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三维超声图像引导放疗技术
时间:2015-8-19 14:46:00
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一、三维超声图像引导放疗技术简介

    三维超声图像引导放疗是将无创三维超声成像技术与直线加速器相结合,通过采集靶区三维超声图像,辅助靶区的定位并减小分次治疗的摆位误差、分次治疗间的靶区移位和变形的技术。这种成像技术在多种部位的病种(如乳腺癌、前列腺癌、妇科肿瘤和膀胱癌)中具有不可替代的优势。

二、三维超声图像引导放疗的实施步骤

   我院的三维超声图像引导放疗系统为医科达Clarity超声引导系统,其原理是在锥形束CT直线加速器上同时安装B超机及带红外线感应的超声探测器、超声影像配准工作站(图1) 

图1 我院放疗中心的医科达IGRT和医科达Clarity超声引导系统

进行超声影像引导放疗必须至少进行两次超声扫描,第一次是在定位CT扫描完成后,马上进行超声扫描得到定位超声图像,该图像可与定位CT图像在clarity超声工作站进行图像融合,从而便于医生借鉴两种图像进行放疗靶区的勾画(图2,3)。

图2 clarity超声工作站中进行定位CT及定位超声的融合

图3 不同医师在定位CT及定位超声中勾画靶区的一致性

该图像的第二功能也是主要功能——作为摆位时的配准超声图像。患者在每日放疗前,由医生对患者进行相关感兴趣区域的超声扫描,将每日的超声图像与定位超声图像进行配准,得出分次放疗中的摆位误差并进行校正后才开始进行每日的放疗(图3)。

图3超声图像引导技术在每日放疗前配准得到的摆位误差

三、三维超声图像引导放疗技术临床适用病种

    1、乳腺癌:对保乳术后的患者,与CT图像相比,超声图像因具有极好的软组织成像特点,可以以很高的特异性把液腔(乳房肿块切除术后的腔)和周围乳腺组织区分开,这有助于更加精确地识别瘤床和提高观察者之间的一致性。三维超声扫描对加速部分乳腺照射(accelerated partial breast radiation, APBI)的IMRT 尤其重要,在这种治疗方式下每日精确定位瘤床的靶区变得非常关键。同时,在全乳照射后瘤床推量照射中也具有不可替代的应用优势。

    2、前列腺癌:前列腺的解剖位置(位于膀胱颈的下方、尿生殖膈的上方)是非常有助于超声成像的,当膀胱充盈时就会创造一个极好的超声波路径。此时,将超声探头置于合适的位置,膀胱与前列腺的连接面就能很好地显示出来。每日治疗前应用超声图像引导可纠正分次间摆位误差,显著缩小临床靶区(clinical target volume,CTV) 至PTV 的外扩边界,更好地保护毗邻的正常组织直肠及膀胱,应在不减少前列腺处方剂量的同时尽可能地使其免受过多剂量的照射。

    3、宫颈癌:充盈的膀胱可以为超声波提供一个很好的传播途径,所以通过扫描膀胱就可以得到子宫体、宫颈、阴道的图像,进而膀胱、子宫体、宫颈、阴道的轮廓可以直接在参考超声的图像上勾画出来,将每日获取的超声图像进行三维重建后,与参考超声图像配准并计算三维方向的位移偏差,进而通过移动治疗床做相应的位置调整便可提高放疗精度,这对于放疗前靶区的实时影像校准是非常重要的。

四、三维超声图像引导放疗技术的优势

    直线加速器同机搭载千伏级锥形束CT (cone beam CT, CBCT)是目前应用最广的图像引导技术,但应用该技术会使患者受到相对多的额外辐射剂量。而超声不属于电离辐射,不会使靶区和正常组织遭受额外照射,并且对软组织的分辨率具有CT不能比拟的优势,因此,作为新一代IGRT工具,超声引导在乳腺癌、前列腺癌、宫颈癌、膀胱癌的放射治疗中比KV-CBCT更具有应用价值。对疾病靶区的日常定位、观察分次间膀胱充盈状态以及器官运动方面的作用更是无可替代。

五、团队介绍

    四川省肿瘤医院放疗中心在中华医学会放射肿瘤专委会主任委员郞锦义的带领下,拥有多种高端放疗设备,配备有丰富超声影像学经验的医师、物理师及技师。对三维超声图像引导技术在乳腺癌、前列腺癌、宫颈癌及膀胱癌等病种的临床应用已经积累了丰富的经验。患者在取得满意疗效的前提下,可以接受更少的医疗辐射,更好地保护了肿瘤周围临近的正常组织,提高了生活质量。团队的最终目标是达到每个病人的个体化治疗、精准放疗。( 头颈乳腺放疗病区 马家宝)

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