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自适应放射治疗(Adaptive radiation therapy,ART)作为一种闭循环反馈的放疗流程,通过在放疗过程中采集患者影像(如CT、核磁成像等)来评判患者解剖(如肿瘤退缩、体重减轻或器官运动)和生理(如乏氧)变化,分析患者分次治疗与原始计划之间的剂量差异,通过改变照射方式以应对个体患者变化的调整,从而实现真正的个体化放疗。对于头颈部肿瘤而言,放疗期间由于肿瘤及其周围危及器官经常会存在显著的解剖结构变化,自适应放疗的开展具有重要的临床应用价值。目前实现ART的临床应用面临的重要障碍就是缺乏一套合理而高效的应用软件系统以便开展ART临床工作。为此,本论文开展基于Tomotherapy MVCT(Megavoltage computed tomography)影像的头颈部肿瘤自适应放疗技术的研究,着重研究其影像的剂量效应、ART基本准则以及分次剂量累积的评估方法,以期实现治疗计划剂量的评估和调整,从而达到实施精确治疗的目的。论文的主要工作及贡献包括:1.建立了MVCT用于自适应放疗剂量计算的临床实验基础。利用模体和患者MVCT影像数据实验,创建了MVCT值与电子密度转化的校准曲线,分析了影响校准曲线的相关因素,验证了MVCT影像实施ART的可行性,确保基于MVCT进行头颈部肿瘤剂量计算的误差可以控制在3%以内。2.首次提出了针对头颈部肿瘤实施MVCT ART的基本准则。通过头颈部肿瘤分次放疗过程中辐射所致的MVCT影像数据,分析了肿瘤CTN(CT Number)的变化规律,发现了CTN值的降低与组织相对体积减小之间的相关性,揭示了除解剖结构以外生理信号变化可以作为ART(再计划调整)的一种信号指示。3.实现了一套可以用于ART实施与效果评估的软件工具。利用一套形变图像配准工具,解决了计划k VCT/MVCT、放疗分次间MVCT/MVCT形变配准问题,确立了分次间剂量累加方法;通过对分次累加剂量的评估,制定了适应于头颈部肿瘤治疗的ART工作流程及临床指导规范,并通过头颈部肿瘤(鼻咽癌)患者的临床实践数据测试,验证了ART技术流程及规范的有效性和可操作性,对临床具有一定的指导意义。