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圖像引導放射治療理論與實踐 版權信息
- ISBN：9787559140043
- 條形碼：9787559140043 ; 978-7-5591-4004-3
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
圖像引導放射治療理論與實踐 本書特色
本書致力于將IGRT原理與技術融入放射治療實踐的學者及學生而言，本書無疑是寶貴資源。它不僅能夠幫助讀者深入理解IGRT的精髓，還能激發創新思維，推動放射治療領域的持續進步與發展。
圖像引導放射治療理論與實踐 內容簡介
《圖像引導放射治療理論與實踐》一書深入剖析了正在重塑放射治療實踐格局的圖像引導放射治療（IGRT）的物理原理與技術精髓。本書不僅系統闡述了IGRT的核心理論，還詳盡介紹了其前沿技術應用，為讀者構建了一個從基礎到應用的全面知識體系。
圖像引導放射治療理論與實踐圖像引導放射治療理論與實踐 前言
原著前言
醫學成像技術的飛速進步大大地提升了腫瘤放射治療的精確度，通過圖像引導放療（Image Guided Radiation Therapy，IGRT）能夠將放射劑量準確地傳輸到腫瘤區域，從而保護更多的健康組織。IGRT的進步不僅有助于提高腫瘤控制概率（Tumor Control Probability，TCP）、降低正常組織并發癥概率（Normal Tissue Complication Probability，NTCP），而且還可以使放射治療期間腫瘤位置、大小和形狀的變化能夠被量化和解釋，進而提高劑量傳輸的幾何精度和準確性。值得注意的是，除了在放療中使用MV級成像進行圖像引導外，幾乎所有的診斷級成像方法，如kV 級X射線、計算機斷層掃描成像（Computed Tomography，CT）、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）和超聲成像，都被用于放療中的圖像引導。IGRT發展的意義重大，盡管有部分教材和論文描述了IGRT設備的物理原理和臨床技術，但廣大腫瘤放射治療從業者一致認為，一本能夠全面提供IGRT技術細節、物理原理以及質量保證要求的專業教材將有助于醫學物理專業、放射腫瘤學專業和放射治療技術專業的學生學習并應用好IGRT這項技術。
圖像引導放射治療理論與實踐 目錄
目 錄
第1章 放射治療及圖像引導放療概述 1
1.1 放射治療的基本原理 1
1.2 放射治療（Radiation therapy，RT）的實現方法 3
1.2.1 三維適形放療（Three-Dimensional Conformal Radiation Therapy，
3D-CRT） 3
1.2.2 調強放療 （Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT） 3
1.2.3 容積旋轉調強放療（Volumetric Modulated Arc Therapy，VMAT） 4
1.2.4 螺旋斷層放療系統（Tomotherapy） 5
1.3 放射治療中進行醫學成像的必要性 5
1.3.1 2D圖像引導——平面成像 6
1.3.2 千伏級（Kilo Voltage，kV）平面成像 7
1.3.3 基于容積圖像的IGRT系統 7
1.3.4 基于CBCT的容積成像 8
1.3.5 基于分子影像成像的IGRT系統——生物引導放療 8
1.4 非電離輻射成像的IGRT系統 9
1.4.1 基于超聲的IGRT系統 9
1.4.2 基于磁共振（Magnetic Resonance Image，MRI）成像的IGRT系統 9
1.4.3 光學體表成像的IGRT系統（Surface Guided Radiation Therapy，SGRT） 10
1.5 IGRT系統的優點 10
參考文獻 10
第2章 基于離線2D影像的IGRT系統 14
2.1 基于放射膠片的IGRT系統 14
2.1.1 帶金屬濾網膠片探測器的需求 15
2.1.2 放射治療中膠片及平面成像的臨床應用 16
2.1.3 膠片平面成像的幾何問題 17
2.1.4 數字影像的轉換 17
2.2 計算機輔助的X線攝影（CR）引導放射治療系統 17
2.2.1 概述 17
2.2.2 CR影像板-光激勵存儲熒光板 18
2.2.3 光激勵熒光板成像的原理 19
2.2.4 CR讀取器 20
2.2.5 CR信息讀取過程 20
2.2.6 CR成像特點 20
2.2.7 應用CR進行患者放療位置的驗證 22
2.2.8 在60Co治療機上應用的CR平面成像系統 23
2.2.9 直線加速器上應用的CR平面成像系統 24
2.2.10 直方圖均衡化 24
2.2.11 CR圖像配準 25
2.3 CR平面成像在IGRT中的應用進展 26
2.4 小結 26
參考文獻 28
第3章 基于電子射野影像裝置的IGRT系統 30
3.1 概述 30
3.2 基于視頻相機（TV camera）的EPID 31
3.2.1 探測器 31
3.3 基于光纖的EPID 33
3.3.1 光纖EPID的缺點 34
3.4 基于液體電離室的EPID 35
3.5 基于有源矩陣平板成像儀（Active-matrix，flat-panel imager，AMFPI）的EPID 37
3.5.1 直接轉換平板成像儀 38
3.5.2 間接轉換EPID 39
3.5.3 市售AMFPI的問題 42
3.5.4 重影和噪音 42
3.6 EPID的臨床使用 43
3.6.1 EPID的一般工作流程 44
3.6.2 基于標志物EPID的使用 44
3.6.3 利用EPID追蹤植入標志物進行4D放射治療 45
3.6.4 誤差及在線和離線糾正策略 46
3.6.6 糾正策略 48
3.7 小結 50
參考文獻 52
第4章 基于2D的kV級影像的IGRT系統 57
4.1 基于kV級X射線的立體成像系統 57
4.1.1 BrainLAB ExacTrac X射線6D立體定向影像引導放射治療（IGRT）系統 57
4.1.2 ExacTrac動態系統——SGRT和IGRT系統的集成 61
4.1.3 Cyberknife系統（Cyberknife） 62
4.1.4 立體成像系統的優缺點 66
4.2 機載式2D kV IGRT系統 66
4.2.1 發展歷程 66
4.2.2 商用機載式2D-kV IGRT系統 67
4.2.3 kV級 X射線集成的Elekta直線加速器（X-Ray Volume Imager，XVI） 67
4.2.4 kV 級X射線集成的Varian直線加速器（On-Board Imager，OBI） 68
4.2.5 使用kV 級X射線系統進行擺位驗證 69
4.2.6 基于標記的位置驗證 70
4.2.7 去金屬偽影（MAR） 71
4.2.8 標記物移位 72
4.3 小結 73
參考文獻 74
第5章 基于容積成像的IGRT系統 78
5.1 概述 78
5.1.1 CT機的發展 79
5.1.2 CT圖像重建 81
5.1.3 扇形束CT圖像重建 82
5.2 滑軌CT機（放射治療室內的CT機） 83
5.2.1 基于滑軌CT機的IGRT系統的工作流程 86
5.2.2 基于滑軌CT機的IGRT系統的不確定性 86
5.2.3 基于滑軌CT機的IGRT系統的臨床應用及進展 87
5.3 Tomotherapy系統 87
5.3.1 Tomotherapy中基于MV級CT的IGRT系統 87
5.3.2 Tomotherapy中的MV級CT成像系統 90
5.3.3 Tomotherapy中基于kV級CT成像系統 90
5.3.4 Tomotherapy中IGRT的工作流程 90
5.4 基于CBCT的IGRT系統 91
5.4.1 CBCT圖像重建 91
5.4.2 MV級CBCT系統 93
5.4.3 MV級CBCT系統的發展歷程 94
5.5 Halcyon治療機 94
5.5.1 Halcyon治療機IGRT的工作流程 95
5.6 基于kV級 CBCT的 IGRT系統 96
5.6.1 搭載kV級 CBCT 的 Halcyon治療機 96
5.6.2 搭載4D IGRT系統的Vero治療機 96
5.6.3 搭載IGRT系統的Sidharth II治療機 97
5.6.4 基于C形臂直線加速器的CBCT系統 98
5.6.5 蝶形濾波器 105
5.6.6 縱向擴展 FOV的IGRT系統 106
5.6.7 呼吸關聯的CBCT成像系統（4D-CBCT） 107
5.6.8 4D CBCT 重建 109
5.6.9 條紋偽影去除術 109
5.6.10 投影圖像數量與圖像質量的關系 110
5.7 圖像配準 111
5.7.1 圖像配準的基本原理 111
5.7.2 圖像形變配準 112
5.7.3 圖像配準中的特征空間和相似性測量 112
5.7.4 圖像轉換模型 113
5.7.5 腫瘤放射治療圖像形變配準的應用 113
5.8 3D容積IGRT系統的臨床應用 114
5.8.1 自適應放射治療（ART） 114
5.9 小結 118
參考文獻 119
第6章 IGRT系統的驗收、質量保證及輻射劑量 127
6.1 概述 127
6.2 IGRT系統質量保證項目的要求 128
6.2.1 安全性 128
6.2.2 幾何精度 128
6.2.3 圖像質量 128
6.3 EPID系統的驗收及質量保證 128
6.3.1 機械性能校準 128
6.3.2 機械性能及安全性測試 129
6.3.3 成像系統性能測試 129
6.3.4 圖像校準 132
6.3.5 EPID軟件驗收 133
6.3.6 EPID質量保證 133
6.4 立體成像系統的驗收及質量保證 135
6.4.1 BrainLab的ExacTrac X射線6D立體定向IGRT系統 135
6.4.2 ExacTrac X線系統與直線加速器等中心的對齊測試 136
6.4.3 ExacTrac系統的日常周期性質量保證項目 138
6.4.4 射波刀放射治療系統 138
6.5 滑軌CT的 IGRT系統的驗收及質量保證 142
6.5.1 幾何精度 142
6.5.2 圖像質量 143
6.5.3 激光燈系統 143
6.5.4 端到端的測試 143
6.6 Tomotherapy系統中MV級IGRT系統的驗收及質量保證 143
6.6.1 幾何性能測試 144
6.6.2 圖像質量測試 145
6.7 Halcyon IGRT裝置 149
6.7.1 安全聯鎖裝置 149
6.7.2 幾何測試 149
6.8 機架式kV-X射線平面和CBCT成像系統 151
6.8.1 幾何校準 152
6.8.2 X 射線參數的校準 154
6.8.3 圖像校準：kV級平面圖像 154
6.8.4 kV級CBCT圖像 155
6.8.5 縮放比例和距離的精度 156
6.8.6 對比度分辨率 156
6.8.7 空間分辨率 157
6.8.8 均勻性和噪聲 157
6.8.9 HU 校準和精度 158
6.8.10 圖像配準 159
6.8.11 安全性測試 161
6.9 IGRT中的輻射劑量 161
6.9.1 介紹 161
6.9.2 IGRT中成像劑量管理的重要性 162
6.9.3 射野成像期間的劑量 163
6.9.4 立體成像劑量 165
6.9.5 滑軌CT的成像劑量 166
6.9.6 MVCT的成像劑量 166
6.9.7 MV級CBCT 的成像劑量 168
6.9.8 kV級CBCT的成像劑量 168
6.9.9 成像劑量管理 169
6.10 小結 170
參考文獻 171
第7章 外照射放療中基于超聲的IGRT系統 178
7.1 概述 178
7.2 超聲成像的物理原理 178
7.3 超聲成像中的超聲波頻 180
7.4 掃描模式 180
7.5 超聲成像技術 181
7.5.1 經直腸超聲（TRUS）成像 181
7.5.2 經腹部超聲（TAUS）成像 182
7.5.3 經會陰超聲（TPUS）成像 182
7.6 3D超聲成像系統 182
7.7 基于超聲的商用 IGRT 系統 183
7.7.1 BAT 系統 183
7.7.2 Sonarray® 184
7.7.3 Clarity® 系統 185
7.8 分次間和分次內超聲 IGRT 的工作流程 185
7.8.1 分次間超聲成像 185
7.8.2 分次內超聲成像 187
7.8.3 應用超聲影像進行器官運動估算的技術（4DUS） 187
7.9 基于超聲IGRT系統的驗收及質量保證 190
7.9.1 激光燈系統 190
7.9.2 系統校準 190
7.9.3 模體偏移測試 191
7.9.4 激光燈偏移測試 191
7.9.5 光學系統穩定性測試 191
7.9.6 圖像質量及其一致性測試 191
7.9.7 端到端的測試 192
7.10 超聲 IGRT 系統的發展 193
7.11 應用超聲IGRT的挑戰 194
7.12 小結 195
參考文獻 195
第8章 基于磁共振的IGRT系統 199
8.1 概述 199
8.2 MRI物理原理 199
8.2.1 凈磁場的產生和氫質子 199
8.2.2 進動 200
8.2.3 射頻（RF）能量和共振 201
8.2.4 T1弛豫 201
8.2.5 T2弛豫 202
8.2.6 重復時間（TR）和回波時間 （TE） 203
8.2.7 MR脈沖序列 204
8.3 將MRI集成到直線加速器進行IGRT的挑戰 204
8.3.1 磁場對直線加速器的影響 204
8.3.2 電子聚焦效應（EFE） 205
8.3.3 電子回轉效應（ERE） 205
8.3.4 直線加速器對MRI圖像的影響 207
8.3.5 MR Linac方向 209
8.4 多種MRIgRT系統 209
8.4.1 ViewRay MR-linac 210
8.4.2 Elekta MR Unity IGRT系統 213
8.4.3 Aurora-RT™核磁加速器 220
8.4.4 澳大利亞的MRI-linac系統 220
8.4.5 序貫式的MRgRT的系統 221
8.5 小結 222
參考文獻 223
第9章 基于光學體表成像的IGRT系統 227
9.1 光學體表引導放療基本原理 227
9.2 臨床用SGRT系統 228
9.2.1 與參考體表的融合配準 228
9.3 AlignRT光學體表成像系統 229
9.3.1 AlignRT光學體表成像系統的基本原理 230
9.3.2 AlignRT光學體表成像系統的校準及質量保證 230
9.4 Catalyst™/Sentinel™的SGRT系統 233
9.4.1 Sentinel™光學引導治療系統 233
9.4.2 Catalyst™光學體表掃描儀 233
9.4.3 基于Catalyst™/Sentinel™的SGRT系統的質量保證 234
9.5 SGRT的優點 235
9.6 SGRT的局限性 236
9.6.1 對外部因素的敏感性 236
9.6.2 系統延遲 236
9.6.3 人體皮膚表面與內部解剖結構運動的關聯性 236
9.7 小結 236
參考文獻 237
附錄 國內圖像引導放療設備介紹 239
1 一體化診斷級CT引導直線加速器 239
1.1 C形臂CT引導直線加速器 239
1.2 環形CT引導直線加速器 247
1.3 診斷級CT圖像引導放療技術特點 248
1.4 診斷級CT圖像引導放療臨床應用 250
1.5 CT-linac圖像引導的重要指標與性能 254
參考文獻 255
2 一體化MR引導直線加速器 255
2.1 國內MR-LINAC技術發展現狀介紹 255
3 CT模擬定位機 257
3.1 CT模擬定位機功能介紹 257
3.2 設備原理和組成 257
3.3 國內CT模擬定位機產品介紹 259
3.4 CT模擬定位機未來技術發展 261
參考文獻 261
4 MR模擬定位機 262
4.1 MR模擬定位機的組成 262
4.2 與傳統MR的區別 262
4.3 磁共振用于放射治療的優勢 263
4.4 結論 265
參考文獻 265
展開全部
圖像引導放射治療理論與實踐 作者簡介
原著作者B.保羅·拉文德蘭博士是印度韋洛爾基督教醫學院（CMC）放射物理學退休教授，目前在印度那加蘭邦迪馬布爾基督教健康科學研究院擔任首席醫學物理學家。 第一主譯鞏貫忠，副主任技師，山東省腫瘤醫院放射物理師，放射物理技術科副主任。澳大利亞悉尼大學訪問學者，山東第一醫科大學醫學物理系副主任，中國生物醫學工程學會醫學物理分會第二屆青年委員會副主任委員，主要從事醫學圖像處理引導腫瘤精確放療的基礎研究及臨床應用工作。 楊波，副主任技師，北京協和醫院副主任、物理組組長。主要從事圖像引導調強放療、立體定向放療、自適應放療、能譜CT等放射治療技術及質量保證與質量控制的研究。 陳利，副研究員，碩士生導師，中山大學腫瘤防治中心放療科物理師，物理組組長。主要從事精準放射治療技術及人工智能的臨床應用研究。 胡彩榮，福建省腫瘤醫院放療物理師，副主任技師，福建醫科大學放射醫學/放射物理學與輻射劑量教研室主任。主要從事腫瘤放射治療圖像引導技術和輻射劑量學的臨床應用及相關研究工作。
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