所谓影像引导下的肿瘤放疗是指借助于影像指导不断提高肿瘤放疗精准性 ,以最大程度地达到肿瘤放疗最终目的的行为。放疗最终目的是最大程度杀灭肿瘤细胞和最大程度地保护肿瘤周边组织和器官。然而 ,目前临床上实施肿瘤精确放疗存在诸多问题 ,如靶区精确确定 ;复杂的放疗计划验证 ;放疗计划实施精准性保证等。借助于现代医学影像 ,临床上有望解决以上精确放疗所存在的问题。

　　肿瘤放疗靶区确定

　　实现肿瘤精确放疗第一步需要明确放疗的靶区。肿瘤的靶区可分为几何和生物两种。前者依据解剖影像如平板Ｘ线、常规ＣＴ、ＭＲ、Ｂ超等提供的反映肿瘤几何外形的靶区 ;后者是指在解剖影像所提供的肿瘤几何靶区基础上综合了由功能性ＣＴ、功能性ＭＲ、正电子发射断层显像 (ＰＥＴ)、单光子发射断层显像 (ＳＰＥＣＴ )等所提供的肿瘤生物学信息所确定的靶区。

　　1.肿瘤几何靶区确定

　　平板Ｘ线技术 :为以往常规放疗常见的定位技术 ,该技术常无法直接或完整显示肿瘤病变范围 ,通常需要借助骨、气腔和体轮廓线等标志等来间接确立肿瘤靶区。ＣＴ技术 :由于ＣＴ扫描影像在采集和后处理上能提供良好的平台 ,ＣＴ值与组织密度值的线性对应关系 ,因而国外绝大多数放疗中心都以ＣＴ影像或以其为基础融合其它影像来确定肿瘤临床靶区 ,并采用虚拟模拟定位技术开展放疗计划设计。ＣＴ已成为根治性放疗病人的标准治疗技术。

　　ＭＲ技术 :ＭＲ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等参数。而ＭＲ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提高肿瘤与周边正常组织的区分能力。因而ＭＲ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。

　　除ＭＲ外 ,近年发展迅速的磁共振波谱分析 (ＭＲＳ)以及磁共振波谱成像 (ＭＲＳＩ)技术为一些部位的肿瘤特别是在高度恶性脑胶质瘤的放疗靶区精确确立提供帮助。ＰＥＴ :是一种新型发展迅速的能检测肿瘤和正常组织代谢差异的功能性影像学技术。目前 ,放射性核素18Ｆ和11Ｃ标记的显像剂较为常用。

　　根据外部图像采集装置不同 ,ＰＥＴ可分为专用ＰＥＴ和ＥＣＴ /ＰＥＴ ,前者的影像采集的探头在接受器上呈 360度环行一周分布 ,单位时间内采集影像信息多 ,仅能接受双光子信息 ;而后者影像采集探头分布在两个相对的平行接受平板上 ,单位时间内所采集的影像信息少 ,但可进行单和双光子信息采集。近年来出现了将ＰＥＴ影像和ＣＴ影像进行同机采集融合分析的装置──ＰＥＴ /ＣＴ ,它为核医学诊断 ,放疗定位 ,提供了诸多便利。

　　ＰＥＴ影像也有助于某些肿瘤的靶区精确确立。在这方面的研究以肺癌为最常见 ,特别是原发灶伴有肺不张和对于纵隔淋巴结转移灶确定。

　　2.肿瘤生物靶区确定

　　据功能性ＣＴ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、ＭＲＩ/ＭＲＳ等显像技术所提供的肿瘤内丰富的活体信息所确定肿瘤照射靶区和剂量分布 ,称为生物靶区。

　　功能性ＣＴ :能提供肿瘤局部微环境物理参数指标 ,进而推测肿瘤内新生血管状态。临床上常用的物理参数指标包括组织灌注的绝对值、相对血液体积、毛细血管通透性等 ,这些参数指标可间接反映肿瘤内新生血管状态。

　　功能性ＭＲ :主要通过动态增强ＭＲ和ＢＯＬＤ等技术获得肿瘤内新生血管状况、局部氧含量和局部ｐＨ值等肿瘤微环境的诸多信息。目前常用的ＭＲＳ技术为31ＰＭＲＳ和1ＨＭＲＳ。然而ＭＲ用于放疗计划设计尚处在初期阶段 ,问题最主要在于 ,用功能性ＭＲ所获得信息难以有金标准在临床上得以验证。

　　ＰＥＴ :是另一种可以用于测定肿瘤细胞代谢状况 ,并可以定量和三维显示肿瘤内诸如乏氧、增殖、新生血管状态、凋亡和性激素受体状态等生物学信息的一种新的功能性影像技术。从理论上推测它可用于捕捉活体内肿瘤生物学信息并将其用于指导放疗计划的设计。目前研究较多的是应用ＰＥＴ进行肿瘤内乏氧生物学信息采集和临床应用。

　　肿瘤放疗计划实施

　　影响放疗计划实施重复性的因素包括摆位误差和器官移动变形所造成的靶区不确定性。临床上解决此问题通常有两条途径 :①尽可能将影响放疗计划实施重复性的因素降到最低 ;②放疗计划设计时将摆位误差和器官移动变形造成的不确定性范围计入靶区大小设计中。

　　解决器官移动和变形所造成的肿瘤靶区不确定性需要通过影像引导来实现 ,对于这些部位的肿瘤如肺和前列腺等 ,影像引导下肿瘤放疗计划实施显得尤为重要。既使对于头颈肿瘤等 ,体位固定能显著降低患者体位移动和旋转所造成的误差 ,肿瘤靶区不存在移动和变形 ,但这些部位肿瘤放疗计划实施仍需要影像来监控。

　　目前用于影像引导下放疗计划实施的影像设施包括射野片、电子射野片、超声波、兆伏级ＣＴ和常规千伏级ＣＴ等。射野片、电子射野片和数字化重建影像等能有效纠正病人体位移动和摆位误差 ,但不能解决器官变形和移动所形成的误差 ,而兆伏级ＣＴ和常规千伏级ＣＴ能有效解决所有原因所致的误差。Ｂ超仅对部分部位肿瘤有效。

　　总之 ,①放射治疗是建立在影像基础上的系统工程 ;②不同来源的影像为肿瘤放疗靶区确定提供了不同信息 ,多种影像共同参与将有助于提高靶区设计的精确性 ;③功能性影像具有临床应用的巨大潜力 ,也是肿瘤放疗个体化设计依据的重要来源 ;④现有影像引导设施为放疗计划精确实施提供了一定的保证。