人工智能时代的自适应放射治疗: 从实时图像引导到 实时蒙特卡罗剂量验证

祝贺医学物理进展论坛5月21日在苏州顺利召开，在戴建荣主席及邱杰主席的主持下，国内多位学术大咖共同分享了放射治疗新技术的进展及对未来的展望。其中，中国科学技术大学的徐榭教授受邀分享了报告《人工智能时代的自适应放射治疗: 从实时图像引导到实时蒙特卡罗剂量验证》。

徐榭教授在会议上分享报告

自适应放疗(adaptive radiation therapy,ART)ART定义为：自适应放疗是一个闭循环的放射治疗过程，它能够通过一系列图像反馈信息来检测系统变化，继而根据变化的反馈值相对应地重新优化治疗计划，达到个体化治疗的目的。

精准、快速、个性化是放射治疗的发展方向，而自适应放疗旨在保证患者分次治疗的准确性，不受器官、靶区位置影响，不受设备及摆位精度影响，不同分次间仍然能够按照最初处方剂量实现个体化的精准治疗。按照传统治疗流程，患者先在定位室CT等设备上获取定位图像，完成计划设计，使用模体进行剂量验证通过后传输至治疗室的加速器上进行治疗，但对于自适应的闭环流程，若因靶区或正常组织等位移而需要修改治疗计划，患者在治疗室躺上治疗床后再起身去到定位室获取图像显然就失去了自适应的意义，同时获取的图像也是“过去式”，而不是患者躺上治疗床需要治疗的“现在时”，继图像问题相关的计划完成后，需要用模体在加速器上出束验证剂量又是一大难点，实时剂量验证是当今自适应放疗推进的关键因素。

ArcherQA可实现对实时图像引导的充分利用，将获取的CBCT图像生成伪CT图像，从而得到“现在时”用于计划设计的影像资料。ArcherQA可对治疗计划进行在线剂量验证，不需要使用模体扫描，不需要患者离开，不需要占用加速器出束，30秒完成实时在线剂量验证，为在线自适应治疗闭循环完成衔接。

ArcherQA具有以下4大功能模块：

01  Plan Check 模块

❖ 独立剂量计算引擎再计算，对治疗计划进行二次评估

02  QA Check 模块

❖ 治疗前计划传输和计划执行验证

❖ 检查机器执行偏差以及实际剂量分布是否满足临床要求

03  Fraction Check 模块

❖ 监测每个分次治疗机器（读取logfiles）执行偏差

❖ 监测每个分次治疗实际剂量分布，实现全治疗过程剂量跟踪

04  Adapted Check 模块

❖ 通过分次的CBCT，进行形变配准生成形变CT做剂量验证

❖ 通过分次的CBCT，进行深度学习生成伪CT的方式再次做剂量验证