精确放疗： ① 医学影像系统可提供肿瘤和临近器官的形状、体积和位置的准确信息。 ② CT 图像反映出的组织密度（电子密度）是放射剂量准确计算的基础。 ③ 连续的动态影像成像系统可用于观察和评估生理运动造成的肿瘤和器官形态、位置的变化。 随着逆向调强放射治疗（intensity modu lated radiotherapy ，IMRT）、重离子放射治疗等剂量传输技术的应用，放射治疗可实现高适形度的剂量传输，如图 1-1 所示。这些高精度剂量传输技术的发展与应用，增加了大家对运动靶区成像和治疗的兴趣。治疗机房内成像系统的发展为在线图像引导放疗的实现提供了可能，通过获取患者治疗期间每日的影像信息,可减小由摆位和器官运动造成的误差，并可通过后台图像处理定量监测病灶变化，可更客观、真实的评估靶区及危及器官的真实受量，最终实现自适应放射治疗（Adaptiv e radiotherapy ， ART）。本章节着重讲述医学影像成像系统与调强适形放疗相关的成像手段和图像处理技术。 图 1-1 一例鼻咽癌患者 IMRT 计划的剂量分布图 通过回顾性的检查、统计和分析放射治疗过程中不确定性的来源，可更好的开发用以提高治疗精度的成像系统。放疗过程中的不确定性因素从靶区的勾画就已经存在。在治疗计划中应用电子计算机 X 射线断层扫描技术（compu ted tomography ，CT）扫描图像的初步研究表明，若未使用 CT 扫描，约 20%的患者肿瘤靶区覆盖是不够的，约 27%刚好处于临界状态，只有约 53%的患者肿瘤靶区的覆盖度是足够的。因此应用一个准确、有效而又稳定的靶区范围确定方法非常重要，如图 1-2 所示。对器官因生理运动（如呼吸、膀胱充盈程度等)造成的靶区位置的不确定性，更应该给予动态的靶区足够的剂量覆盖。 a:横断面 b:冠状面 c:矢状面 d:三维重建 - 5 - 图 1-2 一例肺癌伴有骨转移患者的胸腹盆部位模拟定位 CT 图像 治疗过程中的第 2 个不确定性因素来源于：为保证肿瘤的局...