放射治疗是恶性肿瘤主要治疗手段，精准放疗理念已经被广泛提出。然而，由于肿瘤谱的复杂化，患者病情的多样化给个体化精准放疗的实施带来巨大挑战。精准靶区定位及勾画、精准放疗技术及计划评估、患者个体化精细管理对于精准放疗的实施至关重要。此外，放射性损伤的防治措施不足、肿瘤辐射抵抗导致放疗效果不佳，综合治疗体系尚不完善等问题日益凸显。本项目在2项国家重点研发计划课题，6项国家自然科学基金及19项省部级课题的资助下，以改善难治性恶性肿瘤放疗疗效为目标，以疑难恶性肿瘤精准放疗的技术创新为核心，以建立临床精准放疗模式为导向，开发了精准定位装置及人工智能靶区勾画系统，发明了跨模态融合分割及基于边界距离的剂量运算方法，并且建立了肿瘤患者早期营养干预新模式，推动了个体化放疗取得突破性进展，为精准放疗的加速实施做出重要贡献。该技术荣获2023年度吉林省科技进步一等奖。

图片1：发明精准放疗定位装置。

（a）3D打印个体化施源器；（b）3D打印硅橡胶组织等效膜；（c）压舌板口含器；（d）手臂固定支架

图片2：基于多模态图像(CT-MRI)的融合分割网络。

（a）网络整体框架图；（b）模块内部结构；（c）距离引导剂量预测结果对比图

　　团队率先建立3D打印平台，实现定位用辅助器材的3D打印，同时发明多种定位用固定装置，实现了放疗体位的精准固定，提高摆位精度，减少了正常器官的非必要照射。同时，开发人工智能靶区勾画系统，结合人工智能及深度学习策略，完成超过5000余例的肿瘤靶区及危及器官的精准勾画，突破了人工靶区勾画精准度和效率低的难题；在放疗剂量评估方面，项目组首创基于注意力机制对抗模型的CT/MRI跨模态融合分割方法，完成了十余种肿瘤的靶区自动化分割。并且开展基于边界距离的变换运算方法，与传统方法相比，预测误差和剂量体积直方图误差分别降低7.5%和11.6%。提升了图像块剂量预测结果的可靠性；在此基础上，团队针对放疗期间患者营养不良导致治疗中断的瓶颈问题，开展了早期营养干预的前瞻性研究，显著降低了不良反应发生率及死亡风险，改善患者健康状况及预后。

　　该项目第一完成人姜新教授介绍说，团队共研发了国产化肿瘤高端诊疗装备5款，获得医疗器械注册4项，相关成果已在国内15个省市的30家大型肿瘤诊疗中心推广应用，7年间惠及3万余名患者，推动了个体化放射治疗取得突破性进展，具有重要社会经济价值。（科学技术奖励处）