综述:质子治疗中的表面引导放射治疗(SGRT):机遇与挑战展望

【字体: 时间:2025年09月22日 来源:Physica Medica 3.2

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  本综述系统探讨了表面引导放射治疗(SGRT)在质子治疗中的前沿应用,重点剖析了其通过非电离辐射实现实时患者定位与运动监测的临床价值,及其在提升治疗精度、减少影像剂量(尤其对儿科患者)方面的独特优势,同时直面质子治疗中剂量分布敏感性的特殊挑战。

  

当前SGRT技术

表面引导放射治疗(SGRT)系统采用先进的光学表面成像(OSI)技术,通过非电离、非侵入方式实时监测患者体表。其核心是通过精密光学设备获取患者表面点云坐标,生成深度图并重建三维表面模型,再通过专有配准算法与参考表面(基于计划CT或治疗初始采集表面)进行比对。主流技术包括基于立体视觉的被动立体成像、结合结构光投影的主动立体成像,以及激光测距扫描系统。不同系统在采样率、空间分辨率和工作距离上各有特点,需根据临床场景选择。

患者定位

SGRT在质子治疗中的定位应用正逐步兴起,其价值在光子治疗(如乳腺癌和颅内放射外科)中已得到验证。传统质子治疗依赖激光对齐和X射线成像,但SGRT可提供无辐射的预定位,减少不必要的成像剂量。对于非共面治疗床角度,SGRT能通过多摄像头覆盖解决光学遮挡问题,提升定位效率。研究表明,SGRT与X射线成像结合可显著降低儿科患者的累积成像剂量,这对辐射敏感的群体尤为重要。

运动管理

质子治疗对解剖变化和体内运动高度敏感,因此SGRT的实时运动监测功能至关重要。其通过呼吸门控技术(如深吸气屏气-DIBH)管理胸腹部目标的运动,利用体表与内部靶区的相关性进行运动预测。然而,体表-靶区相关性可能受组织变形影响,尤其在盆腔等区域需谨慎应用。部分系统已集成子体积监测功能,可针对特定解剖区域(如胸壁)进行高精度跟踪。

SGRT在不同临床部位的当前评价

SGRT的通用性使其适用于多部位定位,但体内运动监测主要限于体表-靶区相关性强的区域:包括浅表目标(如乳腺癌)和具有明确地形特征的刚性区域(如头面部和四肢)。在头颈部治疗中,SGRT可辅助调整肩部位置;在乳腺癌DIBH治疗中,能减少心脏照射剂量;在盆腔治疗中,则需注意肠腔充气等因素导致的体表-靶区相关性偏差。

结论

SGRT作为质子治疗的重要辅助工具,通过增强体内运动管理、验证非共面治疗定位以及配合射程移位器等束流修饰器提升计划灵活性。其作为CBCT或kV成像前的预定位工具几乎适用于所有治疗部位,包括使用短面具的头颈部病例。更重要的是,SGRT的非电离特性使其成为儿科质子治疗中减少成像剂量的理想选择。未来需进一步研究体表-靶区相关性建模、系统集成标准化以及多模态影像融合策略。

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