放疗对癌症的效果确切，是癌症治疗的主要手段之一。2020年全球癌症统计报告数据显示，中国癌症的新发病例约为457万例，占全世界的23.7%，约70%癌症患者需要放疗。

放疗是利用X射线、γ射线、电子线、质子束、重离子束等放射线对病灶进行照射，通过射线对人体组织产生的生物效应，最大程度地杀死肿瘤细胞，使其缩小甚至消融。除了主要用于恶性肿瘤治疗外，还可用于治疗一些良性疾病。

什么是在线自适应放疗？

肿瘤的放疗周期一般需要进行20～30次，时间长达1个月。在这过程中，肿瘤退缩、原来有炎症和不张的肺组织发生变化、患者体重变化、正常器官形状和位置变化等，都可能会导致肿瘤形态、位置、大小的改变。如何分毫不差地精准打击肿瘤，同时最小程度的伤害近在咫尺的正常组织是放射治疗技术发展的方向。

1997年Yan D 等人提出了自适应放疗的概念，自适应放疗是一个闭环的放射治疗过程，治疗计划可以通过测量的系统反馈进行修改[1]。其核心包括四个要素：(1)治疗中的剂量分析；(2)治疗中动态变化的识别与评估；(3)放疗计划修改的决策；(4)自适应放疗 计划设计。自适应放疗由图像引导放疗发展而来，额外考虑了患者解剖结构在治疗过程中的动态变化。

在线自适应是自适应放疗技术的一种形式，能够在患者治疗分次间追踪肿瘤的动态变化，并在线调整患者的治疗计划，为肿瘤患者提供更加精确、智能、快速、高效的治疗方案。目前国际上可以开展在线自适应放疗的设备主要有：瑞典医科达的Unity、美国瓦里安的Ethos和上海联影医疗的uRT-linac 506c 一体化CT直线加速器（下图）。

开展在线自适应放疗的条件有哪些？

1.硬件基础

（1）高清影像设备

在线自适应放疗以直线加速器的机载影像为基础，进行勾画与再计划，这就需要高质量影像。传统的机载影像，由于CBCT的局限性，其质量无法媲美CT，难以满足病灶的勾画和剂量计算的需求，尤其是腹、盆腔软组织较多的部位。因此，需要清晰的定位图像才能满足在线自适应放疗定位要求。此外，整个系统还要能无缝接入MR、PET等多模态影像，有助于医生更精准的靶区勾画。

（2）高精准的治疗设备

治疗计划通过验证后，需要速战速决，因此高精准且出束快的直线加速器是在线自适应放疗的必备条件。

2.软件基础

配备人工智能赋能的在线勾画与计划系统。经过大量训练的神经网络人工智能做出的靶区勾画和物理计划，只需医生和物理师微调，让勾画和计划得到了显著的提速。

3.高效的工作流

器官无规律运动常常在数分钟、十几分钟内改变。在线自适应放疗的本质是基于软硬件一体化的整个流程体系，需要放疗医生、物理师、技术员的全体参与，需要高效的轮廓勾画、快速的治疗计划系统、精准的质量验证/保证系统、放射治疗出束设备等多重加持，是一个非常复杂的平台。因此高效的工作流是保证在线自适应放疗顺利进行的基础。

4.在线质量控制

质量控制(QA)是放射治疗的安全性和精准性的保证。开展在线自适应放疗需要使用高水平的在线质量控制系统，在短时间内验证通过，不增加额外剂量，流程便捷、剂量精准。

在线自适应放疗的工作流程？

在线自适应放疗是图像引导放疗发展延伸出的一种新型放疗技术，把整个放疗过程，即从诊断定位、计划设计、治疗实施到验证作为一个可自我响应、自我修正的动态闭环系统。对放疗过程中的各个偏差进行检测并反馈。其通过获取的患者解剖图像信息来对初始计划进行修正和优化再继续治疗，属于针对每一位患者的个体化特征而制定的个性化治疗方案，是真正的精确放疗。下图为一体化CT直线加速器开展在线自适应放疗的流程。

一体化CT直线加速器在线自适应放疗流程

实例展示

宫颈癌在线自适应放疗

处方剂量：50.4Gy/28F

第28分次IGRT图像显示病灶缩小，膀胱充盈不足，致子宫体下沉，遂进行在线自适应放疗，缩小靶区，重新优化计划。通过计划对比可知，若继续执行原计划，肠道等危及器官受到了不必要的照射，靶区剂量适形度差。

在线自适应计划治疗期间，使用EPID在体剂量验证，实时捕捉变化，对在体剂量进行3D剂量重建分析，γ通过率达到98.32%，证实计划得以精准实施，流程安全可靠。

在线自适应放疗的意义？

一项大型多中心临床试验表明，来自12个肿瘤中心的731患者在接受图像引导自适应内照射放疗后，IB期、IIB期和IIIB 期患者的3年局部控制率分别为96%、89%和73%，优于以往接受常规放疗的其他单中心或多中心临床试验[2]。温州医科大学的一项鼻咽癌IMRT临床研究中，接受和不接受自适应放疗的分别有33位和66位患者，结果显示AJCC 分期T3 以上患者在接受自适应放疗后3年无进展生存率得到改善，同时减轻了慢性副反应[3]。Chuong et al于2021年在美国放疗年会ASTRO上发表了使用MRIdian-Linac系统治疗的多中心胰腺癌的在线自适应放疗临床效果：148名胰腺癌患者2年OS为52.7%[4]，相比使用常规加速器的胰腺癌治疗（2年OS约为20%）大幅提高了胰腺癌患者的生存率。

开展在线自适应放疗技术，不仅要有先进的放疗设备，还需要治疗团队精湛的技术和密切的配合。该技术解决了肿瘤靶器官变化、周围器官容积变化对靶器官的影响等问题；在线自适应放疗在头颈部肿瘤、肺癌、胰腺癌、宫颈癌等肿瘤可提高肿瘤的局部控制率和生存率，同时降低对正常组织的损伤，为肿瘤患者带来福音。

参考文献

[1]Yan D, Vicini F,Wong J,et al.Adaptive radiation therapy[J]. Physics in Medicine & Biology, 1997,42(1):123-132.

[2]STURDZA, ALINA, POETTER, et al. Image guided brachytherapy in locally advanced cervical cancer: Improved pelvic control and survival in RetroEMBRACE, a multicenter cohort study[J]. Radiotherapy and Oncology,2016,120(3):428-433.

[3]Zhao L,Wan Q, Zhou Y, et al. The role of replanning in fractionated intensity modulated radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma.[J]. Radiotherapy & Oncology Journal of the European Society for Therapeutic Radiology & Oncology, 2011,98(1):23-27.

[4]2021 ASTRO Long-Term Multi-Institutional Outcomes of 5-Fraction Ablative Stereotactic MR-Guided Adaptive Radiation Therapy (SMART) for Inoperable Pancreas Cancer With Median Prescribed Biologically Effective Dose of 100 Gy