1、目的：
　　通過應(yīng)用直線加速器機(jī)載千伏級(jí)錐形束 CT（ kilo-voltage cone-beam computer tomography, KV-CBCT）及自主編寫的FBCT-CBCT的形變配準(zhǔn)軟件“CBCT Pasting”在線采集乳腺癌保乳術(shù)后調(diào)強(qiáng)放療的患者靶區(qū)及周圍相關(guān)組織的解剖圖像，完成CBCT圖像與計(jì)劃圖像的融合，獲得靶區(qū)及周圍正常組織器官等形變的映射關(guān)系，在配準(zhǔn)后圖像實(shí)現(xiàn)及時(shí)調(diào)整治療計(jì)劃，從而完成自適應(yīng)放療。建立

2、基于三維圖像快速形變配準(zhǔn)技術(shù)的在線射野修飾校正策略，有機(jī)結(jié)合離線自適應(yīng)劑量補(bǔ)償技術(shù)，產(chǎn)生一個(gè)劑量分布與重新優(yōu)化計(jì)劃相近的理想放療計(jì)劃，實(shí)施在線射野修飾與離線自適應(yīng)劑量補(bǔ)償相結(jié)合的乳腺癌圖像引導(dǎo)自適應(yīng)放療,以充分利用治療當(dāng)日獲取的容積圖像信息。同時(shí)回顧性分析110例通過CBCT校正自適應(yīng)放療后的保乳患者的形態(tài)及解剖特征，探討其與心肺受量的關(guān)系。
　　方法：
　　1、32例乳腺癌保乳術(shù)后行瘤床同步加量(simultaneous

3、integrated boost intensity-modulated radiation therapy, SIB-IMRT)或后程加量調(diào)強(qiáng)放射治療患者入組，患者定位前行4DCT掃描，評(píng)估呼吸運(yùn)動(dòng)幅度以選擇是否應(yīng)用主動(dòng)呼吸控制（ABC）輔助定位和治療。通過患者每分次放療前后均行在線CBCT掃描記錄各方向上CBCT圖像與計(jì)劃CT圖像的配準(zhǔn)差值（左右、頭腳、前后）并得到患者每次實(shí)時(shí)靶區(qū)位移。
　　2、首先自動(dòng)進(jìn)行剛性配準(zhǔn)，再人為進(jìn)

4、行微調(diào)手動(dòng)配準(zhǔn)后傳到在TPS治療計(jì)劃系統(tǒng)。利用自主研發(fā)的 FBCT-CBCT形變配準(zhǔn)技術(shù)配準(zhǔn)并融合。用自主編寫圖像拼接軟件“CBCT Pasting”實(shí)現(xiàn) KV-CBCT圖像的無縫拼接，達(dá)到 CBCT掃描寬度的拓展，實(shí)現(xiàn)CBCT評(píng)價(jià)腫瘤靶區(qū)和危及器官的完整性，為在CBCT圖像上設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)放療計(jì)劃提供條件。圖像的梯度主要反映了腫瘤和正常器官的邊緣信息，通過配準(zhǔn)梯度場，可以很大程度上減少CBCT和FBCT密度不匹配帶來的配準(zhǔn)誤差。建立針對(duì)在

5、線直接射野修飾校正的快速形變圖像配準(zhǔn)方法。在靶區(qū)和正常關(guān)鍵結(jié)構(gòu)之間，根據(jù)投影矢量矩陣直接調(diào)整射野形狀和放療計(jì)劃，建立基于快速形變配準(zhǔn)技術(shù)的在線直接射野修飾技術(shù)。自主研發(fā)了4DCT回顧性相位分離軟件和個(gè)體化ITV勾畫軟件，并通過分析與呼吸信號(hào)同時(shí)采集的4DCT數(shù)據(jù)，探討了對(duì)在線直接射野修飾校正后的殘差進(jìn)行離線自適應(yīng)劑量補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)。在線與離線結(jié)合圖像引導(dǎo)自適應(yīng)放療的基礎(chǔ)技術(shù)完善以后，對(duì)乳腺癌患者開展在離線結(jié)合圖像引導(dǎo)自適應(yīng)技術(shù)，以驗(yàn)證該技術(shù)

6、在臨床應(yīng)用中的效率和收益。
　　3.在全程通過上述CBCT自適應(yīng)放療達(dá)到高度精準(zhǔn)的放療實(shí)施后，再次回顧性收集110例保乳患者，通過分析乳腺形態(tài)特性，如乳房大小、形狀，并進(jìn)行簡單歸類，結(jié)合胸廓斜徑、胸壁分離及最大心臟深度等參數(shù)，探討其與心肺受量的關(guān)系，以期能在大型繁忙的腫瘤放療中心篩選出受益較大的乳腺癌保乳患者進(jìn)行4DCT定位及CBCT自適應(yīng)放療，避免造成醫(yī)療資源的浪費(fèi)。
　　結(jié)果：
　　32例乳腺癌患者共獲得672套C

7、BCT圖像。在線與離線結(jié)合圖像引導(dǎo)自適應(yīng)放療的基礎(chǔ)技術(shù)完善以后，本課題組對(duì)乳腺癌患者的前5次放療進(jìn)行在離線結(jié)合圖像引導(dǎo)自適應(yīng)技術(shù)，以驗(yàn)證該技術(shù)在體部腫瘤中應(yīng)用的效率和收益。將CBCT圖像與計(jì)劃CT圖像形變配準(zhǔn)，調(diào)整初始放療計(jì)劃射野形狀，然后實(shí)施放療；機(jī)載CBCT圖像頭腳方向上跨度能夠完全包含靶區(qū)，部分無法完整再現(xiàn)全肺和心臟等乳腺癌周圍的正常結(jié)構(gòu),影響離線劑量學(xué)評(píng)價(jià)的開展，因此，放療結(jié)束后重復(fù)在線射野修飾過程，并利用開發(fā)的重建算法對(duì)在線采

8、集的2套CBCT圖像進(jìn)行拼接，分析經(jīng)過射野修飾后，靶區(qū)和危及器官的實(shí)際照射劑量與計(jì)劃照射劑量之差異，并勾畫出劑量缺陷區(qū)，以在線CBCT圖像提供的解剖結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)重新優(yōu)化放療計(jì)劃，獲得新計(jì)劃plan1，用于第2分次放療，第2分次放療時(shí)利用在線采集的CBCT圖像在線修飾調(diào)整plan1的射野，第2分次放療結(jié)束后亦行離線分析，如此循環(huán)往復(fù)。結(jié)果表明，對(duì)于乳腺癌患者，包括2套CBCT圖像采集、圖像剛體配準(zhǔn)、遙控治療床校正擺位誤差、3D圖像形變配準(zhǔn)、

9、密度校正的CBCT圖像生成、器官自動(dòng)映射和射野在線校正等步驟，均能在5分鐘內(nèi)完成，能夠滿足臨床即時(shí)性應(yīng)用的要求。而離線劑量補(bǔ)償策略需要重復(fù)在線射野修飾的過程、完成2套CBCT圖像的無縫拼接、重現(xiàn)并勾畫劑量缺陷區(qū)域、評(píng)價(jià)缺陷區(qū)域的補(bǔ)償劑量大小，特別是對(duì)包含缺陷區(qū)域的靶區(qū)進(jìn)行逆向劑量優(yōu)化過程，因此，離線劑量補(bǔ)償過程共耗時(shí)30分鐘左右。
　　通過110例保乳放療患者計(jì)劃對(duì)比，可得出最大心臟深度及胸廓比可以作為預(yù)測心肺受量的指標(biāo)。