众所周知，在射箭或开枪射击过程中，静的靶子是更容易打中的，而动的靶子就需要预判，或监控其实时的运动轨迹后再进行射击方可命中。在放射治疗中，尤其是以三维适形放疗和调强放疗为代表的精确放疗的实施过程中，运动管理是必不可少的，对于单次或少分次大分割照射的立体定向放疗，实时的运动管理则是是精准打击的重中之重，否则，会产生“失之毫厘，谬以千里”的重大事故。

放射治疗相关的靶区及器官的运动管理是实现精准放射治疗的重要基础，随着精确放射治疗技术的发展，靶区和器官运动管理方法也日趋成熟。 值春节假期的尾声，本人参考《中国放射治疗相关的器官运动管理指南》、《肿瘤精确放疗中的呼吸运动管理》及本人多年来的临床经验全面梳理一下放射治疗中运动管理的相关问题，以此献礼虎年新春，回报人民大众！

1、肿瘤放疗中的运动类型

1.1 概述

概括来讲，肿瘤放疗中各种运动来源于设备误差、摆位误差、器官自主和不自主运动、周围软组织或器官的变化对器官运动的影响、不同体位时同一器官的运动方式不同等；而运动管理需要重点关注两类误差，即分次间误差和分次内误差。分次间误差是指放射治疗时患者解剖位置与模拟计划之间的差别，任何两次摆位都无法做到患者体位完全相同；分次内误差指单次治疗过程中患者因器官运动或体位移动导致的位移误差。

1.2 分次间误差的来源可以从两方面考虑：一类与设备（模拟机、治疗机、激光灯等）不确定性有关，另一类与患者及摆位有关。与设备有关的因素主要包括射野大小及位置、旋转角度（准直器、机架、治疗床等）设置、十字中心、光野一致性、激光灯系统、多叶光栅等。这类因素可通过采取质量保证程序予以控制。与患者及摆位有关的因素包括器官运动、患者移动、体形变异、皮肤标志点的不准确等。这类因素与治疗部位、患者个体情况（年龄、体重、活动度等）及摆位技术、技术员摆位的准确性、经验、培训、责任心以及摆位的时长）密切相关，这类误差不能消除，但通过努力可将其减少。

1.3 摆位误差的量化方法 摆位误差指的是放射治疗执行过程中实际治疗位置和治疗参考位置的差异。实际治疗位置误差可由机载影像系统通过对比计划影像获得。为了描述多次摆位误差的分布情况，

把分次间摆位误差分为系统误差（ systemic error)和随机误差(random error)。系统误差为实际治疗位置和模拟定位时位置的差异，发生在治疗计划准备期间，体现了在放射治疗机器上重复模拟定位时技术上的难度， 可采取相应措施纠正而使误差减小。 随

机误差为每日治疗重复性的差异，发生在治疗计划执行期间，多由患者位置及器官运动的变化引起，具有偶然性。

2 国际放射单位与测量委员会(ICRU)62号报告关于各级靶区及运动管理的基本概念

随着适形放疗的发展，对治疗增益的期望及漏照某些癌细胞的危险的增加，要求更准确的定义围绕靶体积的边界。GTV ( Gross Tumor Volume )和CTV( Clinical Target Volume )的概念不需再考虑 ，因为那是不依赖于任何技术发展的肿瘤学的概念。但是，当要勾画计划靶体积( PTV )和确定相应的边界时,却应该考虑很多因素并应作出准确的标志。 在ICRU62号报告中，内边界( Internal Margin，IM )定义为考虑了相对于解剖参考点的CTV的大小、形状、位置的变化(例如:胃或膀胱的充盈程度，由呼吸引起的运动等等) ; 摆位边界(Set up Margin， SM )是指进一步又考虑了由摆位等引起的病人与射线位置之间的所有不确定度后CTV的边界。区分IM和SM是为了反映不确定度的不同来源: IM主要是由生理过程引起的,它是难于或者不能完全控制的;相反，因为SM主要是由技术因素引起的,故可通过更精确地摆位、固定患者、改进机器设备的机械稳定性等措施减小之。

3 不同部位肿瘤放射治疗中的器官运动来源

3.1 头颈部肿瘤 运动主要来源于吞咽动作、脑脊液压力、张口、眼球运动和舌头的运动等。

3.2 胸部肿瘤 呼吸运动、心脏的收缩与舒张、大血管的搏动和膈肌运动等，对由临床靶区（CTV）至PTV外扩边界的确定影响较大。 呼吸运动是影响肺癌PTV最重要的因素，也是导致其他胸部肿瘤靶区运动的最主要因素。

3.3 腹部肿瘤 胃肠蠕动、膈肌运动、呼吸和心脏运动，对器官位置的影响比较大。胃肠蠕动和充盈状态显著影响腹部肿瘤和危及器官的位置和边界。与呼吸运动不同的是，胃肠充盈与蠕动状态的变化大多是不规律的，并且此类变化具有一定的时间

依赖性，引起的运动幅度通常难以预测。由于分次间的时间跨度比分次内大，由此引起的大幅度偏差可能更为明显。

3.4 盆腔肿瘤 膀胱和直肠充盈程度对靶区位置影响较大。治疗分次间，影响靶区位置和边界的因素包括盆腔内器官的位置和体积变化， 例如宫颈和淋巴结的位置变化。治疗分次内影响靶区运动的因素主要有呼吸运动和胃肠蠕动等。

4 运动管理方法

准确的患者定位和运动管理是实现预期治疗结果的关键。成功的运动管理能够减少PTV 外放范围，确保计划剂量准确覆盖靶区，并避免危及器官不必要的照射。对于具体患者选择哪几种运动管理，需结合临床进行考虑。常用的运动管理方法如下——

4.1 靶体积外扩 根据不同位置、类型肿瘤的特点以及摆位误差情况，进行合适的靶体积外扩。

4.2 咬合器 在头颈部放射治疗的时候，有些患者需要在嘴里放置咬合器以确保嘴和下巴保持在正确的位置。放射治疗团队会根据临床情况决定患者是否需要使用咬合器?如果有必要，患者在定位膜塑形的时候就需要戴上咬合器。

4.3 内靶区（ITV）法 使用最大密度投影（MIP）方法处理所有的4D 图像序列，在MIP图像上勾画靶区，使得 CTV 或PTV的范围涵盖所有时相上的肿瘤图像。在各个时相的CT序列上检查，保证靶区完整。该方法勾画出所有时相靶区的并集称为ITV，在ITV的基础上考虑摆位误差生成PTV。在图像引导治疗阶段，ITV可以和锥形束断层扫描（CBCT）图像进行配准。该方法常用于靶区的组织密度显著大于周围正常组织的情况，比如肺癌。

4.4 中位呼吸法 首先计算各图像序列上GTV/CTV的平均位置，选择最接近平均位置的一个阶段图像序列作为中位呼吸图像，该图像可以最好地代表靶区的时间加权位置。在中位呼吸图像上进行靶区勾画，在外扩PTV时考虑器官运动幅度。中位呼吸法勾画靶区时主要考虑呼吸周期中PTV位置维持时间最长的时相，并不确保PTV包含所有时相的靶区。

4.5 腹部加压 肿瘤/器官的运动幅度可通过腹部加压进行限制，患者上腹部受到加压装置的压迫，膈肌运动受到限制从而迫使患者进行浅而快的呼吸。该方法已广泛应用于腹部放射治疗中，以降低呼吸相关的肿瘤/器官运动。

4.6 主动呼吸控制（active breathing control,ABC) 在患者较为舒适的情况下,在呼吸循环的某一时相稳定地限制呼吸运动幅度。 该方法主要利用导管控制患者呼吸，治疗时患者佩戴鼻夹避免鼻腔呼吸，确保只能进行口部呼吸。当患者呼吸深度到达设定范

围时，阀门自动关闭，空气流通中断，患者开始屏气，同时加速器开始出束治疗 。只有当患者的屏气体积和设定范围高度一致时加速器才实施治疗。

4.7 屏气（breath hold）分为深吸气屏气（deep inspiration breath hold, DIBH)和呼气末屏气(end expiration breath hold,EEBH)两种。对于肝脏部分靶区邻近心包以及乳腺的患者而言EEBH时由于膈顶上移? 靶区会更加贴近心包或者与乳腺处于

同一层面，邻近心包的保护难度会增大，部分患者的乳腺会受到不必要的照射， 此时应在保证患者屏气重复度与稳定性的前提下，采取DIBH技术。在呼吸时相与患者屏气程度的选择时，需要注意吸气末相的重复性与稳定性要低于呼气末相。

4.8 门控(gating) 仅在靶区移动到呼吸周期的预定时相进行出束照射。这一方法可以显著降低CTV-PTV外扩。不同于自主屏气，使用门控方法的患者进行自由呼吸，在呼吸信号落入呼吸周期的预定范围内时触发出束，其余时间不出束。但是，由于加速器仅在呼吸周期的选定部分（30%-50%）内出束，导致该方法的治疗效率较低，也易受到不规则呼吸的影响。

4.9 实时运动追踪技术（tracking）对肿瘤靶区位置实时探测，并根据探测结果调整射束。目前实时探测的方法主要包括通过X射线摄影或MRI图像直接对肿瘤靶区或植入靶区内的金属标志物进行实时定位，或者利用电磁导航以及探测体表变化等间接的方法来预测肿瘤靶区位置。该技术可以减小PTV外放边界，患者治疗时可以自由呼吸，相比于呼吸门控技术可以极大地减少治疗时间， 并显著提高分次内的放射治疗精度。

4.10 直肠一致性管理 可采用直肠排空、直肠移位、直肠排气、灌肠和服用益生菌等方式保持直肠一致性。

4.11 膀胱一致性管理 可通过膀胱容量测定仪来测量膀胱的容量.对患者进行教育、培训和持续性的膀胱容积测量可以有效提高膀胱容量的一致性。

除了以上方法，通过四维图像引导技术 静态变成动态，实时追踪运动，实现精准打靶。

参考文献

陈明,李建彬,邓小武,戴建荣,尹勇,赵路军,毕楠,胡伟刚,中华医学会放射肿瘤治疗学分会,中国医师协会放射肿瘤治疗医师分会,中国抗癌协会肿瘤放射治疗专业委员会,中国临床肿瘤学会放射治疗专家委员会.中国放射治疗相关的器官运动管理指南[J].中国肿瘤,2021,30(10):726-733.DOI:10.11735/j.issn.1004-0242.2021.10.A002.

Stroom J,Heijmen B.Geometrical uncertainties, radiotherapy planning margins, and the ICRU-62 report.[J].2002,64(1).

https://zhuanlan.zhihu.com/p/254677542