光之所及，精准所至——光学体表引导助力精准放射治疗
人体进行自主DIBH时，吸入的气体量无法量化，在无辅助监测手段的干预下，不同分次甚至分次内的不同屏气间可能有较大差异； 常规屏气监测工具如气流量监测工具ABC（Active Breathing Coordinator, ABC）（图1a）存在漏气无法监测、固定吸气量乳腺表面仍存在不可忽视变化等问题。红外反光块RPM（Real-time Position Management, RPM）（图1b）只能跟踪人体表面的一个点，且呼吸运动的监测精度受标记块放置位置的影响； 屏气时，人体由于紧张等原因每次可能会有不同的呼吸方式，同时屏气过程中可能出现假屏气情况，这些都可能引起肿瘤相对位置和胸部轮廓改变，对放疗交付剂量产生影响； 相关研究发现，与腹式呼吸相比，当采用胸式呼吸时，人体胸廓扩展程度腹背方向最大有1.9 cm 的差异，同时在紧张情况下更容易呈现胸式呼吸。所以确保每次呼吸模式的一致性是非常重要的。
图1 （a）ABC呼吸流量监测系统，（b）RPM红外运动监测系统。
如何解决上述问题，以确保每次的DIBH都能够真实、准确地实施，从而使患者从该技术中真正获益，这是我们团队在前期乳腺癌DIBH技术实施中所考虑的重点。今天，小编为大家介绍下本中心目前正在使用的一项前沿工具——光学体表引导放疗系统（Surface-Guided Radiation Therapy, SGRT），通过该项技术，上述问题将迎刃而解。
SGRT基本原理是在治疗床周围的天花板上安装专业级摄像机（图2a，2b），利用光学成像技术和上万个几何结点重建出感兴趣区附近的三维实时体表图像，与参考体表进行匹配比较，获得实时六个自由度位置误差信息（图2c），利用可视化的界面帮助患者进行摆位、监测和门控，帮助达到放射治疗目标。该系统有效精度可以达到亚毫米级别，在监测乳腺癌患者DIBH时，体表的轻微运动都可以被准确监测到（图2d）。
SGRT可将获取的人体实时体表影像与体表外轮廓生成的影像相比较，同时监测六个自由度的表面。相较于常规的ABC与RPM系统，其对人体呼吸运动的监测范围更广、灵敏度与精确度更高。同时可以监测屏气模式是否改变，帮助分析患者呼吸状态，保证高效稳定的屏气。
另外，SGRT在CT定位时可以不需要辅助设备，可由患者自主控制呼吸，降低对患者要求的同时也提高了其耐受性。在治疗过程中通过实时训练模块为患者提供实时屏气指导，患者可以直观监测自己的吸气量是否满足要求，提高了可重复性和稳定性。可以说，SGRT是非侵入性并可靠的DIBH解决方案。
当然，SGRT的优势不仅仅限于乳腺癌DIBH，其在整个放疗流程中的应用也是非常广泛的：
引导临床摆位：提高摆位精度，降低实际摆位误差，提高摆位效率； 无体表标记复位：定位时身上的标记线由于出汗、洗澡等原因导致的丢失，无需进行二次定位，仅需SGRT下重新复位即可； 实时运动监测：可实时监测放疗过程中患者的呼吸、咳嗽、身体不适与肌肉疲劳导致的分次内运动，及时中断出束避免治疗偏差的产生； 开放式面罩放疗：对于部分幽闭恐惧症或对热塑膜耐受性差的患者，可通过开放式面罩辅助光学体表引导，在提高放疗舒适度的同时降低运动导致的治疗偏差。
后续我们将进一步拓展SGRT的应用，使其在更多类型的肿瘤放疗中得到应用，为大家的全流程精准放疗保驾护航。
参考文献
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