近日，甘肃省肿瘤医院放射治疗研究中心与放疗一病区密切合作，在医科达公司杜新荣工程师的现场指导下，应用医科达超高端四维多模态图像引导医用电子直线加速器（Infinity）成功开展了甘肃省首次、西北地区第二前列腺癌多模态图像引导放射治疗技术。
所谓多模态四维图像引导是在医用电子直线加速器上既配置了机载千伏级四维锥形束CT（kV-4D-CBCT）又配置了四维超声影像系统（Clarity系统）的多种图像引导下进行放射治疗。在放射治疗过程中利用多种影像技术实时监控肿瘤靶区的时空信息并加以校正的放射治疗手段。
四维锥形束CT是一种四维影像技术，能够提供肿瘤的时空位置信息，从而提高肿瘤靶区的放疗精度。四维超声图像实时引导放射治疗技术，是当前国际上最先进的一种无创、无辐射的放射治疗技术，利用专用超声探头，在治疗前和治疗中完成实时监测肿瘤区域位置变化的一种新的图像引导模式。此项新技术的成功应用标志着我院肿瘤放射治疗水平又迈上了一个新台阶。超声引导放射治疗系统的精度在亚毫米水平，较传统放射治疗设备的精度提高了一个数量级。
前列腺癌
前列腺癌是发达国家男性最常见的恶性肿瘤。根据最新发布的2017年全国肿瘤登记年报数据统计，前列腺癌位列男性恶性肿瘤发病率的第六位；且随着社会老龄化和居民生活水平的不断提高，恶性肿瘤呈现逐年增长的态势。前列腺癌的发病率也在逐年升高，成为威胁男性健康的主要疾病。
前列腺癌的治疗方法主要有根治性手术治疗、化疗、放射治疗、内分泌治疗。相比于其他治疗方法，前列腺癌放射治疗作为非根治性的治疗方式具有创伤小、并发症少等优点。随着越来越多的研究结果表明放射治疗在疗效和并发症上都有满意的结果，使得放射治疗在前列腺癌中的应用前景越来越广阔。此次我科采用的多模态图像引导下的前列腺癌放射治疗，可实时监控前列腺肿瘤位置，使得前列腺癌的放射治疗更加精准，通过多种图像的配准信息结果比较，选取最优移床数据，通过六维床实现精准个体化放射治疗。
工作原理
Clarity系统集成了医学诊断超声（U/S），光学位置跟踪组件，计算机软件和硬件，以获取和重建三维（3D）U/S图像数据。此数据用于定位和验证软组织解剖结构。在放射治疗过程中，Clarity系统提供了一种非电离方法来定位分次间和分次内的照射靶区。系统参考治疗坐标生成感兴趣软组织结构的3D U/S数据，治疗师根据基准日放射治疗计划中绝对组织结构的3D U/S位置数据，对分次间和分次内靶区结构位置不确定性应用六维床进行位置的校准，实现摆位误差在亚毫米级水平的个体化放射治疗精准度。
Clarity系统由ClaritySim工作站、Clarity AFC工作站和ClarityGuide工作站三部分组成。Clarity Sim工作站通常安装在CT模拟定位室中，用来获取患者的U/S图像数据，配备有经腹部扫描的低频弯曲探头（C5-2/60）和经会阴扫描的自动扫描探头（m4DC7-3/40）。技术员可根据患者需要扫描的部位选择合适的探头进行扫描。同时CT模拟定位室安装了光学跟踪系统用来获取定位室的位置坐标，从而获得U/S图像数据的空间坐标。
Clarity AFC工作站上集成了Clarity服务器，通常安装在物理室中。通过网络获取患者的U/S图像数据，用来融合患者的U/S数据和CT数据，进行患者靶区勾画，在线核准等。Clarity Guide工作站安装在加速器治疗室，结合室内安装的光学跟踪系统，用于治疗前通过超声扫描验证患者的感兴趣器官位置，帮助治疗师精确确定治疗位置，同时在治疗过程中可实时监控患者的感兴趣器官位置，受监控器官超出治疗范围时可立即停止出束治疗，实现精准放疗。该工作站也可切换成Clarity Sim工作站使用。
系统连接
四维超声引导设备主要组件
患者信息
患者：XXX，男性，61岁，患者于2020年5月主因“尿频，排尿困难1周”就诊于当地医院，行下腹部MR及相关检查后考虑前列腺癌侵犯精囊腺可能，建议穿刺活检明确。
遂患者于上级医院在腰麻下行B超引导下经会阴前列腺穿刺活检，术后活检提示为前列腺癌，结合患者PSA检查大于50ng/ml及盆腔MRI表现，患者肿瘤分期较高，精囊受侵犯，告知患者手术治疗可能没法完全切除肿瘤组织及手术风险，建议患者行根治性放疗+内分泌治疗。遂于近日入住我院，患者临床分期CT3N0M0，Ⅲb期。
CT模拟定位
U/S扫描前需对设备进行日检，将QC模体置于CT床上，调整模体和床的位置，激光灯对准模体上的标记点，在模体上倒入水，选择合适的探头进行扫描，日检通过后方可进行患者定位。该患者选择经会阴自动扫描，患者平躺于CT床上，双膝分开微曲置于经会阴自动扫描装置上(见主要配件介绍图)，将探头涂上超声耦合剂置于阴囊位置，调整探头位置直至显示最佳的前列腺影像后固定探头，并采集多幅超声图像，以便后续找出最佳图像进行配准。U/S图像获取后保持患者位置不变，贴标记参考点，获取CT扫描影像并传至Clarity AFC工作站。
靶区勾画及计划设计
在Clarity AFC工作站上选择该患者最佳U/S扫描图像，将CT图像和超声图像进行配准融合，并勾画靶区。将CT图像传至Elekta-Monaco计划系统，进一步完善靶区及危及器官勾画。物理师在最新一代Elekta-Monaco计划系统采用蒙特卡罗算法设计放射治疗计划。应用Elekta-Infinity加速器 6MV或10MV动态调强模式治疗，或多个容积旋转调强放射治疗计划方案。最大限度保护直肠、膀胱及小肠等危及器官。经与主管医师共同讨论，确认与批准最佳治疗方案。批准的治疗计划传至Clarity AFC工作站。将治疗计划等中心导入U/S图像，设置参考摆位体积。
质量保证
计划QA通过Delta4三维验证，验证结果满足临床要求。
治疗实施
治疗前在加速器治疗室对Clarity进行日检，达到系统规定的亚毫米精度。具体操作步骤参考CT模拟定位室的日检。对患者按定位时的要求进行摆位，超声探头位置与定位时保持一致并采集U/S图像数据。将治疗前的U/S图像与定位时的U/S图像进行配准，确认前列腺靶区位置，并安装床位置指示器（CPI）。
比较两者之间的位置偏差，进行位置校正。随后进行CBCT扫描并与定位CT图像进行摆位验证，参考二种影像的结果选择最佳的移床数据。治疗师根据移床数据通过六维床进行位置校准后开始治疗，治疗过程中通过Clarity Guide工作站实时监控前列腺的位置，当靶区位置偏离设定值时可手动停止出束或门控组件自动停止出束。
先进技术
Clarity超声引导能在治疗前精确定位前列腺组织，辅助临床医生勾画靶区；治疗摆位时帮助技师完成靶区位置校正；治疗中能实时监测靶区位置，实现个体化精准治疗。
甘肃省肿瘤医院放研中心引进的医科达多模态四维影像实时引导系统，可提供软组织清晰图像，便于精确勾画肿瘤边缘，最大程度保护正常组织免受放射损伤，极大地增加肿瘤放疗增益比。该项放疗新技术的广泛开展，必将给众多的恶性肿瘤患者带来更好的无创性治疗效果。借助我省首台Infinity超高端医用电子直线加速器的正式投入运行之际，放研中心将不断深挖其各项潜能，将国际最先进的放射治疗设备、分次内四维图像引导、超声引导放疗系统、主动呼吸门控、Monaco蒙特卡洛计划系统、肿瘤放疗管理系统等诸多新技术有机结合，引领精准放疗技术革新，巩固我院放疗科在省上的领头羊的地位，提升全省乃至西北地区肿瘤放射治疗的整体水平。
撰稿：陶娜 郭晴 审校：欧阳水根
科室简介
甘肃省肿瘤医院放射治疗科成立于上世纪八十年代，科室成立近40年以来，科室已发展为西北地区设备先进、技术力量强大的肿瘤放射治疗中心。甘肃省肿瘤医院放射治疗科是首批甘肃省肿瘤放射治疗临床医学中心、甘肃省放射治疗质量控制中心，甘肃省卫生医疗甲等重点学科（专业）、甘肃省肿瘤放射治疗技术联盟牵头单位、重离子治癌临床研究基地、甘肃省科技创新团队，甘肃省重离子射线治疗肿瘤科技创新团队，承担着全省放射治疗技术及创新的推广应用和人员培训任务。
科室率先开展乳腺癌保乳术后mDIBH状态下的深呼吸屏气门控技术，使得放射治疗对正常组织影响大大下降，中心率先开展甘肃省首例超声引导放射治疗并成功施实在前列腺癌患者放射治疗中，整个过程全程监控前列腺的运动轨迹，使得治疗计划实施的误差影响小于1毫米，完美的应用了多模态影像技术引导放射治疗，使我省的精准放射治疗水平向得到了显著进步和提高。甘肃省肿瘤医院放射治疗科是一个由临床治疗、放射物理和放射生物室三部分组成的专业科室，现有三个住院病区和一个放射治疗中心，其中三个亚专业治疗组，临床分为头颈、胸和腹部肿瘤三个专业组，开放床位180余张。是一支由医师、医学物理师、维修工程师、放射治疗师、护理等140余人组成的实力雄厚的专业队伍，其甘肃省领军人才2人、正高级职称5人、副高级职称12人，中级职称30人。科室现有直线加速器5台,包括当今最先进的IGRT(图象引导)加速器, CT模拟定位机及常规模拟定位机各1台，10余套逆向计划设计系统，包括Monaco、Eclipse、Oncentra、CMS等全球主流计划系统、放疗网络系统2套、2台近距离治疗机和1台热疗机等一流的设备、1台套粒子植入设备。中心配备如二维平板矩阵、三维水箱、三维剂量验证系统及绝对剂量校准仪等国际先进的放疗质控设备，主要治疗的恶性肿瘤包括鼻咽癌、头颈部肿瘤、脑瘤、肺癌、食管癌、恶性淋巴瘤、乳腺癌、直肠癌、妇科肿瘤、儿童肿瘤和软组织肉瘤等。率先在省内开展图像引导放疗（IGRT）、旋转容积调强放疗（VMAT）、立体定向放疗(SBRT)、普通调强放疗(IMRT) 、三维近距离放疗、组织间插置放疗，3D打印技术，适形放疗（CRT），术中放疗及全身放疗等放疗技术。科室承担国家973项目、卫生部行业科研专项经费项目、国家自然科学基金、甘肃省科技重大专项等研究项目，卫生部及吴阶平医学基金会肿瘤精确放疗网络研究课题、全国及西部放射治疗协作组多项中心等课题30余项。出版编辑肿瘤放射治疗相关论著20余部，发表论文200余篇，其中SCI20余篇。获甘肃省科技进步奖一等奖2项，二、三等奖各1项，甘肃省医学科技奖特等奖十余项、一等奖1项二等奖3项，地厅级奖项多项20余项。