深度解读图像引导放射治疗(IGRT)3个误区

非原创

2023

相约第1086天

专注于大影像及上下游产业链的深度解读

导语

上海电气医疗研发中心的科普文，非常客观的一篇科普文，推荐之。

无论是在传统光子放疗领域还是在粒子放疗领域，图像引导放射治疗（IGRT）的重要性日益凸显。IGRT技术不再是一种只有最高端设备上才有的锦上添花的高级选项；相反地，它已成为中端设备甚至入门级设备的标准配置。

随着精准放疗发展理念的进一步强化，图像引导放射治疗（IGRT）成为临床治疗的法规强制要求也将预料可期。将来的放疗，没有定位的精准和剂量的精确、没有IGRT技术支撑的精准放疗都是不可想象的。 由于涉及临床、放疗、影像、信息化/软件等多学科交叉和多领域结合，很多人对IGRT并不真正了解。本文将对三个常见认识误区进行深度和多角度解读，以期促进IGRT概念的正确理解和传播。由于作者经验和知识所限，文中错误或遗漏之处在所难免，欢迎批评指正，或与之联系以便进一步深入探讨。

误区1、IGRT就是放疗系统里的影像设备  

IGRT其实是一个系统级的解决方案，实现过程涉及众多硬件、软件算法和临床流程操作等完整链条的不同环节。在这个链条中，影像设备起关键作用，对IGRT整体性能影响重大。然而，虽然影像设备是占C位的“大明星”，用其代言以更好宣传IGRT亦无不可，但不可轻视甚至忽略“背后团队“的力量。

从放疗临床流程的角度，IGRT 涉及到的环节至少包括：用于制定放疗计划的成像，治疗照射前病人摆位/定位成像，两次成像的图像配准，摆位校正，治疗照射过程中运动监控成像及校正，治疗照射后的影像评估等。

这里有IGRT系统的“眼睛“ （成像模块，或称为信息获取模块）、”大脑“（算法/软件模块和控制系统模块，或称为信息分析处理模块）和“双手”（执行模块，比如治疗床等）；“眼”-“脑”-“手”的无缝衔接和完美配合（系统高度集成、闭环和智能化）才能达到最好的IGRT整体性能。

解读

IGRT不是“单项赛”而是“综合赛”；IGRT“团队”的“明星队员”对提升“团队”整体能力至关重要，但仅靠“明星队员”并不能站上领奖台。 

误区2、影像质量越高，IGRT性能就越好  

如上所述，由于IGRT是一个系统级的解决方案，所涉链条的任一环节的误差都会传递、累积到IGRT的系统误差之中；越是短板之处，影响越大。任一环节性能的提升并不必然导致IGRT整体系统性能的提升，需要其他环节的调整配合以发挥出其最大潜能。

从IGRT发展的历史来看，影像质量曾在很长一段时间内是IGRT的最大瓶颈之一。对很多人而言，解决这个短板也就成为提升IGRT性能、提高产品定位的当务之急和重中之重。比如，相比最初的2D MV EPID，2000年左右开始出现的3D kV CBCT (Volume Imaging) 的图像质量有了质的飞跃，放疗正式进入了IGRT时代。

而相比CBCT，诊断级扇形束CT（简称CT）图像更清晰、软组织分辨力更强，MR比CT又进一步提升了软组织分辨力和功能成像，CT-IGRT和MR-IGRT不仅能使定位更精准，其图像质量也足以用来制定/修改放疗计划，引领放疗进入自适应放疗（Adaptive Radiation Therapy, ART）时代。此外，还有不少团队在做PET-CT等分子影像IGRT、多模态结合影像IGRT等相关研究。可以说，IGRT系统的影像质量已有了长足的进步、甚至“过剩”之忧（幸福的烦恼）。

当影像质量不再是问题之后，原本不是瓶颈的链条中的其他环节就会凸显出来，成为新的瓶颈，比如图像配准算法、或治疗床的运行精度、或IGRT各模块的集成程度等。IGRT就像是一场进行中的“接力赛”，还未到完全满足临床对精准放疗需求的终点。也许有人刚跑第一棒，也有人在跑第二或第三棒，甚至有人开始跑第四棒。

解读

是不是“影像质量越高，IGRT性能就越好“？不同人的答案或有不同，取决于人们所关注的焦点在哪、所面临的最大问题在哪。

误区3、放疗设备上装影像设备才算有IGRT

这其实涉及到IGRT的另一个关键问题：IGRT链条上各模块在空间和时间上的集成程度，及其对IGRT系统性能的影响。解读这个误区之前，我们先看一下IGRT的分类及权威定义：

但需要指出的是，将影像设备和放疗设备装配在一起并不是唯一的选择。比如，医科达Clarity超声IGRT并不是将超声装配到放疗设备上，安科锐赛博刀的x射线交叉双平板IGRT的球管和探测器固定在了天花板和地板上，但这并不影响它们成为典型的在线或实时IGRT。

解读

从不同房间到同一房间，从分体到一体，从非共面到共面，从非同源到同源，都是IGRT技术发展的重要过程，而真正实现精准放疗才是IGRT的根本目标。

结论

IGRT技术仍在快速发展中。在技术螺旋上升的过程中，链条中的不同环节可能扮演着瓶颈或引领者的角色、且可能在不同时期在两角色间切换，链条中的其他环节以不同的形式重组、解构，然后再重组，IGRT方案也会以不同的形式呈现。但无论怎样，其本质目标是服务临床过程、满足临床需求，实现更精准的放疗。

END

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