目的:初步观察MR引导下非小细胞肺癌体部立体定向放疗(SBRT)的可行性，并对有无磁场环境下剂量学差异进行分析。方法:前瞻性的入组3例SBRT的非小细胞肺癌患者，均应用MR引导加速器放疗。治疗计划分别应用有磁场模型和无磁场模型进行优化和剂量计算，同时在常规加速器进行患者备用计划的制备。比较有无磁场模型剂量的分布差异。同时对靶区覆盖度、计划通过率、治疗时间进行描述，并比较常规加速器备用计划和有磁场模型下执行计划的复杂度等差异。结果:3例患者分次治疗时间为(36.67±6.11) min，在线自适应计划平均时间为(14.4±1.7) min，患者基本耐受。治疗前计划的γ通过率(3%/3 mm)平均为98.9%，疗中在线计划γ通过率(3%/3 mm)为98.5%，靶区覆盖度达99.1%，满足临床需求。有磁场情况下肺部低剂量区剂量略低于无磁场情况，但肋骨和皮肤剂量因磁场存在略高于无磁场计划。在线自适应计划的机器跳数略高于参考计划，常规加速器备用计划机器跳数在相同靶区覆盖度情况下明显低于MR加速器计划。随访结果显示患者无不良反应，近期疗效均为部分缓解。结论:在考虑磁场影响情况下可获得满足临床需求的治疗计划，证明MR加速器引导的肺癌SBRT放疗具有可行性，但治疗时间较长，治疗流程较为复杂。

目的:初步探讨基于迭代锥形线束CT（iCBCT）引导的在线自适应放疗在盆腔恶性肿瘤中的临床应用。方法:北京协和医院放疗科开展了基于iCBCT引导的在线自适应放疗在盆腔恶性肿瘤中应用的前瞻性临床试验，本研究初步分析了2022年8—11月接受在线自适应放疗的13例盆腔恶性肿瘤（2例宫颈癌、4例宫颈癌术后、3例子宫内膜癌术后、3例膀胱癌、1例前列腺癌）患者的临床数据，探讨在线自适应放疗的可行性、自适应放疗相关流程时间、危及器官及靶区的修改程度、靶区剂量覆盖度、相关危及器官受量等。采SPSS软件进行分析，符合正态分布的数据以 xˉ±s表示，否则用 M（ Q1， Q3）表示。方差齐性数据采用 t检验分析，非正态分布或方差不齐的数据则采用非参数检验进行分析。 结果:在自适应治疗过程中，在线自适应平均时间为15 min 38 s（从接受CBCT扫描到最后计划选择完成的时间）。85.4%（830/972分次）的人工智能自动生成的influencer结构（与临床靶区、计划靶区相邻并可能对靶区轮廓生成有高度影响的器官，在盆腔肿瘤中通常为膀胱、直肠、小肠）不需要任何修改或只需进行小修，89.8%（491/547分次）人工智能自动生成的临床靶区无需修改或只需要小修。98.5%（319/324分次）的放疗分次选择了adapted计划，与scheduled计划相比，adapted计划展示出较好的靶区剂量覆盖度，同时可以降低危及器官的受量。结论:在临床可接受的时间内可实现基于iCBCT的盆腔恶性肿瘤在线自适应放疗，且更好的靶区剂量覆盖展现了在线自适应放疗的优势。

目的:初步探讨MR加速器呼吸导航引导肝癌立体定向体部放疗（SBRT）的流程、可行性及应用优势。方法:回顾分析2021年9—12月10例使用MR加速器接受呼吸导航引导，行SBRT的肝癌患者临床数据。所有患者均行CT模拟定位和Unity MR定位，采集平扫、增强和4D CT，及T 1 3D、T 2 3D MR影像。选择4D CT呼气末端图像设计参考计划，治疗前采集呼吸导航（呼气末端）T 2 Navigator MR图像，并结合实时监控2D MR影像调整或修改靶区位置和形状，选择合适的在线自适应计划流程。目测定位CT、T 2 3D MR和T 2 3D Navigator MR图像显示肿瘤的清晰度；统计靶区体积变化；比较自适应计划和参考计划的剂量学差异；评估患者疗效和不良反应。 结果:在自由呼吸状态下，T 2 3D Navigator MR图像质量明显优于常规T 2 3D MR图像，可更清楚显示肿瘤及其边界。10例患者采用位置适应（ATP）和形状适应（ATS）自适应计划分别为37分次和22分次，3例患者肿瘤消退明显。自适应计划的靶区平均适形指数（CI）与参考计划无差异，但靶区外剂量跌落稍慢（ P<0.05），尤其是ATS计划较明显。ATP自适应计划的正常肝平均受量与参考计划基本一致，但平均机器跳数明显增加，且差异有统计学意义（ P<0.05）。ATS自适应计划的平均机器跳数、平均子野数和正常肝D mean和V 10 Gy比参考计划有所降低，V 5 Gy轻微增加，但均无显著差异。7例患者进行放疗后1个月和3个月疗效评价，野内病灶控制较好，放疗不良反应轻微，未见≥3级不良反应。 结论:MR加速器的呼吸导航提高了自由呼吸状态下肿瘤和MR影像的目测清晰度，在肝脏肿瘤的精准自适应放疗特别是立体定向自适应放疗中展现了优势。

脑转移瘤是常见的继发性恶性肿瘤，放射治疗是重要的局部治疗手段。但由于锥形线束CT（CBCT）等图像引导技术无法较好地实时显示颅内肿瘤体积、形状及瘤周水肿变化，影响了自适应放疗的精准性，限制了大剂量低分次放疗在脑转移瘤中的应用。磁共振（MR）图像具有较高的空间分辨率和软组织对比度，且无额外辐射损伤，较CBCT具有明显优势。MR引导的自适应放疗可以实时影像跟踪治疗过程中颅内肿瘤解剖形变及位置变动，并据此进行在线剂量重建，从而保证肿瘤组织得到足量照射、减少周围重要危及器官受量，达到动态的精准放疗。本文就MR引导自适应放疗在脑转移瘤中的应用进行综述。

目的:评估Ethos宫颈癌在线自适应放疗（ART）基于智能优化引擎（IOE）的完全自动化自适应计划的鲁棒性。方法:回顾性分析2021年6月至2022年6月于北京协和医院就诊的ⅠB期11例宫颈癌术后患者，获取原始计划影像及每次放疗迭代锥形线束CT（iCBCT）影像，并将所有患者数据导入Ethos模拟器。使用Ethos对11例患者进行基于IOE的9野自动计划生成，生成的计划进行在线ART模拟，获取每次在线ART计划（共273个分次），并完成模拟治疗。基于在线ART计划所使用的影像及勾画结构进行手工计划设计，采用9野均分的布野方式，手工制作计划用于对照研究。采集剂量学参数、计划复杂性参数及Mobius质量保证（QA）通过率等，通过配对 t检验或秩和检验对比评估在线自适应放疗计划的危及器官、靶区的剂量学参数及计划复杂度等的鲁棒性。 结果:与手工计划相比，在线ART计划的计划靶区（PTV）覆盖相当，而临床靶区（CTV）D 99%更高［（45.93±0.36）∶（45.32±0.31）Gy， P<0.001］。在线ART计划的PTV D max显著高于手工计划［（49.89±1.25）∶（48.48±0.77）Gy， P<0.001］，但是PTV D 1%则小于手工计划［（47.22±0.29）∶（47.59±0.48）Gy， P<0.001］。在线ART计划与手工计划的PTV适形指数的差异无统计学意义（ P=0.967）。均匀性指数方面，两者均值基本相同，在线ART计划的离散性更小（ P<0.001）。危及器官（OAR）受量方面：在线ART计划的膀胱D mean、直肠V 40 Gy、小肠D mean大于手工计划，而直肠D mean、小肠D 2 cm3小于手工计划；在线ART计划的左右股骨头、脊髓和骨髓的剂量学参数均优于手工计划。自适应计划的机器跳数大于手工计划，但是自适应计划的复杂度显著低于手工计划（0.135±0.012∶0.151±0.015， P<0.001）。自适应计划与手工计划的Mobius γ通过率（5%/3 mm）均满足临床要求。 结论:基于IOE的Ethos在宫颈癌在线自适应计划中具有很好的鲁棒性，可以保证在线自适应各个治疗分次自动生成计划的质量。

目的:评估Ethos在线自适应放疗平台智能优化引擎（IOE）自动优化性能及其临床可行性。方法:回顾性分析11例Halcyon加速器治疗的宫颈癌术后患者的资料，患者所用计划均为Eclipse中采用的4个全弧容积弧形调强放疗（VMAT）手工计划（Manual-4Arc），处方剂量为45 Gy分25次。将所有患者影像和结构导入Ethos模拟器，基于科室剂量限值要求添加合适的临床目标，靶区归一到95%覆盖，之后采用IOE进行自动计划生成，得到7、9、12野均分固定野调强放疗（IMRT）计划（IMRT-7F、IMRT-9F、IMRT-12F）和2、3弧的VMAT计划（VMAT-2Arc、VMAT-3Arc）。使用单因素方差分析对6种计划进行剂量学比较，并基于分析结果进行Turky事后多重比较进行优劣判断，评估IOE自动优化性能。结果:高量方面，对于计划靶区（PTV），IMRT-12F计划的D 1%最低，且与Manual-4Arc计划存在显著性差异（ P=0.004）；靶区覆盖方面，所有方法制作出来的临床靶区均满足临床要求，Ethos在线自适应计划虽在计划制作时做了归一，但PTV靶区覆盖率略微不足。对于距离靶区较近的危及器官，比如膀胱，其V 30 Gy、V 40 Gy及D mean在6种计划之间的差异有统计学意义。膀胱的受量排序基本为IMRT-12F

关于质子放疗与光子放疗优劣的争论已持续20多年，主要体现在剂量分布与临床结果的比较。由于剂量优势并不总能转化为更好的临床结果，目前西方国家展开了多项3期对比性临床研究。但这些临床研究的结果对放疗的改进意义如何，以及能否让这场争论尘埃落定，都值得讨论。这是因为治疗的效果不仅取决于射线种类，还取决于所使用的技术。因此探讨的重点不应该是哪一种射线更优越，而应是如何避免其缺点的同时充分利用每种射线的剂量特性。质子治疗和光子治疗都将在未来的肿瘤治疗中发挥重要作用，有限的资源应该用于最大限度地提高每种射线的有效性。随着放疗技术及系统性药物治疗包括免疫治疗的飞速发展，降低治疗分次（SRS/SBRT）将是放疗的必然趋势。对剂量聚焦的需求将推动光子治疗向使用更多非共面射野的4π放疗方向发展，而更高的几何精度要求也会让基于人工智能的在线自适应放疗更为普及。

目的:探讨头颈部肿瘤患者基于磁共振加速器系统开展自适应放射治疗的可行性。方法:回顾性分析2019年在中山大学肿瘤防治中心采用磁共振加速器上开展自适应放射治疗的6例头颈部肿瘤患者，共计128个治疗分次的在线自适应治疗计划。评估分次间靶区处方剂量覆盖和危及器官最大剂量或平均剂量的变化情况。然后将每个治疗分次计划剂量叠加后，比较靶区处方剂量覆盖和各危及器官剂量与参考计划的差异。结果:分次间靶区和危及器官剂量评估结果显示，靶区处方剂量覆盖变化<1%，均满足临床要求。脑干、视交叉、视神经、眼球分次间最大剂量和平均剂量变化较小，但眼晶状体剂量变化最大可达98%。累积剂量评估结果显示，靶区处方剂量覆盖和参考计划无明显差别(<1%)，脑干、视交叉、视神经、眼球的剂量低于参考计划。眼晶状体剂量变化明显，其剂量高于参考计划最大为31.7%。结论:靶区与危及器官的累积受照剂量和分次间剂量均满足临床要求，磁共振加速器系统开展头颈部肿瘤自适应放射治疗方案是可行的。眼晶状体实际受照剂量与参考计划差异较大，应在临床中予以考虑。

目的:利用治疗当日低剂量单能锥形束CT(CBCT)，合成与治疗当日解剖结构一致的双能物质分解图像(MDI)，为在线自适应放疗(ART)和剂量重建等临床应用场景提供定量图像基础。方法:通过改变4D Extended Cardiac-Torso(XCAT)解剖结构输入参数，构建70组男性和女性仿真人体数据，并按照5∶1∶1比例划分为训练集、验证集和独立测试集。其中每组数据包括治疗前的双能CT(DECT)以及发生生理形变后的CBCT，后者反映放疗过程中的患者变化。使用迭代分解算法对双能CT进行物质分解，分别得到骨分解图(MDIB)和软组织分解图(MDIST)。构建基于断层图像的2D CycleGAN网络实现从CBCT到MDI的模态转化，并保留CBCT所代表的放疗当天真实解剖结构。网络以CBCT、MDIB和MDIST为输入，输出为治疗当日的MDIB与MDIST。为测试集患者构建与CBCT解剖结构相同的DECT并获得MDIB与MDIST作为真值，定量评估模型合成双能物质分解图的性能表现。结果:在仅使用传统方案约13.8%的投影数量和辐射剂量情况下，测试集中的10套单能稀疏重建CBCT被模型成功转换成了与放疗当日解剖结构一致的MDIB与MDIST。合成的MDIB和MDIST与真值相比，结构相似性指数(SSIM)分别为0.983±0.006和0.988±0.005；均方根误差(RMSE)分别为0.017±0.005和0.019±0.004；峰值信噪比(PSNR)分别为35.515±2.081和34.409±1.510。模型训练耗时约18 h 51 min，合成每张MDI图像耗时约0.65 s。结论:基于低剂量稀疏重建CBCT，本研究构建的2D CycleGAN网络可以实现跨模态、高保真的双能物质分解图像转化，有望在现有临床平台上为在线自适应放疗、离子放疗计划设计、剂量重建与监控等应用场景提供新型智能成像方法。

目的:探讨人工智能(AI)辅助联合低剂量扇形束计算机断层扫描(FBCT)引导的在线适应性放疗(OART)治疗宫颈癌的可行性及安全性。方法:在联影uCT-ART平台予11名宫颈癌(10名术后辅助，1名根治性放疗)患者行高年资放疗医师主导触发的OART。分析AI辅助低剂量FBCT引导的OART治疗宫颈癌的可行性，包括评估自动分割轮廓质量、自动放射治疗计划、OART在线剂量学分析、OART流程时长；以及11名宫颈癌患者的放疗相关不良反应分析。结果:在297个分次治疗中，经高年资放疗医师判断，共启动81次OART，人均启动OART 7.4次。OART流程平均总时长为18.97 min OART调整平均时长为15.87 min。11例患者在定位CT上经AI辅助勾画工具自动分割感兴趣区域(ROI)，得到ROI auto经高年资放疗医师修改及审核后得到ROI edit，其中临床靶区(CTV)的Dice相似系数为0.85 ± 0.04，不劣于前期模型0.89 ± 0.02( P>0.05)，95%豪斯多夫距离为(5.64 ± 1.60)mm，优于前期模型构建的(6.28 ± 2.31)mm( t＝－2.34， P<0.05)。OART启动后轮廓勾画策略为优先采用CTV刚性拷贝/OAR自动分割＋高年资放疗医师修改。OART计划的计划靶区(PTV)剂量分布更为紧凑，且剂量整体更接近处方剂量；OART计划中OAR剂量控制更贴近临床要求，OAR受照剂量显著低于影像引导放疗(IGRT)计划；适形指数CI与均匀性指数HI优于手动计划。在OART过程中，分次间靶区体积变化范围主要集中在±5%的范围内，而OAR体积变化范围波动较大，且无明显规律。消化系统、泌尿系统、造血系统发生急性不良反应均为PRO-CTCAE 1～2级，未见3级及以上的不良反应发生。 结论:本研究描述了基于uCT-ART的OART系统在宫颈癌放疗的成功实施，证实了OART临床应用的可行性与安全性。